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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量子计算作业代写Quantum computing代考|QUANTUM ORACLES
A quantum oracle is a quantum implementation of the oracle described on the previous section. Clearly, any classical functional criteria can be described by means of a classical oracle. And any classical oracle can be implemented in the quantum domain by simply adding extra qubits to guarantee the reversibility of the operation.
In such a case, the effect of a quantum oracle $O$ for a solution $f(x)=1$ for an indicator Boolean function $f$ is:
$$
|x\rangle|q\rangle \stackrel{O}{\rightarrow}|x\rangle|q \oplus f(x)\rangle
$$
where $\oplus$ indicates module 2 addition. By choosing the right input state, we can conveniently rewrite this expression as:
$$
|\boldsymbol{x}\rangle\left(\frac{|\mathbf{0}\rangle-|\mathbf{1}\rangle}{\sqrt{2}}\right) \stackrel{O}{\rightarrow}(-1)^{f(x)}|\boldsymbol{x}\rangle\left(\frac{|\mathbf{0}\rangle-|\mathbf{1}\rangle}{\sqrt{2}}\right) .
$$
Clearly, the effect of the oracle is to change the phase of the solution, while leaving unchanged the rest of the elements of the superposition.
物理代写
量子计算作业代写QUANTUM COMPUTING代考|SEARCHING DATA IN A QUANTUM REGISTER
Quantum parallelism in this case appears to do the impossible. The application of the oracle to the quantum register appears to be just one operation, so where and when do all $N=2^{n}$ oracle executions take place? The answer is that they all happen when the oracle is applied to the quantum register. There is little else that can be said. It is this kind of strong deviation from ordinary experience that makes the prospects for quantum computing so interesting.
Before concluding that quantum physics offers power comparable to magic, it is important to keep in mind that we cannot obtain any information from the processing of a quantum register until we make a measurement, and at that instant the superposition collapses. We can apply our oracle to test all $N$ data items simultaneously. As we just saw, the oracle will shift the phase of the solution leaving unchanged the rest of the elements.
For example, if we have an uniform superposition of all $N=2^{n}$ elements of a $n$-bit quantum register:
$$
|\Psi\rangle=\frac{1}{\sqrt{N}} \sum_{i=0}^{N-1}|i\rangle
$$
and we apply the oracle to get:
$$
O|\boldsymbol{\Psi}\rangle=\frac{1}{\sqrt{N}} \sum_{i=0}^{N-1}(-1)^{f(i)}|\boldsymbol{i}\rangle
$$
At this point the solution is marked by having a phase shift; however, all elements are equally likely to be read. Thus, the question is, how do we determine which data item represents a solution?
To be able to identify solution states, we could augment our quantum register with an extra qubit which will mark a state as 1 or 0 , depending on whether the oracle identifies it as a solution or not. Thus, if we apply the oracle to the superposition of states and then take a measurement, we will know whether or not the measured state is a solution. Unfortunately, this does not allow us to find the solution any more efficiently, because all we can do is repeat the whole process until we measure a state that is marked as being a solution. Doing this takes $O(N)$ iterations, which is no more efficient than classical search.
量子计算作业代写QUANTUM COMPUTING代考|GROVER’S ALGORITHM
To illustrate Grover’s algorithm, we will consider the case of searching for the index of a desired data item $y$ from a dataset of size $N=2^{n}$ data items. We presume that the dataset is completely unordered and unstructured.
The first step is to create a uniform superposition of the $N$ indices in the quantum register, where uniform simply means that the weights associated with the states are equal (and, of course, sum to unity). As discussed on a previous chapter, this can be done using Hadamard gates. Thus, we initialize the $n$-qubit register to the uniform superposition as:
$$
|\boldsymbol{\Psi}\rangle=H^{\otimes n}|\mathbf{0}\rangle=\frac{1}{\sqrt{N}} \sum_{i=0}^{N-1}|i\rangle
$$
where each state in the superposition is an index into the array of data items to be searched.
物理代考
量子计算作业代写QUANTUM COMPUTING代考|QUANTUM ORACLES
量子预言机是上一节中描述的预言机的量子实现。显然，任何经典的功能标准都可以通过经典的预言来描述。而任何经典的预言机都可以通过简单地添加额外的量子比特来在量子域中实现，以保证操作的可逆性。
在这种情况下，量子预言的效果○寻求解决方案F(X)=1对于指标布尔函数F是：
|X⟩|q⟩→○|X⟩|q⊕F(X)⟩
在哪里⊕表示模块 2 添加。通过选择正确的输入状态，我们可以方便地将这个表达式重写为：
|X⟩(|0⟩−|1⟩2)→○(−1)F(X)|X⟩(|0⟩−|1⟩2).
显然，预言的作用是改变解的相位，同时保持叠加的其余元素不变。
物理代写
量子计算作业代写QUANTUM COMPUTING代考|SEARCHING DATA IN A QUANTUM REGISTER
在这种情况下，量子并行似乎是不可能的。预言机对量子寄存器的应用似乎只是一个操作，所以在何时何地做所有ñ=2n甲骨文处决发生？答案是它们都发生在预言机应用于量子寄存器时。没有什么可以说的了。正是这种对普通经验的强烈偏离，让量子计算的前景如此有趣。
在得出结论量子物理学提供与魔法相当的力量之前，重要的是要记住，在我们进行测量之前，我们无法从量子寄存器的处理中获得任何信息，并且在那一刻叠加崩溃。我们可以应用我们的预言机来测试所有ñ数据项同时进行。正如我们刚刚看到的，预言机将改变解决方案的阶段，使其余元素保持不变。
例如，如果我们有一个均匀叠加的所有ñ=2na的元素n位量子寄存器：
|Ψ⟩=1ñ∑一世=0ñ−1|一世⟩
我们应用预言机得到：
○|Ψ⟩=1ñ∑一世=0ñ−1(−1)F(一世)|一世⟩
在这一点上，解决方案被标记为具有相移；但是，所有元素都同样可能被读取。因此，问题是，我们如何确定哪个数据项代表解决方案？
为了能够识别解决方案的状态，我们可以用一个额外的量子位来扩充我们的量子寄存器，它将状态标记为 1 或 0 ，这取决于 oracle 是否将其识别为解决方案。因此，如果我们将预言应用于状态叠加，然后进行测量，我们将知道测量的状态是否是解。不幸的是，这不允许我们更有效地找到解决方案，因为我们所能做的就是重复整个过程，直到我们测量一个标记为解决方案的状态。这样做需要○(ñ)迭代，这并不比经典搜索更有效。
量子计算作业代写QUANTUM COMPUTING代考|GROVER’S ALGORITHM
为了说明 Grover 算法，我们将考虑搜索所需数据项的索引的情况和来自大小的数据集ñ=2n数据项。我们假设数据集是完全无序和非结构化的。
第一步是创建一个均匀的叠加ñ量子寄存器中的索引，其中 uniform 仅仅意味着与状态相关的权重相等一种nd,○FC○你rs和,s你米吨○你n一世吨和. 如前一章所述，这可以使用 Hadamard 门来完成。因此，我们初始化n-qubit 寄存器统一叠加为：
|Ψ⟩=H⊗n|0⟩=1ñ∑一世=0ñ−1|一世⟩
其中叠加中的每个状态都是要搜索的数据项数组的索引。
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电磁学代考
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光学代考
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。
流体力学代考
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。
随机过程代写
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。
