当前的量子计算机特别容易出错,需要高水平的优化才能减少运行计数并最大化编译程序将成功的概率。这些计算机不在本地支持复杂的多量操作的执行,而是要求将它们组成到更简单的一Quition门中。此外,这些计算机通常具有有限的硬件连接性,可以在哪些硬件Qubits门之间执行。为了使用遥远的Qubit,它们需要添加额外的操作以移动或路由设备周围的量子位。已证明这种编译的路由阶段可以增加大量操作,通常是输入程序中的操作数量的很多倍。由于成功率与总体数量相关,因此以这种方式最大程度地减少添加的总操作以最大化程序成功的概率并获得正确的答案至关重要。
当前的量子计算机特别容易出错,需要进行高度优化以减少操作次数并最大限度地提高编译程序的成功概率。这些计算机仅支持分解为一和两量子比特门的操作,以及物理连接的量子比特对之间的两量子比特门。典型的编译器首先分解操作,然后将数据路由到连接的量子比特。我们提出了一种新的编译器结构 Orchestrated Trios,它首先分解为三量子比特 Toffoli,将高级 Toffoli 操作的输入路由到附近的量子比特组,然后完成分解为硬件支持的门。通过让路由过程访问电路的高级结构而不是丢弃它,这显著降低了通信开销。第二个好处是现在能够为路由过程后已知的特定硬件量子比特选择架构调整的 Toffoli 分解(例如 8-CNOT Toffoli)。我们在 IBM Johannesburg 上进行了实际实验,结果表明,与 Qiskit 相比,Toffoli 的双量子比特门数平均减少了 35%,单个 Toffoli 的成功率提高了 23%。此外,我们还编译了许多近期基准算法,结果表明,Johannesburg 架构的模拟成功率平均提高了 344%(或 4.44 倍),并与其他架构类型进行了比较。
一、引言“算法经济学”原本是指计算机专家对特定计算机系统设计进行的经济分析。中国独立学者李斌认为,其中的思想和原理可以扩展为,或者说重新解释为,一门统一的经济学——以及一门统一的社会科学的基本原理。李斌的相关著作和论文已以中文或英文出版,请参阅本条目的“网页和参考文献”部分。二、基本哲学思想计算机系统的设计必须进行经济分析,其原因是计算能力有限,资源有限,不允许铺张浪费。这一前提与主流新古典经济学忽视计算时间和成本的基本假设相反。进一步解释为,必须将思维活动视为类似于物理活动的活动。其次,由于计算机是以“指令+信息”的方式运行的,李斌提出指令可以看作是康德哲学所暗示的先天的普遍思维工具,它为思维活动提供了与物理生产类似的经济分析条件和支持。三、算法框架理论思维=计算=(指令+信息)×速度×时间这就是算法框架理论(AFT),一种关于思维如何运作的理论。从文字上讲,这意味着人类的思维就是使用大脑中先天的、有限的、普遍的、恒定的指令,连续地、交替地、选择性地、重复地处理来自外界的信息。“指令”的定义是任何计算机指令或人脑中任何计算机尚无法模仿的“人工指令”。人工指令可以通过分析人类的思维过程或自然语言(尤其是指代思维动作的动词)来识别。这个假设是为了缓解读者对计算主义作为人类思维模仿的可行性的怀疑。此后,原则上认为人是像计算机一样思考的,因此被称为“算法人”。IV. 扩展和推理一条指令在一次操作中最多只能处理两个数据,产生的结果也最多只有一个。这被称为元计算,是思维活动的最小单位。许多元计算按顺序排列为“程序”,以在一段时间内执行任务,其中选择指令和信息来编译程序的方法称为“算法”。AFT 被解释为思维的迂回生产方法,即
2使用加密协议的安全程序分区6 2.1概述。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。7 2.1.1标签推理。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。11 2.1.2协议选择。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。11 2.1.3运行时。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。14 2.1.4威胁模型。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。15 2.2信息流控制。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。16 2.2.1用标签捕获攻击。。。。。。。。。。。。。。。。。。17 2.2.2委托。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。20 2.3源语言。。。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>21 2.3.1标签检查。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>23 2.4标签推断。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>26 2.4.1:标签connstraints。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>27 2.4.2主约束。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。28 2.4.3解决主约束。。。。。。。。。。。。。。。。。。。30 2.5协议选择。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。31 2.5.1协议分配的有效性。。。。。。。。。。。。。。。。。33 2.5.2协议分配的成本。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。34 2.5.3计算最佳协议分配。。。。。。。。。35 2.6运行时系统。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。37 2.6.1协议组成。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。38 2.7实施。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。41 2.8评估。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。43 2.8.1表现力。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。45 2.8.2汇编的可伸缩性。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。45 2.8.3编译程序的性能。。。。。。。。。。。。。。。47 2.8.4安全标签的注释负担。。。。。。。。。。。。。。47 2.8.5运行时系统的开销。。。。。。。。。。。。。。。。。。。48 2.9相关工作。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。49
尽管我们描述了图1,可以在几轮互动中提供证明。能够验证的计算问题补充了程序验证问题(PVP)。验证依赖于有用的冗余。我们需要对同一事物的两个描述,然后将一个描述与另一件事进行比较。程序验证确定我们已经正确地表达了一个给定的计算。我们通过将其与更高级别的规范进行比较来做出判断。在能够验证的计算问题中,给出了计算f。我们没有针对特定验证f。相反,我们想知道供者执行的执行是否与f的表达相一致。本最先进的报告中调查的文献提出了概率证明的理论。该领域的中心结果是概率可检查的证明定理(PCPT)。PCP有必要的结果。对于任何有效的数学断言,可以编码该断言的证明。PCP表明,我们可以使用此编码来检查断言的有效性,通过仅检查其他地方执行的证据中的恒定点。PCP的实际后果是在图中的协议中应用。1。考虑计算F,输入X和假定的输出y。有一种证明和随机检查方法可以保证以下内容。如果y = f(x)正确,则verifier将接受证明。图如果y̸= f(x),则Verifier几乎总是拒绝证明。证明可能需要在供供者和verifier之间进行相互作用。verifier拒绝此类证据的事实几乎总是编码绑定的错误。这意味着,在分析中有一定概率的情况下,Verifier将错误地将错误的答案视为正确的答案。1不会明确检查结果y。它的工作要少。如果要检查结果y = f(x),则需要重新进行计算。与问题陈述相矛盾,不是意图。因此,PCP允许随机验证者访问所谓的证明,以通过仅查询几个证明位来验证表单y = f(x)的输入语句。零知识PCP(ZK-PCP)增强了标准PCP。在零知识证明(ZK)中,一个方可以向另一方证明给定的语句是正确的。它可以做到这一点,同时避免提供任何其他信息,除了该陈述确实是正确的事实。有大量的文献专门用于概率可检查的证明协议。PCP理论的原始幼稚实现非常慢。从那时起,性能就已经有所改善。早期工具使用了计算的低级代表。这些低级协议实体的高级语言中的新工具编译程序。一些出版物报告了可能解决现实世界问题的有效验证者。对其他论文和书籍进行了调查,但被省略了。,但看来这些系统仅限于较小的执行,这主要是由于供款的费用。我们的最初印象是这些系统仅限于特殊用途的应用。本最先进的报告从文献中调查了128篇论文,其中包含4,000多页。所调查的论文绝大多数是数学上的。我们总结了构成可验证计算基础的主要概念。该报告包含两个主要部分。首先,较大的部分涵盖了理论基础,可用于可检查和零知识证明。第二部分包含对当前实践的描述,
计算机的内存单元对于存储中央处理单元(CPU)需要运行程序的数据和说明至关重要。在程序运行之前,将其从某些存储介质加载到内存中,从而允许CPU直接访问。记忆的测量单元包括字节,千数,兆字节,千兆字节和trabytes。此外,由于其暂时性,计算机存储器被归类为挥发性;关闭计算机时,存储在RAM(随机访问存储器)中的数据消失。应用程序软件是指旨在执行特定任务的程序,例如文字处理或数据处理。需要将计算机的功能用于各种目的,例如绘画,录制和打字。计算机的基本体系结构围绕其逻辑结构旋转,描述了组件如何相互作用,影响其功能并促进整体性能。计算机遵循输入程序输出(IPO)原理,其中处理输入以生成特定的输出。一个输入单元包含各种设备,例如键盘,鼠标,扫描仪和麦克风,负责将输入并将其转换为计算机可靠的格式。一些常见的输入设备包括触摸屏,轨迹球和生物识别传感器。口译员翻译指令逐行,而编译器一口气翻译整个程序,从而使编译程序更快地执行。控制单元控制数据解释,流量和操作。它控制指令的解释并指导数据的处理。3。4。CPU(中央处理单元)解释操作计算机的基本说明,而Alu(算术逻辑单元)执行算术,比较和逻辑操作。主要区别在于其功能:CPU处理指令,而Alu执行数学和逻辑任务。输出单元的功能是通过视觉响应(显示器),声音(扬声器)或媒体设备(CD/DVD驱动器)将计算机的响应转化为用户的可用形式。系统软件的主要功能是管理系统中的所有资源。一个例子是一个操作系统。但是,关于CPU的角色及其亚基的问题。中央处理单元(CPU)通过执行程序中的说明充当计算机的大脑。它执行基本的算术,逻辑和输入/输出操作。CPU可以称为中央处理器单元,也可以简单地称为处理器。其关键组件包括: - 控制单元 - 算术和逻辑单元(ALU) - 内存单元相比之下,RAM(随机访问存储器)是一种挥发性存储介质,需要恒定的功率保留数据,而ROM(仅读取存储器)是非挥发性的。两者都被视为主要内存,因为它们直接与CPU相互作用。ROM类型包括: - 仅读取内存(ROM) - 可编程仅读取内存(PROM) - 可擦除的可编程仅读取内存(EPROM) - 可擦除的可编程可编程仅读取内存(EEPROM)内部内存通常由附属于主板附加的芯片或模块,而外部内存包括USB闪光灯驱动器和光盘盘和光盘。5。移动系统的主要功能组件包括:1。**移动处理:** - 通信处理单元 - 应用程序处理单元 - GPU(图形处理单元)2。**芯片上的系统(SOC):**将多个组件组合到一个芯片中。**显示子系统:**由显示屏幕,触摸敏感接口和触摸敏感键盘组成。**相机子系统:**捕获图像和视频。**移动系统存储器:** - RAM -ROM 6。**存储:**长期保存数据。7。**电源管理子系统:**调节功耗。通信处理器通过与RF收发器和音频子系统合作利用数字信号处理器在移动设备上管理电话。软件库是可以在软件开发中重复使用的预编写代码的集合。Python库包括:1。numpy(数值python)2。scipy(科学python)3。pandas图书馆公用事业软件通过提供诸如备份,恢复和性能增强之类的服务来提高系统效率和用户体验,从而发挥关键作用。操作系统管理资源,为用户提供接口,并在应用程序之前安装。它处理内存,处理,存储等。没有软件,硬件将无法运行。诸如防病毒软件之类的实用程序可以帮助您完成备份数据和扫描病毒的任务。他们协助计算机执行基本的管家功能。它提供了两个主要服务:内存管理和设备管理。图形处理单元(GPU)通过处理视觉效果和图形丰富的应用程序来帮助CPU,使其对需要有效图形处理的移动设备有用。电源管理单元在移动系统中至关重要,通过连接的电池单元为设备提供电源,同时还管理电池充电,监视和提供不同组件所需的各种电压。它具有软件控制的转机和关闭功能,可优化功耗并延长电池寿命。磁盘片段(例如磁盘片段)的软件实用程序通过将大文件分成较小的零件以更快地访问来帮助管理存储在计算机硬盘驱动器上的文件。备份软件有助于创建重复的数据副本,从而使用户在损坏或数据丢失的情况下恢复丢失的信息。计算机系统由四个物理组件组成:CPU,主内存,输入设备和输出设备。这些组件被称为硬件,它与软件一起工作以产生所需的输出。主内存分为挥发性(RAM)和非挥发性(ROM)类型,系统总线将数据,地址和控制信号传输到计算机组件之间。微处理器在计算机内执行基本算术操作,而微控制器在单个芯片上集成了CPU,RAM,ROM和其他外围设备,从而使紧凑的计算设备能够。软件分为系统软件,编程工具和应用程序软件,这些软件共同促进了任务并为计算机硬件提供功能。CPU由算术逻辑单元(ALU)和控制单元(CU)组成。操作系统充当用户和计算机之间的接口,通过监视和控制硬件和软件来监督计算机系统的功能。计算机功能所需的软件是操作系统(OS),该软件促进了机器可以在语言翻译器(编译器或口译员)的帮助下理解的高级语言编程。用汇编或高级语言编写的源代码转换为可理解的机器形式称为机器(对象)代码,从而减少了执行时间。RAM用于在处理过程中临时存储数据,而辅助存储器将数据,说明和结果永久存储以供将来使用。计算机组件通过总线进行通信,该总线有三种类型:数据总线,地址总线和控制总线。计算机系统主要包括中央处理单元(CPU),内存,输入/输出设备和存储设备。ALU执行算术和逻辑操作,而控制单元控制指令执行序列。输入设备将数据/信号发送到计算机,输出设备接收和显示数据,而存储设备存储数据进行处理。系统总线或总线提供了计算机系统组件之间的通信路径,从而使数据总线上的双向数据传输和地址总线上的单向地址信息传输。访问特定的内存点,无论是检索信息还是存储新数据。(注意:我随机选择“添加拼写错误(SE)”方法并将其应用于文本。)