奥维尔量子计算机发布视频，介绍原理，思路和实现

奥维尔量子计算机已发布视频，介绍了此计算机的原理，思路和实现。这是一个探索式项目，欢迎大家的反馈。

视频请见：https://www.bilibili.com/video/BV1LG41117uf/

项目地址：https://gitee.com/jerryshensjf/Orville

奥维尔号量子计算机

简介

采用扩展的量子二进制算法。在经典计算机上实现量子计算机。我们的景愿是在个人计算机上实现量子霸权。 此计算机的字长是64位，等效数据位为32位字长的量子计算机。我们采用量子扩展二进制，共有４个字符:0,1,Q,P可以进行经典和量子算法。我们将在汇编层实现字符界面的量子计算机。

可能性

除了量子计算，还存在其他的超级并行计算的可能性。比如说人脑，说人脑拥有量子计算能力是可笑的。但是人脑也有类似于量子计算机的超级并行能力。这说明，迈向超级并行的道路并非一条。我们的想法是在经典计算机通过模拟量子算法得到超级并行能力，也可能比真正的量子计算机差一个层级，但是优越于经典计算机。考虑到经典计算机的低成本，即便如此也是值得追求的。

项目图片：奥维尔号

文档，更新中

已完成的功能

现在已支持运行量子汇编语言脚本Quantum Assembly（.qa）和加载数据文件（.data）功能，支持各种赋值语言， 例如:

 let a = monkeyTest.monkeyWord let b = halfProject a show b

更多功能请见Core的源码和示例的脚本文件。

开发版中的Core和Shell已可以使用。

目前支持如下的命令

设置提示符

setPrompt Star Trek:>

重置提示符

resetPrompt

编码word

codeWord 0xffffffff

生成随机字

monkeyTest.monkeyWord

生成随机窄字

monkeyTest.monkeyNarrowWord

编码字符串

code 0x11

code 0x1111111111

退出

quit

各种 赋值语言

let a = b 等等

运行脚本

run scripts/sample1.qa

run scripts/QARobot.qa

加载文本数据

let c = loadData scripts/sampleData1.data

和各种经典与量子算法

启动Core即可启动奥维尔号。

操作流程【想定】

奥维尔号支持2种数据

字Word 64位扩展二进制，其实字宽为32位，每位扩展二进制占两位

窄字NarrowWord 32位二进制

奥维尔号载入数据采用窄字。

运算时将窄字codeWord成字

字可以进行量子运算

运算结果经过投影成为字的数组

运算结果字的数组会逐一进行验证，通过验证的即为结果

运算结果的字不可以包含Q和P

随后这些结果会decode成为窄字数组，即为最终的结果

加量子与消量子

在奥维尔号的运算中Q在投影操作中会被分支为０和１

所以结果中Q越多，结果膨胀的厉害。

这里引入加量子与消量子概念

加量子：运算结果中使Q增多的运算，可能是和Q运算或者是量子进位。

消量子：运算中使Q减少的运算，主要有如下两种

and 0

Q and 0 = 0

or 1

Q or 1 = 1

近期计划

实现Shell

实现Core

实现最基础的功能

使计算机可以测试

界面想定

Orville:> cod var a = 'myTest'

Orville:> a = XXXX

Oraville:> binShow a

Orville:> a = '0b11011101'

基本字符及其含义

0 经典0

1 经典1

Q 量子纠缠态

P 投影动作，会把纠缠态度分解成经典0或者1,对经典状态没有影响。

在编码时，这４个字会被编码为00,01,10和11

相关运算

Code 将经典字符串编码成量子扩展字符串

Decode 将量子扩展字符串中符合经典要求的字串解码为经典字符串

Project 投影运算，即加上32位宽的P

经典运算，经典字符串使用的经典运算

qAdd 量子扩展加法，为两个64位扩展字符串的运算，结果是一个64位扩展量子字符串，经投影运算，可以得到结果。

qShow 显示一个量子扩展字面量，使用0,1,Q,P

qBinShow 显示量子扩展字符串的二进制编码64位宽

qHexShow 使用16进制显示量子扩展字符串，为16位字符串

量子扩展加法规则

不考虑量子进位字符串 qBitAdd

0+0 = 0

0+1 = 1

0+Q = Q

0+P = 0

1+0 = 1

1+1 = 10

1+Q = Q

1+P = 1

Q+0 = Q

Q+1 = Q

Q+Q = Q

Q+P = (0)(1)

P+0 = 0

P+1 = 1

P+Q = (0)(1)

P+P = P

考虑量子进位 qAdd

0+0 = 0

0+1 = 1

0+Q = Q

0+P = 0

1+0 = 1

1+1 = 10

1+Q = QQ

1+P = 1

Q+0 = Q

Q+1 = LL (10或01 量子纠缠态）

Q+Q = LL (10或01 量子纠缠态）

Q+P = (0)(1)

P+0 = 0

P+1 = 1

P+Q = (0)(1)

P+P = P

量子扩展位运算规则

qAnd

0 qAnd 0 = 0

0 qAnd 1 = 0

0 qAnd Q = 0

0 qAnd P = 0

1 qAnd 0 = 0

1 qAnd 1 = 1

1 qAnd Q = Q

1 qAnd P = 1

Q qAnd 0 = 0

Q qAnd 1 = Q

Q qAnd Q = Q

Q qAnd P = (0)(1)

P qAnd 0 = 0

P qAnd 1 = 1

P qAnd Q = (0)(1)

P qAnd P = P

qOr

0 qOr 0 = 0

0 qOr 1 = 1

0 qOr Q = Q

0 qOr P = 0

1 qOr 0 = 1

1 qOr 1 = 1

1 qOr Q = 1

1 qOr P = 1

Q qOr 0 = Q

Q qOr 1 = 1

Q qOr Q = Q

Q qOr P = (0)(1)

P qOr 0 = 0

P qOr 1 = 1

P qOr Q = (0)(1)

P qOr P = P

qNot

qNot 0 = 1

qNot 1 = 0

qNot Q = Q

qNot P = P

Project

0 Project 0

1 Project 1

Q Project (0)(1)

P project P 、 对字的投影将Q分支，对P的替换需指定0或1

halfProject

对字的半投影将Q分支，而P保持为P

标准测试案例

量子汇编的示例程序放在scripts目录下。

使用扫雷游戏做为通用程序的标准测试案例。见 https://gitee.com/jerryshensjf/JMine

使用路径搜索算法作为NP问题标准测试床。见本站附件。