奥维尔号量子计算机

Description

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。

项目图片：奥维尔号

文档，更新中

已完成的功能

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

生成随即窄字

monkeyTest.monkeyNarrowWord

编码字符串

code 0x11

code 0x1111111111

退出

quit

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

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

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 = QQ

Q+Q = QQ

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

and

0 and 0 = 0

0 and 1 = 0

窄字

0 and Q = 0

0 and P = 0

1 and 0 = 0

1 and 1 = 1

1 and Q = Q

1 and P = 1

Q and 0 = 0

Q and 1 = Q

Q and Q = Q

Q and P = (0)(1)

P and 0 = 0

P and 1 = 1

P and Q = (0)(1)

P and P = P

or

0 or 0 = 0

0 or 1 = 1

0 or Q = Q

0 or P = 0

1 or 0 = 1

1 or 1 = 1

1 or Q = 1

1 or P = 1

Q or 0 = Q

Q or 1 = 1

Q or Q = Q

Q or P = (0)(1)

P or 0 = 0

P or 1 = 1

P or Q = (0)(1)

P or P = P

not

not 0 = 1

not 1 = 0

not Q = Q

not P = P

标准测试案例

使用路径搜索算法作为NP问题标准测试床。见本站附件。