İlk kuantum algoritmaları: Deutsch-Jozsa ve Bernstein-Vazirani

DevreEğitimLisans: MITSürüm: 1.0.03.6 KB

Kuantum bilgisayarın klasikten hızlı olduğu ilk iki algoritma: kara kutu bir fonksiyonu tek sorguda çözen Deutsch-Jozsa ve Bernstein-Vazirani. Qiskit ile test edilmiş, adım adım Türkçe anlatım.

Bu paket kimin için?

Kübit, H kapısı ve CNOT'u tanıyan, "kuantum bilgisayar gerçekten neyi daha hızlı yapıyor?" sorusunun ilk somut cevabını görmek isteyenler için. Sitedeki tarayıcı deneme alanındaki "Girişim" örneklerini denediysen hazırsın.

Kara kutu (oracle) fikri

İki algoritmada da elimizde içini göremediğimiz bir fonksiyon, yani bir kara kutu var. Ona bir girdi verip cevabını alabiliyoruz. Soru şu: kutunun sırrını kaç soruda çözebiliriz?

Deutsch-Jozsa

Kutu ya sabit (her girdiye aynı cevap) ya da dengeli (girdilerin yarısına 0, yarısına 1) bir fonksiyon. 3 bitlik girdilerde klasik olarak en kötü durumda 5 soru sormak gerekir. Kuantum devre tüm girdileri süperpozisyonda aynı anda sorar ve girişim sayesinde tek sorguda karar verir:

Ölçüm 000 ise kutu sabittir.
Başka herhangi bir sonuç çıkarsa dengelidir.

Bernstein-Vazirani

Kutu, f(x) = s·x (mod 2) içinde gizli bir bit dizisi s saklıyor. Klasik olarak her bit için ayrı bir soru gerekir (4 bit, 4 soru). Kuantum devre gizli diziyi tek sorguda, doğrudan ölçüm sonucu olarak verir. Örnekte 1011 dizisi 500 ölçümün 500'ünde doğru bulundu.

Bu örnekler neden önemli?

Pratikte işe yarayan problemler değiller. Ama süperpozisyon ve girişimin birlikte nasıl hız kazandırdığını en sade haliyle gösterirler. Grover ve Shor algoritmaları da aynı fikrin üzerine kuruludur.

Sonraki adımlar

GIZLI değişkenini değiştirip başka bir dizi sakla.
Kendi dengeli fonksiyonunu yaz (örneğin qc.cx(1, N)) ve algoritmanın onu da yakaladığını gör.
Sonra "Shor algoritmasıyla 15'i çarpanlarına ayır" paketine geç.

Kurulum ve çalıştırma

pip install qiskit
python ilk_algoritmalar.py

Test edildiği ortam: qiskit 2.5.2, Python 3.12.

Bağlantılar

Paket içeriği

ilk_algoritmalar.py
README.md — bu dosya
LICENSE — bu paketteki dosyaların lisansı
KAYNAK.json — resmi kaynağın makine tarafından okunabilir özeti

Lisans

Bu paket Quantum Store Editörleri tarafından hazırlanmıştır ve MIT lisansıyla dağıtılır.

Quantum Store — https://hakanerdogan.com