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日本的研究人员声明新量子电路可以计算快速傅里叶变换

2020年10月20日经过杰克赫兹

希望在预先存在的量子傅里叶变换实现上,日本的研究人员转向了快速的傅里叶变换。

在古典计算中,傅里叶变换是一种数学操作,它是对诸如信号处理之类的字段的基础。在量子计算,量子傅里叶变换(QFT)同样基础

量子计算与经典计算

量子与经典计算。使用的图像礼貌对数据的科学

QFT是在波芯的幅度上的离散傅里叶变换的量子实现。它是许多量子算法的重要组成部分,特别是Shor的因子算法和量子相位估计。然而,研究人员觉得仍然可以改进QFT来帮助使其成为更强大的工具。

量子快速傅里叶变换

傅里叶变换通常是通过快速傅里叶变换(FFT)在古典计算中。FFT是计算离散傅里叶变换的更快的计算方法,将来自O(n ^ 2)的计算复杂度改变为O(n logn)。

试图利用FFT的巨大优势,日本的研究人员出发了在量子域中实现FFT。它们的新量子FFT(QFFT)被定义为量子态的张量产物的变换。

这与传统的量子傅里叶变换(QFT)不同,该傅里叶变换(QFT)被定义为叠加量子态的幅度的线性变换。

应用于量子图象的高通滤波器的概念图象

应用于量子图像的高通滤波器的概念图像。使用的图像礼貌asaka等。AL.

新的QFT由用于执行标准算术运算的多个电路组成如量子加法器,减法器和换档操作员。这种新电路的另一个独特特征是它利用量子随机存取存储器(QRAM)的出现来接收比标准QFT的明显更好的计算复杂性。

QFFT的好处

QFFT的一个显著优点是它不会产生浪费的或“垃圾量子位”(量子信息的基本单位)。随着量子计算机中量子位数的不断增加,这种效率变得非常重要。

使用QFFT的主要优点在于其量子叠加,其中同时处理多个图像。在图像数量足够大的情况下,QFFT被认为计算地优于QFT。

值得注意的是,QFFT是高度多功能的,适用于传统FFT可以解决的所有问题。

为什么QFFT很重要

随着拐角处的量子计算机,研究人员和工程师正在寻找尽可能无缝的过渡的方法。

通过在QFFT中创建多功能算法,研究人员在本研究中旨在简化量子算法的采用过程,这可以解决目前依赖FFT的许多工程问题。此外,随着量子计算中的Qubits的数量不断增加,计算效率越来越多地成为一个问题。这种新电路旨在通过消除垃圾符号来缓解此问题。

如果量子计算真的是未来,那么像这样的工作可能有助于确保它将是一个光明的未来。