ํƒœ๊ทธ ๋ณด๊ด€๋ฌผ: quantum-computing

quantum-computing

์ฟผ๋ฆฌ ๋ณต์žก์„ฑ ์ธก๋ฉด์—์„œ ๊ณ ์ „๊ณผ ์–‘์ž ์‚ฌ์ด์˜ ๊ณ„์‚ฐ ๋ชจ๋ธ ๋ชจ๋ธ X ๋Š” ํ€€ํ…€๋ณด๋‹ค ์—„๊ฒฉํ•˜๊ฒŒ ์ฟผ๋ฆฌ๋Š” ๋งŽ์ง€๋งŒ

์ž˜ ์•Œ๋ ค์ง„ ์–‘์ž ์ปดํ“จํ„ฐ๋Š” ์ฟผ๋ฆฌ ๋ณต์žก์„ฑ ์ธก๋ฉด์—์„œ ๊ธฐ์กด์˜ ์ปดํ“จํ„ฐ๋ณด๋‹ค ํ›จ์”ฌ ๊ฐ•๋ ฅ ํ•ฉ๋‹ˆ๋‹ค.

์ฟผ๋ฆฌ ๋ณต์žก์„ฑ ์ธก๋ฉด์—์„œ ์–‘์ž์™€ ํด๋ž˜์‹ ์‚ฌ์ด์— ๋‹ค๋ฅธ ๋ชจ๋ธ (์ž์—ฐ ๋˜๋Š” ์ธ๊ณต)์ด ์žˆ์Šต๋‹ˆ๊นŒ?

๋ถ„๋ฆฌ๊ฐ€ ๊ฐ€๋Šฅํ•ฉ๋‹ˆ๋‹ค

  • ํŠน์ • ๋ฌธ์ œ : ๋ชจ๋ธ X ๋Š” ํ€€ํ…€๋ณด๋‹ค ์—„๊ฒฉํ•˜๊ฒŒ ์ฟผ๋ฆฌ๋Š” ๋งŽ์ง€๋งŒ ํด๋ž˜์‹์˜ ํ•˜ํ•œ๋ณด๋‹ค ์ฟผ๋ฆฌ ์ˆ˜๊ฐ€ ์ ์€ ํ•จ์ˆ˜ ๋ฅผ ๊ณ„์‚ฐ ํ•˜๊ฑฐ๋‚˜
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  • ๋‹ค๋ฅธ ๋ฌธ์ œ : ๋ชจ๋ธ X ๋Š” ํ€€ํ…€๋ณด๋‹ค ์ฟผ๋ฆฌ ์ˆ˜๊ฐ€ ๋งŽ์€ ํ•จ์ˆ˜ ์„ ๊ณ„์‚ฐํ•˜์ง€๋งŒ ํด๋ž˜์‹๋ณด๋‹ค ์ฟผ๋ฆฌ ์ˆ˜๊ฐ€ ์ ์€ ํ•จ์ˆ˜ ๋ฅผ ๊ณ„์‚ฐํ•ฉ๋‹ˆ๋‹ค .
    f1

    f2

๋‘ ๊ฒฝ์šฐ ๋ชจ๋‘ ํ€€ํ…€๊ณผ ๋น„๊ตํ•˜๊ธฐ ์–ด๋ ค์šด ์˜ˆ์ œ ( ๋น„ ๊ฒฐ์ •์  ์ฟผ๋ฆฌ ์˜ ์ธ์ฆ์„œ ๋ณต์žก์„ฑ ) ๋ฅผ ํ”ผํ•˜๊ธฐ ์œ„ํ•ด ๋ชจ๋“  ํ•จ์ˆ˜ ์— Q 2 ( f ) โ‰ค X ( f ) โ‰ค R 2 ( f )๊ฐ€ ์žˆ์–ด์•ผ ํ•ฉ๋‹ˆ๋‹ค. ์—ฌ๊ธฐ์„œ Q 2 ( F ) (๋ฐ R 2 ( f๋Š” ) )๋Š” ์–‘๋ฉด 1 / 3 โ€“ ์—๋Ÿฌ ์–‘์ž (ํด๋ž˜์‹ ๋žœ๋ค) ์งˆ์˜์˜ ๋ณต์žก์„ฑ๊ณผ ๋ถ€๋“ฑ์‹ ์ƒ์ˆ˜ ์š”์†Œ ๋‚ด์—์žˆ๋‹ค.

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1/3


๋‹ต๋ณ€

์ด๋Ÿฌํ•œ ๋ชจ๋ธ์„ ๋งŒ๋“œ๋Š” ์‰ฌ์šด ๋ฐฉ๋ฒ• ์ค‘ ํ•˜๋‚˜๋Š” ๋จผ์ € ๊ณ ์ „์ ์ด์ง€ ์•Š์€ ๊ฒƒ์„ ์ˆ˜ํ–‰ ํ•  ์ˆ˜์žˆ๋Š” ์ œํ•œ๋œ ์–‘์ž ๊ณ„์‚ฐ ๋ชจ๋ธ์„ ๋งŒ๋“  ๋‹ค์Œ ๋ฌด๋ฃŒ๋กœ ๊ณ ์ „ ๊ณ„์‚ฐ์„ ์ œ๊ณตํ•˜๋Š” ๊ฒƒ์ž…๋‹ˆ๋‹ค.

์ด ์ „๋žต์˜ ์˜ˆ๋Š” ํ•˜๋‚˜์˜ ๊นจ๋—ํ•œ ํ ๋น„ํŠธ ๋ชจ๋ธ์ž…๋‹ˆ๋‹ค (BPP ์‹œ์Šคํ…œ๊ณผ ํ•จ๊ป˜). ์ผ๋ถ€ ์ฐธ๊ณ  ์ž๋ฃŒ : 1 ๋น„ํŠธ์˜ ์–‘์ž ์ •๋ณด์˜ ํž˜์—์„œ , ๋‹จ์ผ ๋ฐ 1 ๊ฐœ์˜ ์ˆœ์ˆ˜ ํ ๋น„ํŠธ ๋ฅผ ์‚ฌ์šฉํ•œ ๊ณ„์‚ฐ ๋ฐ Jones ๋‹คํ•ญ์‹ ์ถ”์ •์€ ํ•˜๋‚˜์˜ ํด๋ฆฐ ํ ๋น„ํŠธ์— ๋Œ€ํ•œ ์™„์ „ํ•œ ๋ฌธ์ œ์ž…๋‹ˆ๋‹ค .

๋‹ค๋ฅธ ์˜ˆ๋Š” ํด๋ž˜์‹ ์ปดํ“จํ„ฐ์— ์•ก์„ธ์Šค ํ•  ์ˆ˜์žˆ๋Š” ๋กœ๊ทธ ๊นŠ์ด (๋˜๋Š” ํด๋ฆฌ ๋กœ๊ทธ ๊นŠ์ด) ์–‘์ž ํšŒ๋กœ๋ฅผ ๊ฐ–๋Š” ๊ฒƒ์ž…๋‹ˆ๋‹ค. ์ด๊ฒƒ์€ ์™€ ๊ฐ™์€ ๊ฒƒ์„ ์‚ฐ์ถœ ํ•  ๊ฒƒ ์ž…๋‹ˆ๋‹ค.

BPPBQNC

๋‹ต๋ณ€

X(f)โ‰คD(f)

R2(f)

๋‹ต๋ณ€

์–ด์ฉŒ๋ฉด ์ด๋Ÿฐ ์ข…๋ฅ˜์˜ ์ปดํ“จํŒ… ๋ชจ๋ธ์˜ ๋” ๋ช…ํ™•ํ•œ ์˜ˆ๋Š” @RobinKothari๊ฐ€ ๊ทธ์˜ ๋Œ€๋‹ต์—์„œ ์„ค๋ช…ํ•˜๋Š” DQC1 ์ผ ๊ฒƒ์ž…๋‹ˆ๋‹ค. ๋ชจ๋ธ์— ๋Œ€ํ•œ ์ข‹์€ ์†Œ๊ฐœ๋Š” ๊ทธ์˜ ๋‹ต๋ณ€์—์„œ ์ฐธ์กฐ๋ฅผ ์ฐธ์กฐํ•˜์‹ญ์‹œ์˜ค.

๋˜ํ•œ ์ตœ๊ทผ์—๋Š” Nature ์žก์ง€์— Quantum Discord์— ๊ด€ํ•œ ๋ฉ‹์ง„ ๊ธฐ์‚ฌ๊ฐ€์žˆ์—ˆ์Šต๋‹ˆ๋‹ค. Quantum Discord๋Š” ์–ฝํž˜์„ ์ผ๋ฐ˜ํ™”ํ•˜๋Š” ๋น„ ๊ณ ์ „์  ์ƒ๊ด€ ๊ด€๊ณ„์— ๋Œ€ํ•œ ์ •๋ณด ์ด๋ก ์  ์ฒ™๋„์ž…๋‹ˆ๋‹ค. ์—ฌ๊ธฐ ๋งํฌ๊ฐ€ ์žˆ์Šต๋‹ˆ๋‹ค. ์–ฝํž˜์ด ๊ธฐ๋ณธ์ ์ธ ์—ญํ• ์„ ์ˆ˜ํ–‰ํ•˜์ง€ ์•Š๋Š” ๊ณ„์‚ฐ์˜ ์˜ˆ๊ฐ€ ์žˆ์Œ์„ ์•Œ ์ˆ˜ ์žˆ์Šต๋‹ˆ๋‹ค. ์ฆ‰, ๋‹ค๋ฅธ ๋น„ ๊ณ ์ „์  ์ƒ๊ด€ ๊ด€๊ณ„๋Š” ๊ณ„์‚ฐ ์†๋„๋ฅผ ๋†’์ด๋Š” ๊ฒƒ์ž…๋‹ˆ๋‹ค. ์ด๊ฒƒ์€ ๋งคํŠธ๋ฆญ์Šค์˜ ํŠธ๋ ˆ์ด์Šค๋ฅผ ๊ณ„์‚ฐํ•˜๊ธฐ ์œ„ํ•ด DQC1์—์„œ ๋ฐœ์ƒํ•ฉ๋‹ˆ๋‹ค ( Datta, Shaji ๋ฐ Caves ์˜ ๋…ผ๋ฌธ ์ฐธ์กฐ ). ์ด ๊ธฐ์‚ฌ์—์„œ ํฅ๋ฏธ๋กœ์šด ์ ์€ โ€œQuantum Discord based algorithmsโ€, ์ฆ‰ ์–‘์ž ์†๋„ ํ–ฅ์ƒ์„ ์œ„ํ•ด ์–ฝํž˜์ด ํ•„์š”ํ•˜์ง€ ์•Š์€ ์•Œ๊ณ ๋ฆฌ์ฆ˜์— ๋Œ€ํ•œ ์งˆ๋ฌธ์„ ์ œ๊ธฐํ•œ๋‹ค๋Š” ๊ฒƒ์ž…๋‹ˆ๋‹ค. ๊ทธ๊ฒƒ์€ ์ „์ฒด ์–‘์ž ๊ณ„์‚ฐ๊ณผ ๊ณ ์ „ ์‚ฌ์ด์— ์žˆ์Šต๋‹ˆ๋‹ค.

์ด ๋ฒ”์ฃผ์— ์†ํ•  ์ˆ˜์žˆ๋Š” ๋˜ ๋‹ค๋ฅธ ๋ชจ๋ธ (์ „์ฒด ์–‘์ž์™€ ๊ณ ์ „ ์‚ฌ์ด)์€ Arkhipov์™€ Aaronson์˜ Linear Optical Model์ž…๋‹ˆ๋‹ค. ์ข‹์€ ์„ค๋ช… ์€ ์ด ์งˆ๋ฌธ ์„ ์ฐธ์กฐํ•˜์‹ญ์‹œ์˜ค .

์ด๋Ÿฌํ•œ ๋ชจ๋ธ์ด ์ฟผ๋ฆฌ ๋ณต์žก์„ฑ ์ธก๋ฉด์—์„œ ์–ด๋””์— ์ ํ•ฉํ•œ ์ง€ ๋ชจ๋ฅด๊ฒ ์ง€๋งŒ ์ข‹์€ ์ถœ๋ฐœ์ ์ด ๋  ์ˆ˜ ์žˆ์Šต๋‹ˆ๋‹ค.


๋‹ต๋ณ€