最全量子算法集,Quantum Algorithm Zoo中文版“落户”量子客

近日,通过数十个研究者的协助整理翻译以及校对,第一版Quantum Algorithm Zoo(QAZ)中文版历时数月,现已正式上线[1]。

QAZ是著名量子计算科学家 Stephen Jordan 收集整理的算法集[2]。Stephen Jordan 毕业于MIT,现为微软公司量子计算高级研究员,通过对该算法集的整合和梳理,研究者可以快速的找到对应的算法,以及相关的参考资料。这使得该算法集在业内较为知名,一些知名的文章如发表在nature的文章[3]也引用了该算法集,这为研究者研究量子算法提供了很好的参考和指导。
     (Stephen Jordan, 来自微软)

QAZ量子算法集囊括了现阶段已知的优于经典算法的量子算法(截止2019.1),整体内容涵盖了相关文献392篇。该工作对量子信息的研究提供了重要的贡献,对量子计算落地实用有着深刻的意义。如下是算法集里的算法目录:

     

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关于量子算法

在量子计算研究中,量子算法是一种在真实量子计算模型(量子计算机)上运行的算法,最常见的模型是量子线路(Quantum circuit)计算模型。目前国内已知基于超导或者半导体的量子芯片都采用了该模型。

经典算法本质可理解为是有限的指令序列,或用于解决问题过程的每一个步骤,其中每个步骤或指令可以在经典计算机上执行。类似地,量子算法也是一个有步骤的过程,其中每个步骤都可在量子计算设备上执行。

理论上,所有经典算法都可以在量子计算机上执行。而量子算法这个术语通常用于描述一些已有的称为量子算法的算法,或者是那些使用了量子力学里的特征,诸如叠加或纠缠等基本特征的算法。这些算法都需要在量子设备上运行,或在专门开发的量子模拟器上运行[4,5]。

量子算法的趣味之处在于,处理特殊问题时,其明显优于(甚至是压倒性的优于)经典算法。详细可以参考John Preskill[6]提出的量子霸权(Quantum supremacy)概念。

量子计算研究里,最著名的算法是Shor分解算法,以及用于搜索非结构化数据库或无序列表的Grover算法。Shor的算法几乎以指数级速度优于最有名的经典算法,当然Shor算法距离破解RSA非对称的加密方式还有很长距离。而 Grover算法比同一任务的最佳经典算法执行运行更快的搜索。

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