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奥维尔号量子计算机发布视频,基础知识,构想和实现 [复制链接]

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天秤座
日期:2013-11-07 18:39:20
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发表于 2023-11-18 15:25 |只看该作者 |倒序浏览
奥维尔号量子计算机发布视频,基础知识,构想和实现
奥维尔量子计算机已发布介绍视频,介绍了此量子计算机的基础知识,构想和实现。欢迎大家共同探讨。这是一个探索式项目,欢迎大家的反馈。
新的视频有其他 UP 主对量子计算,量子算法和量子力学的理论介绍,欢迎大家共同探讨。
视频请见:
https://www.bilibili.com/video/BV1nw411z7D5/
https://www.bilibili.com/video/BV1LG41117uf/
奥维尔号正在开发之中,尚未可用,但已经可以运行。并测试所有已实现的功能。欢迎大家试用。
奥维尔号量子计算机简介
采用扩展的量子二进制算法。在经典计算机上实现量子计算机。我们的景愿是在个人计算机上实现量子霸权。 此计算机的字长是 64 位,等效数据位为 32 位字长的量子计算机。我们采用量子扩展二进制,共有4个字符:0,1,Q,P 可以进行经典和量子算法。我们将在汇编层实现字符界面的量子计算机。
可能性
除了量子计算,还存在其他的超级并行计算的可能性。比如说人脑,说人脑拥有量子计算能力是可笑的。但是人脑也有类似于量子计算机的超级并行能力。这说明,迈向超级并行的道路并非一条。我们的想法是在经典计算机通过模拟量子算法得到超级并行能力,也可能比真正的量子计算机差一个层级,但是优越于经典计算机。考虑到经典计算机的低成本,即便如此也是值得追求的。
项目图片:奥维尔号

介绍视频
关于奥维尔号量子计算机的知识,原理设计与实现,请见视频:
文档,更新中已完成的功能
现在已支持运行量子汇编语言脚本 Quantum Assembly(.qa)和加载数据文件(.data)功能,支持各种赋值语言, 例如:
let a = monkeyTest.monkeyWordlet b = halfProject ashow b


更多功能请见 Core 的源码和示例的脚本文件。
开发版中的 Core 和 Shell 已可以使用。
目前支持如下的命令
设置提示符
setPrompt Star Trek:>
重置提示符
resetPrompt
编码 word
codeWord 0xffffffff
生成随机字
monkeyTest.monkeyWord
生成随机窄字
monkeyTest.monkeyNarrowWord
编码字符串
code 0x11
code 0x1111111111
退出
quit
各种 赋值语言
let a = b 等等
运行脚本
run scripts/sample1.qa
run scripts/QARobot.qa
加载文本数据
let c = loadData scripts/sampleData1.data
和各种经典与量子算法
启动 Core 即可启动奥维尔号。
操作流程【想定】
奥维尔号支持 2 种数据
字 Word 64 位扩展二进制,其实字宽为 32 位,每位扩展二进制占两位
窄字 NarrowWord 32 位二进制
奥维尔号载入数据采用窄字。
运算时将窄字 codeWord 成字
字可以进行量子运算
运算结果经过投影成为字的数组
运算结果字的数组会逐一进行验证,通过验证的即为结果
运算结果的字不可以包含 Q 和 P
随后这些结果会 decode 成为窄字数组,即为最终的结果
加量子与消量子
在奥维尔号的运算中 Q 在投影操作中会被分支为0和1
所以结果中 Q 越多,结果膨胀的厉害。
这里引入加量子与消量子概念
加量子:运算结果中使 Q 增多的运算,可能是和 Q 运算或者是量子进位。
消量子:运算中使 Q 减少的运算,主要有如下两种
and 0
Q and 0 = 0
or 1
Q or 1 = 1
近期计划
实现 Shell
实现 Core
实现最基础的功能
使计算机可以测试
界面想定
Orville:> cod var a = 'myTest'
Orville:> a = XXXX
Oraville:> binShow a
Orville:> a = '0b11011101'
基本字符及其含义
0 经典 0
1 经典 1
Q 量子纠缠态
P 投影动作,会把纠缠态度分解成经典 0 或者 1, 对经典状态没有影响。
在编码时,这4个字会被编码为 00,01,10 和 11
相关运算
Code 将经典字符串编码成量子扩展字符串
Decode 将量子扩展字符串中符合经典要求的字串解码为经典字符串
Project 投影运算,即加上 32 位宽的 P
经典运算,经典字符串使用的经典运算
qAdd 量子扩展加法,为两个 64 位扩展字符串的运算,结果是一个 64 位扩展量子字符串,经投影运算,可以得到结果。
qShow 显示一个量子扩展字面量,使用 0,1,Q,P
qBinShow 显示量子扩展字符串的二进制编码 64 位宽
qHexShow 使用 16 进制显示量子扩展字符串,为 16 位字符串
量子扩展加法规则不考虑量子进位字符串 qBitAdd
0+0 = 0
0+1 = 1
0+Q = Q
0+P = 0
1+0 = 1
1+1 = 10
1+Q = Q
1+P = 1
Q+0 = Q
Q+1 = Q
Q+Q = Q
Q+P = (0)(1)
P+0 = 0
P+1 = 1
P+Q = (0)(1)
P+P = P
考虑量子进位 qAdd
0+0 = 0
0+1 = 1
0+Q = Q
0+P = 0
1+0 = 1
1+1 = 10
1+Q = QQ
1+P = 1
Q+0 = Q
Q+1 = LL (10 或 01 量子纠缠态)
Q+Q = LL (10 或 01 量子纠缠态)
Q+P = (0)(1)
P+0 = 0
P+1 = 1
P+Q = (0)(1)
P+P = P
量子扩展位运算规则qAnd
0 qAnd 0 = 0
0 qAnd 1 = 0
0 qAnd Q = 0
0 qAnd P = 0
1 qAnd 0 = 0
1 qAnd 1 = 1
1 qAnd Q = Q
1 qAnd P = 1
Q qAnd 0 = 0
Q qAnd 1 = Q
Q qAnd Q = Q
Q qAnd P = (0)(1)
P qAnd 0 = 0
P qAnd 1 = 1
P qAnd Q = (0)(1)
P qAnd P = P
qOr
0 qOr 0 = 0
0 qOr 1 = 1
0 qOr Q = Q
0 qOr P = 0
1 qOr 0 = 1
1 qOr 1 = 1
1 qOr Q = 1
1 qOr P = 1
Q qOr 0 = Q
Q qOr 1 = 1
Q qOr Q = Q
Q qOr P = (0)(1)
P qOr 0 = 0
P qOr 1 = 1
P qOr Q = (0)(1)
P qOr P = P
qNot
qNot 0 = 1
qNot 1 = 0
qNot Q = Q
qNot P = P
Project
0 Project 0
1 Project 1
Q Project (0)(1)
P project P 、 对字的投影将 Q 分支,对 P 的替换需指定 0 或 1
halfProject
对字的半投影将 Q 分支,而 P 保持为 P
标准测试案例
量子汇编的示例程序放在 scripts 目录下。
使用扫雷游戏做为通用程序的标准测试案例。见 https://gitee.com/jerryshensjf/JMine
使用路径搜索算法作为 NP 问题标准测试床。见本站附件。

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