如果你也在 怎样代写量子计算Quantum computing这个学科遇到相关的难题，请随时右上角联系我们的24/7代写客服。量子计算Quantum computing是物理和计算机的交叉学科，构造新型计算模式。传统计算机和量子计算机之间的根本区别在于，量子计算机中的程序本质上是概率性质的，而传统计算机通常是确定性的。 在量子算法中，每个可能的结果都有关联的概率振幅。 测量后，其中某个可能状态以特定概率获得。 该情况与传统计算相反，在传统计算中，一个位只能是确定的 0 或 1。
量子计算是一种遵循量子力学规律调控量子信息单元进行计算的新型计算模式。 对照于传统的通用计算机，其理论模型是通用图灵机；通用的量子计算机，其理论模型是用量子力学规律重新诠释的通用图灵机。
量子计算Quantum computation领域盛行的量子计算模型是以量子逻辑门的网络来描述计算的。这个模型是布尔电路的一个复杂的线性代数的概括。
一个由$n$位信息组成的存储器有$2^{n}$的可能状态。因此，代表所有存储器状态的向量有2^{n}$项（每个状态一个）。这个向量被看作是一个概率向量，代表内存在某个特定状态下被发现的事实。
在经典观点中，一个条目的值为1（即处于这种状态的概率为100美元），所有其他条目都是0。
在量子力学中，概率向量可以被概括为密度算子。量子状态向量形式主义通常首先被介绍，因为它在概念上更简单，而且它可以代替密度矩阵形式主义用于纯状态，在那里整个量子系统是已知的。
我们首先考虑一个只由一个比特组成的简单存储器。这个存储器可以在两种状态中找到一个：零状态或一状态。我们可以用狄拉克符号来表示这个存储器的状态，因此
$|0\rangle:=\left(\begin{array}{l}1 \ 0\end{array}\right)$
$|1\rangle:=\left(\begin{array}{l}0 \ 1\end{array}\right)$
然后，在两个经典状态$|0\rangle$和$|1\rangle$的任何量子叠加中可以找到一个量子存储器。
$|\psi\rangle:=\alpha|0\rangle+\beta|1\rangle=\left(\begin{array}{c}\alpha \ \beta\end{array}\right) ; \quad|\alpha|^{2}+|\beta|^{2}=1$
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物理代写| 量子计算作业代写Quantum computing代考|binary operations AND
Within the context of classical computing, it is well known that the three binary operations AND, OR, and NOT, form a universal set of computational gates. Furthermore, Claude Shannon revealed in his celebrated 1949 paper that the computation of arbitrary Boolean functions requires circuits of exponential size [43]. More specifically, Shannon showed that the computer simulation of such an arbitrary Boolean function using an universal set of gates requires a classical circuit of size $O\left(2^{n} / n\right)=$ $O(N / \log N)$.
However, it is important to note that most Boolean functions found in practice, like those used for arithmetic operations, require only linear-size circuits, $O(n)=O(\log N)$. As a matter of fact, it appears that explicit examples of classical Boolean functions requiring superlinear circuits are difficult to construct, and, in fact, no explicit example has been found [27, 28,29]. Furthermore, it is observed (and conjectured as a general result) that all problems that can be decided in $O\left(2^{n}\right.$ ) time may be decided by a family of linear-size classical circuits [27].
物理代写| 量子计算作业代写QUANTUM COMPUTING代考|O(4n) appears to be the optimal bound
On the other hand, in the quantum case, the model assumes that operations can be applied in parallel to all $N$ states in a quantum superposition to solve a given algorithmic problem more efficiently than is possible, using classical hardware. However, quantum mechanics imposes a significant restriction: the transformations applied to the quantum register must be unitary. This is necessary because a nonunitary operator is equivalent to performing a measurement and thus will cause a collapse of the superposition. Fortunately, this fact does not limit the generality of quantum computation because in theory an arbitrary Boolean function can be implemented using unitary operators.
Therefore, in strong contrast to the classical case, a universal basis for quantum circuits implementing arbitrary unitary transformations has uncountably many gates. In particular, Di Vincenzo showed in 1994 that the set of all quantum gates operating on 2 bits forms a universal set of gates [53]. Further analysis determined that the number of 2-bit gates necessary to implement an arbitrary quantum operation is $O\left(n^{3} 4^{n}\right)$ [3]. A tighter bound was determined to be $O\left(n 4^{n}\right)[30]$, which was subsequently improved to $O\left(4^{n}\right)$ [26]. These improvements do not affect the exponential complexity, and $O\left(4^{n}\right)$ appears to be the optimal bound.
物理代考
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在经典计算的背景下，众所周知，三个二元运算 AND、OR 和 NOT 形成了一组通用的计算门。此外，克劳德香农在他 1949 年的著名论文中透露，任意布尔函数的计算需要指数大小的电路43. 更具体地说，香农表明，使用通用门集对这种任意布尔函数进行计算机模拟需要一个大小为○(2n/n)= ○(ñ/日志ñ).
然而，重要的是要注意，在实践中发现的大多数布尔函数，如用于算术运算的那些，只需要线性大小的电路，○(n)=○(日志ñ). 事实上，需要超线性电路的经典布尔函数的显式例子似乎很难构建，事实上，还没有找到显式的例子27,28,29. 此外，观察到一种ndC○nj和C吨你r和d一种s一种G和n和r一种一世r和s你一世吨所有可以决定的问题○(2n) 时间可能由一系列线性大小的经典电路决定27.
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另一方面，在量子情况下，模型假设操作可以并行应用于所有ñ量子叠加态以比使用经典硬件更有效地解决给定的算法问题。然而，量子力学施加了一个重要的限制：应用于量子寄存器的变换必须是单一的。这是必要的，因为非酉算子相当于进行测量，因此会导致叠加的崩溃。幸运的是，这一事实并没有限制量子计算的普遍性，因为理论上可以使用酉运算符来实现任意布尔函数。
因此，与经典情况形成鲜明对比的是，实现任意酉变换的量子电路的通用基础具有无数个门。特别是，Di Vincenzo 在 1994 年表明，在 2 位上运行的所有量子门的集合形成了一个通用的门集53. 进一步分析确定，实现任意量子操作所需的 2 位门数为○(n34n)3. 更紧密的界限被确定为○(n4n)[30], 随后改进为○(4n)26. 这些改进不会影响指数复杂度，并且○(4n)似乎是最佳界限。
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光学（Optics），是物理学的分支，主要是研究光的现象、性质与应用，包括光与物质之间的相互作用、光学仪器的制作。光学通常研究红外线、紫外线及可见光的物理行为。因为光是电磁波，其它形式的电磁辐射，例如X射线、微波、电磁辐射及无线电波等等也具有类似光的特性。
大多数常见的光学现象都可以用经典电动力学理论来说明。但是，通常这全套理论很难实际应用，必需先假定简单模型。几何光学的模型最为容易使用。
相对论代考
上至高压线，下至发电机，只要用到电的地方就有相对论效应存在！相对论是关于时空和引力的理论，主要由爱因斯坦创立，相对论的提出给物理学带来了革命性的变化，被誉为现代物理性最伟大的基础理论。
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流体力学是力学的一个分支。 主要研究在各种力的作用下流体本身的状态，以及流体和固体壁面、流体和流体之间、流体与其他运动形态之间的相互作用的力学分支。
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随机过程，是依赖于参数的一组随机变量的全体，参数通常是时间。 随机变量是随机现象的数量表现，其取值随着偶然因素的影响而改变。 例如，某商店在从时间t0到时间tK这段时间内接待顾客的人数，就是依赖于时间t的一组随机变量，即随机过程
Matlab代写
MATLAB 是一种用于技术计算的高性能语言。它将计算、可视化和编程集成在一个易于使用的环境中，其中问题和解决方案以熟悉的数学符号表示。典型用途包括：数学和计算算法开发建模、仿真和原型制作数据分析、探索和可视化科学和工程图形应用程序开发，包括图形用户界面构建MATLAB 是一个交互式系统，其基本数据元素是一个不需要维度的数组。这使您可以解决许多技术计算问题，尤其是那些具有矩阵和向量公式的问题，而只需用 C 或 Fortran 等标量非交互式语言编写程序所需的时间的一小部分。MATLAB 名称代表矩阵实验室。MATLAB 最初的编写目的是提供对由 LINPACK 和 EISPACK 项目开发的矩阵软件的轻松访问，这两个项目共同代表了矩阵计算软件的最新技术。MATLAB 经过多年的发展，得到了许多用户的投入。在大学环境中，它是数学、工程和科学入门和高级课程的标准教学工具。在工业领域，MATLAB 是高效研究、开发和分析的首选工具。MATLAB 具有一系列称为工具箱的特定于应用程序的解决方案。对于大多数 MATLAB 用户来说非常重要，工具箱允许您学习和应用专业技术。工具箱是 MATLAB 函数（M 文件）的综合集合，可扩展 MATLAB 环境以解决特定类别的问题。可用工具箱的领域包括信号处理、控制系统、神经网络、模糊逻辑、小波、仿真等。
