الگوریتم های کوانتومی در عمل مرور کاربردها و تحلیل های پیچیدگی انتها به انتها

محاسبات کوانتومی به عنوان یکی از نویدبخش ترین پارادایم های آینده محاسبات توان بالقوه ای برای حل مسائلی دارد که فراتر از توان رایانه های کلاسیک است. با این حال اغلب تحلیل های نظری موجود در زمینه، الگوریتم های کوانتومی تنها بر پیچیدگی محاسباتی در سطح مدار یا الگوریتم تمرکز داشته و از هزینه های عملی انتها به انتها (End-to-End) غفلت کرده اند. منظور از پیچیدگی انتها به انتها، در نظر گرفتن تمامی مراحل یک محاسبه کوانتومی از آماده سازی داده و ساخت اوراکل ها تا اجرای مدار، تصحیح خطا و فرآیند اندازه گیری و پس پردازش است. در این مقاله مروری، به بررسی جامع کاربردهای الگوریتم های کوانتومی در چهار حوزه کلیدی شامل شیمی کوانتومی، بهینه سازی ترکیبی، مالی کوانتومی و یادگیری ماشین کوانتومی پرداخته می شود. در هر بخش ضمن مرور مهم ترین الگوریتم ها و پیشرفت های اخیر (۲۰۲۳-۲۰۲۵)، هزینه های واقعی اجرای آن ها در چارچوب EE تحلیل شده و با بهترین روش های کلاسیک مقایسه می گردد. هدف اصلی این مرور ایجاد تصویری واقع بینانه از وضعیت کنونی و مسیرهای آینده پژوهش در زمینه الگوریتم های کوانتومی است.

کلیدواژه ها:

الگوریتم کوانتومی ، محاسبات کوانتومی ، پیچیدگی انتها به انتها ، شیمی کوانتومی ، بهینه سازی ، یادگیری ماشین کوانتومی