量子電腦硬體

從排列沒有規則的 100 萬筆資料中尋找符合條件的 1 筆時,Grover 演算法所需的查詢(呼叫預言機)次數的數量級,最接近下列何者?

  1. A約 20 次
  2. B約 1,000 次
  3. C約 50 萬次
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正確答案:B. 約 1,000 次

以古典電腦一筆一筆檢查,平均需要一半的約 50 萬次,最差需要 100 萬次。Grover 演算法藉由逐步放大正確答案的振幅,約經過 √N 次、精確來說 (π/4)√N ≈ 785 次的反覆後,就能以高機率得到正確答案,數量級為 √(100 萬) = 1,000 次左右。加速只有平方的程度,不像 Shor 演算法那樣有指數性的差異。對於對稱式加密,金鑰窮舉搜尋的次數從 2ⁿ 降為約 2^(n/2),因此一般認為把金鑰長度加倍(從 AES-128 改為 AES-256)就能應對。

  • A. log₂(100 萬) ≈ 20,這是對已排序資料進行二分搜尋的次數,無法用於沒有規則的資料。
  • B. 正確。數量級為 √(100 萬) = 1,000。
  • C. 這是以古典電腦逐筆檢查時的平均次數。
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