ควอนตัมคอมพิวเตอร์

ฉันมีระบบตัวนำยิ่งยวดที่มี qubits หลายสิบแต่ละตัวสามารถปรับได้โดยใช้ฟลักซ์กระแสตรง หนึ่งในภารกิจหลักสำหรับการจัดการ qubits ที่ต่อเนื่องกันคือการหาความถี่ที่ไม่ทำงานและจุดทำงานสำหรับประตูที่ทอดยาว ความพยายามนี้ถูกทำให้สับสนโดยระบบสองระดับ (TLS) ซึ่งทำให้เกิดการผ่อนคลายพลังงานอย่างรวดเร็ว ฉันใช้เวลานานในการหาความถี่ว่างและจุดปฏิบัติการที่ดีในขณะที่พิจารณาสถานที่ตั้งของ TLS และจากนั้นวันหนึ่งฉันก็เข้ามาในห้องแล็บและพวกเขาเดินไปมา! ฉันต้องเริ่มต้นใหม่อีกครั้ง ฉันต้องการเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับการเคลื่อนไหวของ TLS และทำไมและเป็นไปได้หรือไม่ที่จะควบคุมการเคลื่อนไหว ในการวิจัยของฉันฉันต้องการสำรวจความคิดเห็นของชุมชนและดูว่าประสบการณ์ของผู้อื่นที่มีปัญหานี้เป็นอย่างไร

11 superconducting-quantum-computing 

ฉันกำลังพยายามหาวิธีจำลองวิวัฒนาการของ qubits ภายใต้ปฏิสัมพันธ์ของ Hamiltonians โดยมีคำที่เขียนเป็นผลิตภัณฑ์เมตริกซ์ของเมทริกซ์ Pauli ในคอมพิวเตอร์ควอนตัม ฉันได้พบเคล็ดลับต่อไปนี้ในหนังสือของ Nielsen และ Chuang ซึ่งได้อธิบายไว้ในโพสต์นี้ สำหรับ Hamiltonian ของแบบฟอร์ม H= Z1⊗ Z2⊗ . . ⊗ ZnH=Z1⊗Z2⊗...⊗ZnH = Z_1 \otimes Z_2 \otimes ... \otimes Z_n n แต่มันไม่ได้อธิบายอย่างละเอียดว่าการจำลองสถานการณ์ของแฮมิลตันกับคำศัพท์รวมถึง Pauli matrices XXXหรือYYYจะทำงานได้อย่างไร ผมเข้าใจว่าคุณสามารถเปลี่ยนเหล่านี้ Pauli เข้า Z โดยพิจารณาว่าHZH= XHZH=XHZH = Xที่HHHเป็นประตู Hadamard และS†HZHS= YS†HZHS=YS^{\dagger}HZHS =Yที่SSSเป็นขั้นตอนผมผมiประตู ฉันควรใช้สิ่งนี้ในการติดตั้งเช่น H= X⊗ …

11 hamiltonian-simulation  nielsen-and-chuang  pauli-gates 

ฉันเริ่มอ่านเกี่ยวกับการเปรียบเทียบแบบสุ่ม ( บทความนี้ , เวอร์ชัน arxiv ) และพบกับ "การออกแบบที่รวมเป็นสอง" หลังจาก googling ฉันพบว่ากลุ่ม Clifford ที่มีการออกแบบที่รวมเป็น 2 เป็นกรณีเฉพาะของ "Quantum t-design" ฉันอ่านหน้าวิกิพีเดียและข้อมูลอ้างอิงอื่น ๆ ( ตัวอย่างนี้ ไม่ใช่ลิงก์ pdf ไปยังเว็บไซต์ที่ลิงก์ไปยัง pdf ) ฉันต้องการที่จะเข้าใจความแตกต่างระหว่างการออกแบบเสื้อที่แตกต่างกันและสิ่งที่ทำให้การออกแบบกลุ่ม clifford 2 ฉันต้องขออภัยล่วงหน้าหากคำถามพื้นฐานเกินไป

11 error-correction  randomised-benchmarking 

ฉันต้องการทราบว่าความซับซ้อนของเวลาใดที่พิจารณาว่ามีประสิทธิภาพ / ไม่มีประสิทธิภาพสำหรับคอมพิวเตอร์ควอนตัม สำหรับเรื่องนี้ฉันต้องรู้ว่าคอมพิวเตอร์ควอนตัมสามารถทำงานได้กี่วินาทีต่อวินาที ใครสามารถบอกวิธีการคำนวณและปัจจัยขึ้นอยู่กับ (รายละเอียดการนำไปปฏิบัติหรือจำนวน qubits ฯลฯ )

11 algorithm  physical-realization  complexity-theory 

คำถามนี้คล้ายกันมากเพราะมีข้อความทั่วไปเกี่ยวกับปัญหาประเภทใดที่สามารถแก้ไขได้อย่างมีประสิทธิภาพยิ่งขึ้นโดยใช้คอมพิวเตอร์ควอนตัม? แต่คำตอบที่ให้กับคำถามนั้นส่วนใหญ่มองจาก มุมมองเชิงทฤษฎี / คณิตศาสตร์ สำหรับคำถามนี้ฉันสนใจในมุมมองเชิงปฏิบัติ / วิศวกรรมมากขึ้น ดังนั้นฉันอยากจะเข้าใจว่าปัญหาแบบไหนที่สามารถแก้ไขได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยอัลกอริธึมเชิงควอนตัมมากกว่าที่คุณจะสามารถทำได้ด้วยอัลกอริทึมแบบดั้งเดิม ดังนั้นฉันจึงสมมติว่าคุณไม่มีความรู้ทั้งหมดเกี่ยวกับอัลกอริธึมแบบดั้งเดิมที่เป็นไปได้ทั้งหมดที่สามารถแก้ปัญหาเดียวกันได้อย่างดีที่สุด! ผมทราบว่าสวนสัตว์ควอนตัมเป็นการแสดงออกถึงคอลเลกชันของปัญหาทั้งหมดที่มีอยู่ขั้นตอนวิธีการควอนตัมที่ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นกว่าขั้นตอนวิธีคลาสสิก แต่ฉันล้มเหลวในการเชื่อมโยงขั้นตอนวิธีการเหล่านี้เพื่อแก้ปัญหาโลกแห่งความจริง ฉันเข้าใจว่าอัลกอริทึมการแฟ็กตอริ่งของ Shor มีความสำคัญมากในโลกของการเข้ารหัส แต่ฉันได้แยกการเข้ารหัสอย่างจงใจออกจากขอบเขตของคำถามนี้เนื่องจากโลกของการเข้ารหัสเป็นโลกที่เฉพาะเจาะจงมากซึ่งสมควรได้รับคำถามของเขาเอง ในอัลกอริทึมควอนตัมที่มีประสิทธิภาพฉันหมายความว่าอย่างน้อยจะต้องมีหนึ่งขั้นตอนในอัลกอริทึมที่ต้องแปลเป็นวงจรควอนตัมบนคอมพิวเตอร์ควอนตัม n-qubit ดังนั้นโดยทั่วไปวงจรควอนตัมนี้คือการสร้าง xเมทริกซ์และการดำเนินการของมันจะทำให้หนึ่งในความเป็นไปได้ที่มีความเป็นไปได้บางอย่าง (วิ่งแตกต่างกันดังนั้นอาจให้ผลลัพธ์ที่แตกต่างกัน - ที่ดูดควันที่มีแนวโน้มของแต่ละความเป็นไปได้ที่ถูกกำหนดโดยเมทริกซ์ Hermitian ที่สร้างขึ้น x )2n2n2^n2n2n2^n2n2n2^n2n2n2^n2n2n2^n2n2n2^n ดังนั้นฉันคิดว่าจะตอบคำถามของฉันจะต้องมีบางแง่มุม / ลักษณะของปัญหาโลกแห่งความจริงที่สามารถแมปกับคูณเมทริกซ์เฮอร์มีเชียน ดังนั้นลักษณะ / ลักษณะเฉพาะของปัญหาในโลกแห่งความจริงสามารถถูกแมปกับเมทริกซ์ดังกล่าวได้อย่างไร2n×2n2n×2n2^n \times 2^n กับปัญหาที่เกิดขึ้นจริงในโลกที่ผมหมายถึงปัญหาที่เกิดขึ้นจริงที่อาจจะมีขั้นตอนวิธีการแก้ไขได้โดยควอนตัมผมไม่ได้หมายถึงโดเมนที่อาจจะมีการใช้ศักยภาพของอัลกอริทึมควอนตัม

11 algorithm  applications 

ฉันต้องการที่จะสามารถใช้เกต (หมุนรอบแกน Y) สำหรับอุปกรณ์จริงบน IBM Q Experience สามารถทำได้หรือไม่ ถ้าเป็นเช่นนั้นได้อย่างไรRYRyR_y

11 gate-synthesis  ibm-q-experience  quantum-gate 

ฉันพยายามที่จะนำหน้ากระดาษที่มีชื่อเสียง (?) Quantum algorithm สำหรับระบบเชิงเส้นของสมการ (Harrow, Hassidim & Lloyd, 2009) (รู้จักกันอย่างแพร่หลายว่าเป็นกระดาษอัลกอริทึม HHL09 ) ในขณะนี้ ในหน้าแรกพวกเขาพูดว่า : เราร่างแนวคิดพื้นฐานของอัลกอริทึมของเราที่นี่แล้วพูดคุยรายละเอียดเพิ่มเติมในส่วนถัดไป ได้รับเทียนเมทริกซ์ และหน่วยเวกเตอร์สมมติว่าเราต้องการที่จะหา ความพึงพอใจของ{ข} (เราจะพูดถึงคำถามที่มีประสิทธิภาพในภายหลังรวมถึงวิธีการที่สมมติฐานที่เราทำเกี่ยวกับ และสามารถผ่อนคลายได้) ก่อนอื่นอัลกอริทึมแทน เป็นสถานะควอนตัม{i ต่อไปเราจะใช้เทคนิคการจำลองมิลโตเนียน [3, 4] เพื่อใช้ กับA → b → x A → x = → b A → b → b | b ⟩ = ∑ N …

11 algorithm  hhl-algorithm  phase-estimation 

ฉันทราบเกี่ยวกับการเริ่มต้นฮาร์ดแวร์ควอนตัมRigettiและฉันสงสัยว่ามีการเริ่มต้นควอนตัมใด ๆ ที่สร้างซอฟต์แวร์บนฮาร์ดแวร์คอมพิวเตอร์ควอนตัมปัจจุบันสำหรับการใช้งานเชิงพาณิชย์หรือไม่ คำถามที่เกี่ยวข้อง: มีรายการซอฟต์แวร์ควอนตัมเปิดทั้งหมดอยู่หรือไม่?

11 programming 

ระบุว่าขั้นตอนทั่วโลกของรัฐไม่สามารถมองเห็นได้ทางร่างกายทำไมวงจรควอนตัมจึงถูกใช้เป็นหน่วยและไม่ใช่หน่วยพิเศษ? หนึ่งคำตอบที่ฉันได้รับคือมันสะดวกสบาย แต่ฉันก็ยังไม่แน่ใจ คำถามที่เกี่ยวข้องคือ: มีความแตกต่างในการดำเนินงานทางกายภาพของรวมกัน(เมทริกซ์ทางคณิตศาสตร์) และพูดในแง่ของประตูประถมหรือไม่? สมมติว่าไม่มี (ซึ่งเป็นความเข้าใจของฉัน) จากนั้นการใช้งานทางกายภาพของและควรจะเหมือนกัน (เพียงเพิ่มการควบคุมไปที่ประตูประถม) แต่จากนั้นฉันก็เถียงว่าและของหน่วยสองหน่วยนี้อาจไม่เท่ากับเฟส (เป็นเมทริกซ์ทางคณิตศาสตร์) ดังนั้นจึงน่าจะเป็นไปได้ .V : = อีฉันα U ค- ยูค- วีค- ยูค- วียูยูUV: = eฉันαยูV=อีผมαยู V: =e^{i\alpha}Uc - Uค-ยูc\text{-}Uc - Vค-Vc\text{-}Vc - Uค-ยูc\text{-}Uc - Vค-Vc\text{-}V ฉันทำอะไรผิดในการให้เหตุผลของฉันที่นี่เพราะมันชี้ให้เห็นว่าตอนนี้และจะต้องดำเนินการแตกต่างกันถึงแม้ว่าพวกเขาจะเทียบเท่ากับขั้นตอน?VยูยูUVVV อีกคำถามที่เกี่ยวข้อง (อันที่จริงที่มาของความสับสนของฉันฉันจะขอบคุณสำหรับคำตอบนี้): ดูเหมือนว่าเราสามารถใช้วงจรควอนตัมเพื่อประเมินทั้งโมดูลัสและเฟสของการทับซ้อนที่ซับซ้อน (ดูhttps://arxiv.org/abs/quant-ph/0203016 ) แต่นี่ไม่ได้หมายความว่าอีกครั้งว่าและแตกต่างกันอย่างมาก⟨ ψ | ยู| ψ⟩⟨ψ|ยู|ψ⟩\langle\psi|U|\psi\rangleอีฉันα UยูยูUอีฉันαยูอีผมαยูe^{i\alpha}U

11 quantum-gate  unitarity 

ในการบรรยายบันทึกไว้ในYoutube , Gil Kalai นำเสนอ 'การหักเงิน' เพราะเหตุใดคอมพิวเตอร์ควอนตัมทอพอโลยีจึงไม่ทำงาน ส่วนที่น่าสนใจคือเขาอ้างว่านี่เป็นข้อโต้แย้งที่แข็งแกร่งกว่าการโต้แย้งกับการคำนวณความผิดพลาดโดยทั่วไป ถ้าฉันเข้าใจข้อโต้แย้งของเขาอย่างถูกต้องเขากล่าวว่า คอมพิวเตอร์ควอนตัม (สมมุติ) โดยไม่มีการแก้ไขข้อผิดพลาดควอนตัมสามารถจำลองระบบของ anyons ที่เป็นตัวแทนของ qubit ในคอมพิวเตอร์ควอนตัมทอพอโลยี ดังนั้นคอมพิวเตอร์ควอนตัมใด ๆ ที่อยู่บนพื้นฐานของ anyons เหล่านี้ต้องมีสัญญาณรบกวนอย่างน้อยเท่ากับคอมพิวเตอร์ควอนตัมโดยไม่มีการแก้ไขข้อผิดพลาดของควอนตัม ดังที่เราทราบว่าคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่มีเสียงดังของเรานั้นไม่เพียงพอสำหรับการคำนวณควอนตัมสากลคอมพิวเตอร์ควอนตัมทอพอโลยีที่อยู่บนพื้นฐานของทุกคนไม่สามารถให้การคำนวณควอนตัมสากลได้เช่นกัน ฉันคิดว่าขั้นตอนที่ 2 เป็นเสียง แต่ฉันมีข้อสงสัยในขั้นตอนที่ 1 และทำไมมันถึงมีความหมาย 2 โดยเฉพาะ: ทำไมคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่ไม่มีการแก้ไขข้อผิดพลาดสามารถจำลองระบบของใครก็ได้? ถ้ามันสามารถจำลองระบบของ anyons เป็นไปได้ไหมที่มันจะทำได้ด้วยความน่าจะเป็นที่ต่ำและด้วยเหตุนี้จึงไม่สามารถจำลองคอมพิวเตอร์ควอนตัมทอพอโลยีที่มีความทนทานต่อความผิดปกติเช่นเดียวกับระบบของ anyons?

11 error-correction  topological-quantum-computing 

ให้เราสมมติว่าเรามีควอนตัมและคอมพิวเตอร์แบบคลาสสิกเช่นนั้นการทดลองการดำเนินการเชิงตรรกะเบื้องต้นของการแยกตัวประกอบทางคณิตศาสตร์แต่ละครั้งนั้นมีค่าใช้จ่ายเท่า ๆ กันในคลาสสิกและในการแยกตัวประกอบควอนตัม: หนึ่ง?

11 algorithm  speedup 

เป็นชื่อที่แสดงให้เห็นแล้วคำถามนี้คือการติดตามของอื่น ๆ ฉันยินดีกับคุณภาพของคำตอบ แต่ฉันรู้สึกว่ามันน่าสนใจอย่างมากหากมีการเพิ่มความเข้าใจที่ลึกซึ้งเกี่ยวกับการเพิ่มประสิทธิภาพและเทคนิคการประมาณ แต่อาจหลุดหัวข้อดังนั้นคำถามนี้ จากคำตอบของ Blue: กฎง่ายๆในทฤษฎีความซับซ้อนคือถ้าคอมพิวเตอร์ควอนตัม "สามารถช่วย" ในแง่ของการแก้ปัญหาในเวลาพหุนาม (มีข้อผิดพลาดถูกผูกมัด) ถ้าชั้นของปัญหาสามารถแก้ปัญหาอยู่ใน BQP แต่ไม่ใช่ใน P หรือ BPP สิ่งนี้ใช้กับคลาสที่ประมาณได้อย่างไร มีคุณสมบัติทอพอโลยี, ตัวเลขและอื่น ๆ ของการคำนวณควอนตัมที่สามารถยกระดับได้หรือไม่? เป็นตัวอย่างของสิ่งที่ฉันขอ (แต่ไม่ จำกัด แน่นอน!) ใช้อัลกอริทึม Christofides : มันใช้ประโยชน์จากคุณสมบัติเชิงเรขาคณิตเฉพาะของกราฟที่ปรับให้เหมาะสม (สมมาตร, ความไม่เท่าเทียมกันของสามเหลี่ยม): พนักงานขายเดินทางบนโลกที่เป็นไปได้ . แต่พนักงานขายก็มีมวลชนจำนวนมากและเราสามารถรู้ตำแหน่งและโมเมนตัมของพวกเขาในเวลาเดียวกันด้วยความแม่นยำที่ยอดเยี่ยม บางทีรูปแบบควอนตัมสามารถทำงานได้เป็นอย่างดีสำหรับชนิดอื่น ๆ ของตัวชี้วัดที่มีข้อ จำกัด ที่ผ่อนคลายมากขึ้นเช่นความแตกต่าง KL ? ในกรณีดังกล่าวการแก้ปัญหาจะยังคงเป็นปัญหาที่สมบูรณ์ แต่การปรับให้เหมาะสมจะใช้สำหรับทอพอโลยีที่กว้างขึ้น ตัวอย่างนี้อาจใช้เวลานาน แต่ฉันหวังว่าคุณจะเข้าใจในสิ่งที่ฉันหมายถึง ฉันไม่รู้จริง ๆ ว่ามันสมเหตุสมผลหรือไม่ แต่คำตอบก็สามารถตอบได้ในกรณีนี้ …

11 algorithm  complexity-theory  optimization 

ฉันทราบว่า IBM, Rigetti และ Google ได้สร้างอุปกรณ์ขนาดเล็กบางตัว นักศึกษาระดับปริญญาตรีใดบ้างที่สามารถเข้าถึงได้ นานแค่ไหน? มีกี่ qubits

11 resource-request  physical-realization 

ในบทความที่โด่งดังของเขา " Conjugate Coding " (เขียนราวปี 1970) Stephen Wiesner เสนอโครงการสำหรับเงินควอนตัมที่เป็นไปไม่ได้ที่จะปลอมแปลงโดยไม่มีเงื่อนไขสมมติว่าธนาคารผู้ออกบัตรสามารถเข้าถึงตารางตัวเลขสุ่มจำนวนมากและธนบัตรนั้นสามารถนำกลับมาได้ ไปที่ธนาคารเพื่อตรวจสอบ ในรูปแบบของ Wiesner แต่ละธนบัตรประกอบด้วยคลาสสิก "หมายเลขซีเรียล"ร่วมกับควอนตัมรัฐเงินประกอบด้วย qubits unentangled แต่ละคนอย่างใดอย่างหนึ่ง| ψ s ⟩ nsss| ψs⟩|ψs⟩|\psi_s\ranglennn | 0⟩, | 1⟩, | +⟩=( | 0⟩+ | 1⟩) / 2 -√, หรือ| - ⟩ = ( | 0 ⟩ - | 1 ⟩ ) / …

11 algorithm  mathematics  cryptography  cryptocurrency  quantum-money 

พิจารณาคอมพิวเตอร์แบบคลาสสิคการพูดการคำนวณที่เกี่ยวข้องกับข้อมูลจำนวนมาก หน่วยความจำควอนตัมจะอนุญาตให้เก็บข้อมูลนั้น (ในระยะสั้น) ได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นหรือจัดการกับปริมาณของข้อมูลนั้นได้ดีขึ้นหรือไม่ ความคิดของฉันคงเป็นไปไม่ได้เนื่องจากข้อได้เปรียบของการจัดเก็บข้อมูลควอนตัมที่อยู่ในการทับซ้อนและข้อมูลจากคอมพิวเตอร์แบบดั้งเดิมไม่ได้อยู่ในการซ้อนทับกันมากนัก แต่ฉันต้องการดูว่ามันถูกต้องหรือไม่ ทั้งสองวิธีการอ้างอิงเพื่ออ่านเพิ่มเติมจะได้รับการชื่นชมมาก

11 quantum-memory  classical-computing