Контрфактические квантовые вычисления — это метод вывода результатов вычислений без фактического запуска квантового компьютера , способного в противном случае активно выполнять эти вычисления.
Физики Грэм Митчисон и Ричард Джосса ввели понятие контрфактических вычислений [1] как применение квантовых вычислений, основанное на концепциях контрфактической определенности , на новой интерпретации мысленного эксперимента с испытателем бомбы Элицура-Вайдмана и теоретическом использовании явление измерения без взаимодействия .
В качестве примера этой идеи, в 1997 году, после просмотра доклада Джожи о контрфактических вычислениях в Институте Исаака Ньютона . Кит Боуден из Исследовательского отдела теоретической физики Биркбек-колледжа Лондонского университета опубликовал статью [2] , описывающую цифровой компьютер, который можно было бы контрфактически опрашивать, чтобы вычислить, не пройдет ли луч света через лабиринт. [3]
Совсем недавно была предложена и продемонстрирована идея контрфактической квантовой коммуникации. [4]
Квантовый компьютер может быть физически реализован произвольным образом [5] , но обычное устройство, рассматриваемое на сегодняшний день, представляет собой интерферометр Маха-Цендера . Квантовый компьютер устанавливается в суперпозицию состояний «не работает» и «работает» с помощью таких средств, как квантовый эффект Зенона . Эти истории состояний являются квантовыми интерференциями . После множества повторений очень быстрых проективных измерений состояние «не работает» превращается в конечное значение, запечатленное в свойствах квантового компьютера. Измерение этого значения позволяет узнать результат некоторых типов вычислений [6] , таких как алгоритм Гровера.хотя результат был получен из неработающего состояния квантового компьютера.
Первоначальная формулировка контрфактического квантового вычисления [1] гласила, что множество m результатов измерений является контрфактически результатом, если с m связана только одна история, и эта история содержит только «выключенные» (неиспользуемые) состояния, и существует только единственный возможный вычислительный результат, связанный с m .