The Quantum Optimization Algorithm (QOA) is an advanced variational quantum algorithm developed to address combinatorial optimization problems that are otherwise unsolvable with classical methods. Two key approaches to QOA include Adiabatic Quantum Computing (AQC) and Quantum Annealing (QA). AQC relies on the adiabatic theorem, where a quantum system evolves gradually to remain in its ground state, encoding the problem in the Hamiltonian. QA, in contrast, involves annealing a system to minimize its energy by moving from a high-energy state to a low-energy one, allowing it to find the optimal solution by reaching the lowest energy state.
This presentation focuses on how AQC and QA can solve various combinatorial optimization problems, such as MAX-SAT and SAT, by converting them into Quadratic Unconstrained Binary Optimization (QUBO) formulations. It also explores extensions of adiabatic techniques to circuit-based quantum algorithms, such as Grover's search and the Deutsch-Jozsa algorithm, highlighting the broader applications and potential of QOA in quantum computation.
ﺍﻣﺮﻭﺯﻩ ﺷﺎﻫﺪ ﭘﯿﺸﺮﻓﺖ ﻭ ﺭﺷﺪ ﻣﺪﺍﻭﻡ ﮐﺎﻣﭙﯿﻮﺗﺮﻫﺎﯼ ﮐﻮﺍﻧﺘﻮﻣﯽ ﻫﺴﺘﯿﻢ. ﻭﺿﻌﯿﺖ ﻓﻌﻠﯽ ﺗﺎ ﺣﺪﻭﺩ یک ﺩﻫﻪ ﺁینده ﺍین ﺍﺳﺖ ﮐﻪ ﺗﻌﺪﺍﺩ ﮐﯿﻮﺑﯿﺖﻫﺎﯼ ﮐﺎﻣﭙﯿﻮﺗﺮﻫﺎﯼ ﮐﻮﺍﻧﺘﻮﻣﯽ ﻭ ﺩﻗﺘﺸﺎﻥ ﺑﻪ ﺍﻧﺪﺍﺯﻩٔ ﮐﺎﻓﯽ ﺑﺮﺍﯼ ﺍﺟﺮﺍﯼ ﭘﺮﻭﺗﮑﻞﻫﺎﯼ ﻣﻘﺎﻭﻣﺖ ﺩﺭ ﺑﺮﺍﺑﺮ ﺧﻄﺎ ﺑﺰﺭﮒ ﻧﯿﺴﺘﻨﺪ. ﺑﻪ ﻫﻤﯿﻦ ﺩﻟﯿﻞ ﺩﺭ ﺣﺎﻝ ﺣﺎﺿﺮ ﻣﺴﺎﺋﻠﯽ ﮐﻪ ﺑﺘﻮﺍﻥ ﺑﺎ ﺗﻌﺪﺍﺩ ﻣﺤﺪﻭﺩﯼ ﮐﯿﻮﺑﯿﺖ ﻭ ﺑﺎ ﺣﻀﻮﺭ ﺧﻄﺎﻫﺎﯼ ﻣﺘﻌﺪﺩ ﺁﻥﻫﺎ ﺭﺍ ﺍﺟﺮﺍ ﮐﺮﺩ ﺑﺴﯿﺎﺭ ﻣﻮﺭﺩ ﺗﻮﺟﻪ ﻗﺮﺍﺭ ﮔﺮﻓﺘﻪﺍﻧﺪ. ﺍﺯ ﺩﺳﺘﻪ ﺍﻟﮕﻮﺭیتمﻫﺎیی ﮐﻪ ﺍﻣﯿﺪ ﺑﺴﯿﺎﺭﯼ ﻫﺴﺖ ﺩﺭ ﺍین ﻓﻀﺎ ﺑﺘﻮﺍﻧﻨﺪ ﻣﺴﺎﺋﻞ ﻣﻬﻤﯽ ﺭﺍ ﺣﻞ ﮐﻨﻨﺪ، ﺍﻟﮕﻮﺭیتمﻫﺎﯼ ﻭﺭﺩﺷﯽ ﻣﯽﺑﺎﺷﻨﺪ. ﺩﺭ ﺍین ﺳﺨﻨﺮﺍﻧﯽ ﺿﻤﻦ ﺁﺷﻨﺎیی ﺑﺎ ﺍین ﺩﺳﺘﻪ ﺍﺯ ﺍﻟﮕﻮﺭیتمﻫﺎﯼ ﺗﺮﮐﯿﺒﯽ، ﺑﻪ ﭼﺎﻟﺶﻫﺎ ﻭ ﻓﺮﺻﺖﻫﺎﯼ ﻣﻮﺟﻮﺩ ﺩﺭ ﺍین ﺣﻮﺯﻩ ﻣﯽﭘﺮﺩﺍﺯیم.
در این ارائه، به بررسی الگوریتم کوانتومی HHL (Harrow-Hassidim-Lloyd) برای حل دستگاههای معادلات خطی میپردازیم. ابتدا مروری بر چگونگی حل معادلات خطی با استفاده از الگوریتمهای کلاسیک خواهیم داشت و سپس الگوریتم HHL را معرفی میکنیم که در شرایط خاص میتواند به صورت نمایی سریعتر عمل کند. مراحل اصلی الگوریتم، شامل آمادهسازی حالت کوانتومی، استفاده از تبدیل فوریه کوانتومی، تخمین فاز کوانتومی و استخراج نتیجه، توضیح داده میشود. در نهایت، کاربردهای عملی این الگوریتم در زمینههای مختلف بررسی میشود.
حل معادلات دیفرانسیل اهمیت غیرقابل انکاری در کاربردهای علمی و صنعتی دارند. از طرفی حل عددی این معادلات در کامپیوترهای کلاسیک، برای کاربردهای عملی با چالشهای زیادی همراه است. در این ارائه قصد داریم الگوریتم کوانتومی موجود برای حل این معادلات را بررسی کنیم و برتریهای بالقوهای که نسبت به الگوریتمهای کلاسیک دارند را مورد توجه قرار دهیم.
الگوریتم شور، یک الگوریتم کوانتومی برای تجزیه عددها به عوامل اول و نیز محاسبه لگاریتم گسسته در زمان چندجملهای است. دشواری تجزیه اعداد بزرگ به عوامل اول، پایه و اساس امن بودن یک روش رمزنگاری به نام RSA و دشواری محاسبه لگاریتم گسسته برای اعداد بزرگ، پایه و اساس روش رمزنگاری Elliptic Curves است که بخش اعظم سیستمهای رمزنگاری دنیا بر پایه این دو رمز بنا نهاده شده است. هنوز رایانههای کوانتومی با توان پردازشی لازم برای استفاده از این الگوریتمها برای شکستن رمزهای واقعی ساخته نشدهاند اما این تهدید بالقوه باعث شده است که دانشمندان درصدد یافتن رمزهای جدیدی باشند که در صورت ساخت چنین رایانههای کوانتومی، جایگزین رمزهای معمول شوند. در این ارائه، ما ابتدا ساختار دو رمزنگاری مذکور را بهطور خلاصه شرح میدهیم، سپس الگوریتم شور را معرفی کرده و نشان میدهیم چگونه این الگوریتم میتواند در شکستن این رمزها به کار گرفته شود.
دفعات مشاهده: 437 بار |
دفعات چاپ: 30 بار | دفعات ارسال به دیگران: 0 بار |
0 نظر