Research on quantum technology spans multiple disciplines: physics, computer science, engineering, and mathematics. The objective of this manuscript is to provide an accessible introduction to this emerging field for economists that is centered around quantum computing and quantum money. We proceed in three steps. First, we discuss basic concepts in quantum computing and quantum communication, assuming knowledge of linear algebra and statistics, but not of computer science or physics. This covers fundamental topics, such as qubits, superposition, entanglement, quantum circuits, oracles, and the no-cloning theorem. Second, we provide an overview of quantum money, an early invention of the quantum communication literature that has recently been partially implemented in an experimental setting. One form of quantum money offers the privacy and anonymity of physical cash, the option to transact without the involvement of a third party, and the efficiency and convenience of a debit card payment. Such features cannot be achieved in combination with any other form of money. Finally, we review all existing quantum speedups that have been identified for algorithms used to solve and estimate economic models. This includes function approximation, linear systems analysis, Monte Carlo simulation, matrix inversion, principal component analysis, linear regression, interpolation, numerical differentiation, and true random number generation. We also discuss the difficulty of achieving quantum speedups and comment on common misconceptions about what is achievable with quantum computing.


翻译:关于量子技术的研究涉及多种学科:物理、计算机科学、工程和数学。本手稿的目的是为以量子计算和量子钱为核心的经济学家提供一个无障碍的介绍。我们分三个步骤进行。首先,我们讨论量子计算和量子通信的基本概念,假设对线性代数和统计的知识,而不是计算机科学或物理学的知识。这包括基本主题,如量子、叠加、缠绕、量子电路、或触角和无曲线理论。第二,我们提供量子资金概览,早期发明量子通信文献,最近在实验环境中部分实施。一种量子货币形式提供了实物现金的隐私和匿名性,在没有第三方参与的情况下进行交易的选择,以及借卡支付的效率和便利性。这些特征无法与任何其他货币形式相结合实现。最后,我们审查所有已确定用于解析和估计经济模型的量子快速数据。这包括功能直线系统分析、蒙特卡洛模拟、实际现金的隐私和匿名性分析,以及数据转换的精确性分析。我们研究了数据转换的精确性分析。

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