ควอนตัมคอมพิวเตอร์

ฉันอาจอ่านบทการแปลงควอนตัมฟูริเยร์และแอปพลิเคชันจาก Nielsen และ Chuang (ฉบับที่ 10 ฉบับครบรอบ) สองสามครั้งก่อนและสิ่งนี้เอาสิ่งนี้ให้สิทธิ์ แต่วันนี้เมื่อฉันดูอีกครั้งมันไม่ได้ ' ฉันดูเหมือนจะไม่ชัดเจนเลย! นี่คือแผนภาพวงจรสำหรับอัลกอริทึมการประมาณเฟส: การลงทะเบียนครั้งแรกที่มี qubits ควรจะเป็น "การลงทะเบียนการควบคุม" ถ้าใด ๆ ของคิวบิตในการลงทะเบียนครั้งแรกอยู่ในสถานะที่สอดคล้องกันควบคุมประตูรวมได้รับนำไปใช้กับการลงทะเบียนที่สอง ถ้ามันอยู่ในรัฐแล้วมันไม่ได้นำไปใช้กับการลงทะเบียนที่สอง หากอยู่ในการซ้อนทับของสองสถานะและการกระทำของการรวมกันที่สอดคล้องกันในการลงทะเบียนครั้งที่สองสามารถกำหนดได้โดย "linearity" ขอให้สังเกตว่าประตูทั้งหมดจะทำหน้าที่เฉพาะในการลงทะเบียนที่สองและไม่มีในการลงทะเบียนครั้งแรก ลงทะเบียนครั้งแรกควรจะเป็นเพียงการควบคุม| 1 ⟩ | 0 ⟩ | 0 ⟩ | 1 ⟩เสื้อเสื้อt| 1⟩|1⟩|1\rangle| 0⟩|0⟩|0\rangle| 0⟩|0⟩|0\rangle| 1⟩|1⟩|1\rangle อย่างไรก็ตามพวกเขาแสดงให้เห็นว่าสถานะสุดท้ายของการลงทะเบียนครั้งแรกเป็น: 12t / 2( | 0 ⟩ + exp ( 2 …

13 quantum-state  quantum-fourier-transform  phase-estimation  phase-kickback 

คำถาม ฉันต้องการที่จะใช้โกรเวอร์-อัลกอริทึมในการค้นหาฐานข้อมูลไม่ได้เรียงลำดับสำหรับองค์ประกอบxxxxตอนนี้คำถามเกิดขึ้นฉันจะเริ่มต้นดัชนีและมูลค่าของฐานข้อมูลด้วย qubits ได้อย่างไร ตัวอย่าง สมมติว่าฉันมี444 qubits ดังนั้น24= 1624=162 ^ 4 = 16ค่าคลาสสิกสามารถถูกแมป ฐานข้อมูลไม่ได้เรียงลำดับของฉันdddมีองค์ประกอบดังต่อไปนี้: d[ ค่า] = [ 3 , 2 , 0 , 1 ]d[Value]=[3,2,0,1]d [\text{Value}] = [3,2,0,1] ] ฉันต้องการค้นหาx = 2d= 10ข= | 10 ⟩x=2d=10b=|10⟩x = 2_d = 10_b = |10\rangle ⟩ วิธีการของฉัน: ดัชนีฐานข้อมูลdddกับd[ ( ดัชนีมูลค่า) ] = …

12 algorithm  qiskit  grovers-algorithm 

สองประเทศที่เป็นที่รู้จักกันดีคือรัฐ GHZ - รัฐและ -state กับขวา)| ψ⟩=1 / 2-√( | 0 ⟩⊗ n+ | 1 ⟩⊗ n)|ψ⟩=1/2(|0⟩⊗n+|1⟩⊗n)|\psi\rangle = 1/\sqrt{2}\left( |0\rangle^{\otimes n} + |1\rangle^{\otimes n}\right)WnWnW_nW3= 1 / 3-√( | 100 ⟩ + | 010 ⟩ + | 001 ⟩ )W3=1/3(|100⟩+|010⟩+|001⟩)W_3 = 1/\sqrt{3}\left(|100\rangle + |010\rangle + |001\rangle\right) การสร้าง GHZ-state นั้นง่ายสำหรับเอง อย่างไรก็ตามการใช้ -นั้นยากกว่า …

12 algorithm  entanglement  quantum-state 

ตามที่ชื่อแนะนำฉันกำลังค้นหาตัวอย่างที่เผยแพร่ของอัลกอริทึมควอนตัมที่นำไปใช้กับปัญหาในการคำนวณทางชีววิทยา เห็นได้ชัดว่าราคาจะสูงที่ตัวอย่างการปฏิบัติที่ไม่อยู่ (ยัง) - สิ่งที่ฉันสนใจในการใด ๆ ที่หลักฐานของแนวคิด ตัวอย่างปัญหาการคำนวณทางชีววิทยาในบริบทนี้คือ: การทำนายโครงสร้างโปรตีน (ทุติยภูมิ, ตติยภูมิ) การผูกมัดยา - ลิแกนด์ การจัดตำแหน่งหลายลำดับ สภา De-novo โปรแกรมการเรียนรู้ของเครื่อง ฉันพบการอ้างอิงเช่นเดียวที่ฉันคิดว่าเป็นตัวอย่างของสิ่งที่ฉันกำลังมองหา ในการวิจัยนี้ D-Wave ถูกใช้สำหรับการถอดรหัสปัจจัยการผูกอย่างไรก็ตามมันจะน่าสนใจที่จะมีตัวอย่างนอกขอบเขตของการคำนวณควอนตัมอะเดียแบติก การหลอมควอนตัมกับการเรียนรู้ของเครื่องจักรแบบคลาสสิกนำไปใช้กับปัญหาทางชีววิทยาการคำนวณที่ง่ายขึ้น มีหลายอย่างในแง่ของการจำลองควอนตัม ในขณะที่พวกเขาไม่ได้จำลองในระดับที่มักจะคิดว่าเกี่ยวข้องกับชีววิทยา แต่ก็อาจจินตนาการได้ว่างานวิจัยชิ้นนี้เป็นสารตั้งต้นในการสร้างแบบจำลองโมเลกุลขนาดใหญ่ที่มีความสำคัญทางชีวภาพ (เหนือสิ่งอื่นใด) การคำนวณควอนตัมคลาวด์ของนิวเคลียสอะตอม การจำลองควอนตัมที่ปรับขนาดได้ของพลังงานระดับโมเลกุล ดังนั้นนอกเหนือจากการถอดความจากปัจจัยการถอดความและการจำลองควอนตัมแล้วยังมีข้อพิสูจน์อื่น ๆ เกี่ยวกับแนวคิดที่มีอยู่และเกี่ยวข้องกับชีววิทยาหรือไม่? อัปเดต:ฉันยอมรับคำตอบที่ดีที่สุดแล้ว แต่ฉันจะทำการเช็คอินเพื่อดูว่ามีอีกตัวอย่างใดบ้าง นี่คืออีกสิ่งหนึ่งที่ฉันพบว่าค่อนข้างเก่าแก่ (2010) ซึ่งมีจุดประสงค์เพื่อแสดงให้เห็นถึงความสอดคล้องของโปรตีนพลังงานต่ำในแบบจำลองโครงข่ายโปรตีนขัดแตะ - รวมถึงสิ่งพิมพ์ D-Wave

12 algorithm  machine-learning  applications 

สมมติว่าคุณมี PDE ที่คุณต้องการแก้ไข คุณจะใช้อัลกอริทึมควอนตัมแบบใดในการแก้ปัญหา เราจะป้อนปัญหาของเราในคอมพิวเตอร์ควอนตัมได้อย่างไร สิ่งที่จะเป็นผลลัพธ์และในรูปแบบใด? ฉันรู้ว่าอัลกอริทึมควอนตัมสำหรับการแก้ปัญหาระบบเชิงเส้น (มักเรียกว่า HHL แต่จริงๆแล้วนี่เป็นชื่อที่ไม่ดีเนื่องจากเวอร์ชันอื่นไม่ใช่ของผู้เขียน HHL) ได้รับการระบุไว้ก่อนหน้านี้ แต่อาจมีวิธีอื่น ๆ นอกจากนี้เนื่องจากถือว่าเป็นรูทีนย่อยเอาต์พุตคือควอนตัมและถ้าคุณไม่ต้องการสถิติจากมันหรือใช้เป็นอินพุตของอัลกอริทึมควอนตัมอื่น

12 algorithm 

คำถามล่าสุดถามที่นี่ว่าจะรวบรวมประตู 4-qubit CCCZ (control-Controlled-Controll-control-Z) เป็นประตู 1-qubit และ 2-qubit ที่เรียบง่ายได้อย่างไรและคำตอบเดียวที่ให้นั้นต้องใช้ประตู 63 ประตู ! ขั้นตอนแรกคือการใช้การก่อสร้างC n U จาก Nielsen & Chuang:nn^n ด้วยหมายถึงประตู CCNOT 4 ประตูและประตูแบบง่าย 3 ประตู (1 CNOT และ 2 Hadamards ก็เพียงพอที่จะทำ CZ สุดท้ายบนเป้าหมาย qubit และ qubit งานสุดท้าย)n = 3n=3n=3 ทฤษฎีบทที่ 1 ของบทความนี้กล่าวว่าโดยทั่วไปแล้ว CCNOT ต้องการ 9 หนึ่ง-qubit และ 6 สอง -bitbit …

12 quantum-gate  circuit-construction  programming  gate-synthesis  mathematics 

สำหรับชิปควอนตัมของ IBM แต่ละอันเราสามารถเขียนการแมปพจนานุกรมแต่ละตัวควบคุม qubit j ไปยังรายการเป้าหมายที่อนุญาตให้ใช้ทางกายภาพโดยสมมติว่า j คือการควบคุมของ CNOT ตัวอย่างเช่น, ibmqx4_c_to_tars = { 0: [], 1: [0], 2: [0, 1, 4], 3: [2, 4], 4: []} # 6 edges สำหรับชิป ibmqx4 ของพวกเขา สิ่งที่จะเป็นคำสั่งนั้นสำหรับชิป Bristlecone 72 qubit ของ Google คุณสามารถเขียนพจน์เป็นความเข้าใจ คำถามเดียวกันสำหรับชิป 19 บิตของ Rigetti

12 bristlecone  rigetti  cirq 

สำหรับฉันแล้วดูเหมือนว่าคำถามที่เกี่ยวข้องอย่างมากสำหรับผู้ที่สนใจในการคำนวณควอนตัมจะเป็นอย่างไรว่าความซับซ้อนทางวิศวกรรมของระบบควอนตัมมีขนาด ความหมายมันง่ายต่อการสร้าง1คอมพิวเตอร์ -qubit มากกว่าหนึ่งnคอมพิวเตอร์ -qubit ในใจของฉันมันค่อนข้างคล้ายกับความจริงที่ว่ามันง่ายกว่าในการวิเคราะห์ปัญหาn 1 -body ปัญหามากกว่าหนึ่งปัญหาn- body เนื่องจากความยุ่งเหยิงเป็นปัจจัยกระตุ้นหลักที่อยู่เบื้องหลังการคำนวณควอนตัมในตอนแรกnnn 111nnnnnn 111nnn คำถามของฉันคือต่อไปนี้: ดูเหมือนว่าเราควรจะดูแลเกี่ยวกับวิธีการที่ 'ความยากลำบากของการสร้างและการควบคุมระบบควอนตัมชั่งเติบโตกับn แก้ไขสถาปัตยกรรมเกตหรืออัลกอริทึม - มีความยากลำบากในหลักการที่เกิดขึ้นจากข้อเท็จจริงที่ว่าคอมพิวเตอร์n- qubit เป็นปัญหาที่เกิดขึ้นกับร่างกายจำนวนมากหรือไม่? และนั่นคือการพูดทางคณิตศาสตร์ความเข้าใจของเราเกี่ยวกับปรากฏการณ์ควอนตัมที่ขยายสู่ปรากฏการณ์คลาสสิกนั้นค่อนข้างแย่อย่างไร นี่คือความยากลำบากที่สามารถนิยามได้ในหลาย ๆ วิธีและคำถามที่เราสนใจคือการควบคุมเครื่องจักร1,000 -qubit (นั่นคือการรักษาความต่อเนื่องของ wavefunctions) เพียง100 x หนักกว่าการควบคุมnnnnnnnnn100010001000100100100เครื่อง 10 -qubit หรือ 100 2หรือ 100 ! หรือ 100 100 ? เรามีเหตุผลอะไรบ้างที่เชื่อว่ามันเป็นอดีตมากกว่าหรือน้อยกว่าไม่ใช่หลัง?10101010021002100^2100 !100!100!100100100100100^{100}

12 architecture 

ฉันสับสนเกี่ยวกับอัลกอริทึมของ Grover และเชื่อมต่อกับคลาสความซับซ้อน อัลกอริทึมของ Grover ค้นหาและองค์ประกอบในฐานข้อมูลของ (เช่นที่ ) ขององค์ประกอบที่มี เรียกไปยัง oraclekkk f ( k ) = 1 ∼ √ยังไม่มีข้อความ= 2nN=2nN=2^nฉ( k ) = 1f(k)=1f(k)=1∼ N--√= 2n / 2∼N=2n/2\sim \sqrt{N}=2^{n/2} ดังนั้นเราจึงมีปัญหาต่อไปนี้: ปัญหา: ค้นหาในฐานข้อมูลที่f ( k ) = 1kkkฉ( k ) = 1f(k)=1f(k)=1 ตอนนี้ฉันรู้แล้วว่านี่ไม่ใช่ปัญหา desision และทำให้คำจำกัดความปกติของคลาสความซับซ้อน ,ฯลฯ ไม่ได้ใช้ แต่ฉันอยากรู้ว่าเราจะกำหนดระดับความซับซ้อนในกรณีเช่นนี้อย่างไร - และสภาพอากาศที่ทำกับหรือ ?NP …

12 complexity-theory  grovers-algorithm 

เมื่อเร็ว ๆ นี้ฉันได้ยินว่ามีการถ่ายโอนบิตคลาสสิกที่มีเหตุผล (เช่น 1.5 cbits) จากฝ่ายหนึ่งไปยังอีกฝ่ายหนึ่งโดยการเคลื่อนย้ายควอนตัมแบบควอนตัม ในStandard Teleportation Protocol ต้องใช้คลาสสิก 2 บิตและสถานะทรัพยากรที่ใช้ร่วมกันที่มีการพันกันมากที่สุด 1 อันสำหรับการ teleportation ที่สมบูรณ์แบบของสถานะที่ไม่รู้จัก แต่ผมไม่เข้าใจว่าบิตสามารถส่งผ่านในช่องทางคลาสสิก1. x1.x1.x เป็นไปได้ไหม ถ้าใช่คุณช่วยอธิบายสั้น ๆ หน่อยได้ไหม? มันจะมีประโยชน์ถ้าคุณสามารถชี้ให้ฉันเห็นเอกสารที่ teleportation ที่สมบูรณ์แบบเป็นไปได้โดยใช้เศษส่วน (และทรัพยากรควอนตัมพิเศษ) บางคนอาจสงสัยว่าเรื่องนี้เกี่ยวข้องกับการคำนวณควอนตัมอย่างไร D. Gottesman และ IL Chuang ชี้ให้เห็นว่าการเคลื่อนย้ายควอนตัมควอนตัมจะมีบทบาทสำคัญในฐานะรูทีนย่อยดั้งเดิมในการคำนวณควอนตัม G. Brassard, SL Braunstein และ R. Cleve แสดงให้เห็นว่าการเคลื่อนย้ายควอนตัมสามารถเข้าใจได้เป็นการคำนวณควอนตัม

12 entanglement  quantum-information  resource-request  teleportation 

ผมเข้าใจว่า qudit เป็นควอนตัมระบบ -state ถ้าd = 4นี่เป็นสิ่งเดียวกันกับระบบสองควิบิตซึ่งแสดงสถานะควอนตัม4รัฐด้วยหรือไม่ พื้นที่ของฮิลแบร์ตนั้นเหมือนกันใช่มั้ย มีความแตกต่างทางทฤษฎีหรือการปฏิบัติบ้างไหม?dddd=4d=4d=4444

12 qudit 

ในการแจกแจงคีย์ควอนตัมแบบกระดาษของ Cabello โดยไม่มีการวัดทางเลือกผู้เขียนกล่าวว่า "จำนวนบิตสุ่มที่มีประโยชน์ซึ่งแบ่งปันโดย Alice และ Bob โดย qubit ที่ส่งก่อนที่จะตรวจสอบการดักฟังคือ 0.5 บิตโดย qubit ที่ส่งทั้งใน BB84 และ B92 (และ 0.25 E91) "(ดูที่นี่หน้า 2) ในโปรโตคอล E91 อลิซและบ๊อบแต่ละคนเลือกอย่างอิสระและสุ่มจากสามฐานการวัดดังนั้นจึงมี 9 สถานการณ์และมีเพียง 2 คนเท่านั้นที่สามารถแก้ไขบิตได้ หมายความว่าประสิทธิภาพของ E91 คือ ? ทำไมบิตสุ่มที่มีประโยชน์คือ 0.25 บิตโดย qubits ที่ส่งใน E912929\frac 2 9

12 key-distribution 

ฉันอ่านต่อไปเรื่อย ๆ (เช่น Nielsen และ Chuang, 2010; pg. 456 และ 465) สามขั้นตอนต่อไปนี้ "space code", "word word" และ "code stabilizer" - แต่ตอนนี้มีช่วงเวลาที่ยากลำบากในการค้นหาคำจำกัดความของพวกเขาและที่สำคัญกว่าพวกเขาแตกต่างกันอย่างไร คำถามของฉันคือ; คำสามคำนี้มีความหมายอย่างไรและเกี่ยวข้องกันอย่างไร

12 error-correction  terminology  stabilizer-code  nielsen-and-chuang 

ฉันรู้ว่า qubits แสดงโดยอนุภาคควอนตัม (ตัวอย่างโฟตอน) และสถานะของพวกมันถูกกำหนดโดยคุณสมบัติหนึ่ง (เช่นสปิน) คำถามของฉันเกี่ยวกับหน่วยความจำควอนตัม : qubits เก็บไว้ในคอมพิวเตอร์ควอนตัมอย่างไร ฉันคิดว่าเราต้องใช้กล่องดำเพื่อหลักการความไม่แน่นอนของไฮเซนเบิร์กในการทำงาน หากฉันเข้าใจอย่างถูกต้องหลักการนี้จะเกี่ยวข้องกับการทับซ้อนของควิบิต กล่องดำชนิดนี้มีการใช้งานในคอมพิวเตอร์ควอนตัมจริงอย่างไร

12 physical-realization  physical-qubit  architecture  decoherence  quantum-memory 

เราได้อ่านเกี่ยวกับคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่ได้รับการพัฒนาและทดสอบในห้องปฏิบัติการ นอกจากนี้เรายังมีโปรแกรมจำลองควอนตัมที่ใช้ qubits เสมือนที่ จำกัด ( มากถึง 30-40 qubits หากใช้ระบบคลาวด์ ) และเรายังได้เริ่มเรียนรู้ใหม่ควอนตัมคอมพิวเตอร์ภาษาเช่นQ # แต่เรามีคอมพิวเตอร์ควอนตัมเชิงพาณิชย์จริง ๆ พร้อมด้วย qubits จริงหรือไม่?

12 physical-realization  simulation