양자 튜링 기계(Quantum Turing machine, QTM)는 양자 컴퓨터의 효과를 모델링 하기 위한 추상적 기계이다. 이 모델은 양자 전산의 특징을 잡아내는 간단한 모형을 제시하며, 어떤 양자 알고리즘도 양자 튜링 기계의 연산으로 표현할 수 있다. 이 튜링 기계는 1985년 옥스퍼드 대학교의 물리학자 데이비드 도이치가 양자 게이트가 통상적인 이진 시스템의 논리 게이트와 비슷한 방식으로 동작할 수 있다는 사실을 지적한 논문에서 처음 제시되었다.[1]
양자 튜링 기계 모델만이 양자 전산만을 분석하는 데 쓰이지는 않는다. 양자 회로가 양자 전산을 모사하는 데 더 많이 쓰이고 있으나, 두 모델은 동등하다는 것이 알려져 있다.[2]
Lance Fortnow에 의하면, 양자 튜링 기계는 전이 행렬을 이용해 고전적이고 확률적인 튜링 기계를 대응 시킨 것에 해당한다.[3]
Iriyama, Ohya, Volovich는 기존 양자 튜링 기계를 일반화한 선형 양자 튜링 기계 모델을 개발했는데, 이는 일반 양자 튜링기계에 mixed state를 사용할 수 있게 하여, 비가역적인 전이 함수를 대응시킬 수 있게 했고, 이를 통해 고전적인 결과를 얻지 않으면서 양자 측정을 행할 수 있게 했다.[4]
Scott Aaronson은 postselection의 개념이 들어간 양자 튜링 기계를 정의했는데, 이 기계에서 다항함수 수준의 복잡도를 가진 연산(PostBQP)은 고전적인 복잡도 연산(PP)에 대응한다는 것을 보였다.[5]
각주
추가 문헌
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