Kvantu skaitļošanas lietošana ātru algoritmu konstruēšanai

Abstract

Kvantu skaitļošana ir datorzinātņu apakšnozare, kurā tiek izmantotas kvantu mehānikas īpatnības, lai efektīvāk risinātu skaitļošanas uzdevumus. Šajā darbā tiek pētīta Būla funkciju rēķināšana, izmantojot kvantu vaicājošos algoritmus. Maģistra darba galvenais uzdevums bija konstruēt jaunus, efektīvus kvantu algoritmus noteiktu uzdevumu risināšanai, kā arī vispārīgu algoritmu veidošanas tehniku izstrādāšana un pilnveidošana. Darbā tiek aprakstīti rezultāti, kas iegūti, pētot tādus kvantu vaicājošo algoritmu veidus kā precīzs algoritms, algoritms ar kļūdas varbūtību un nedeterminēts algoritms. Tiek piedāvāti kvantu algoritmi vairākām funkciju kopām. Ir atrastas algoritmu īpašības, uz kuru pamata tiek piedāvātas algoritmu transformēšanas un konstruēšanas metodes, kas atļauj vienkāršot kvantu algoritmu izstrādāšanas uzdevumus.

Quantum computing is the subfield of computer science that aims to employ effects of quantum mechanics to efficiently perform computational tasks. The main research object of that work is quantum query model to compute Boolean functions. The aim of research was to find new efficient quantum query algorithms for certain problems and develop general algorithm constructing techniques. Results regarding different kinds of quantum query algorithms, such as exact, with bounded-error and nondeterministic, are obtained and published. Quantum algorithms for several sets of functions are designed. Specific properties of quantum algorithms are observed and algorithm transforming and constructing methods are introduced, which facilitate quantum algorithm development tasks.