ควอนตัมคอมพิวเตอร์

ฉันไม่ชัดเจนว่าทำไม Bloch sphere ถึงการแสดงของ qubit ที่พันกันยุ่งมากที่สุดแสดงให้เห็นถึงสถานะของ bit ว่าเป็นจุดกำเนิดของทรงกลม ตัวอย่างเช่นภาพประกอบนี้ แสดงผลของวงจรอย่างง่าย เมื่อเวลาผ่านไปโดยมีQ0q0q_0ทางด้านซ้ายและQ1q1q_1ทางด้านขวา qubits ทั้งคู่จบลงที่จุดกำเนิดของทรงกลมที่เกี่ยวข้องตามการใช้งานคยังไม่มีข้อความO TCNOTCNOT ( Q1q1q_1 "รอ" ที่ค่าเริ่มต้นจนกระทั่งหลังจากHHHเคลื่อนQ1q1q_1ถึงxxx ) ทำไม qubit ที่พันกันยุ่งมากแสดงที่จุดกำเนิดของ Bloch Sphere? คำอธิบายเรื่องแปลก ๆมีไว้ที่นี่แต่ฉันเป็นผู้เริ่มต้นที่จะติดตามมันมากเกินไป

10 entanglement  bloch-sphere 

ขณะนี้ฉันมีเมทริกซ์รวมกัน 2 ตัวที่ฉันต้องการประมาณความแม่นยำที่ดีโดยมีประตูควอนตัมน้อยกว่าที่เป็นไปได้ ในกรณีของฉันเมทริกซ์สองตัวคือ: สแควร์รูทของ NOT เกต (ขึ้นอยู่กับเฟสสากล) G = - 12-√( ฉัน11ผม) = e- 34πX--√G=-12(ผม11ผม)=อี-34πXG = \frac{-1}{\sqrt{2}}\begin{pmatrix} i & 1 \\ 1 & i \end{pmatrix} = e^{-\frac{3}{4}\pi} \sqrt{X} W= ⎛⎝⎜⎜⎜⎜⎜1000012√12√0012√- 12√00001⎞⎠⎟⎟⎟⎟⎟W=(1000012120012-1200001)W = \begin{pmatrix} 1&0&0&0\\ 0&\frac{1}{\sqrt{2}}&\frac{1}{\sqrt{2}}&0\\ 0&\frac{1}{\sqrt{2}}&\frac{-1}{\sqrt{2}}&0\\ 0&0&0&1 \\ \end{pmatrix} คำถามของฉันมีดังต่อไปนี้: ฉันจะประมาณเมทริกซ์เฉพาะเหล่านี้ด้วยประตูควอนตัมที่น้อยกว่าที่เป็นไปได้และความแม่นยำที่ดีได้อย่างไร สิ่งที่ฉันต้องการที่จะสามารถมี: ฉันสามารถที่จะใช้เวลาหลายวัน / สัปดาห์ของเวลา CPU และRAM จำนวนมาก ฉันสามารถที่จะใช้เวลา …

10 quantum-gate  gate-synthesis  solovay-kitaev-algorithm 

ในฐานะที่เป็นส่วนหนึ่งของการสนทนากับเพื่อน 'คลาสสิค' ของฉันเขายืนยันว่าการทำให้เครื่องรัฐคำนวณผลคอมพิวเตอร์ควอนตัม ดังนั้นเพียงคำนวณผลลัพธ์ของอัลกอริทึม (รู้จัก) บนซูเปอร์คอมพิวเตอร์และเก็บผลลัพธ์ไว้ในตาราง Look-up (สิ่งที่ชอบจัดเก็บตารางความจริง) ดังนั้นทำไมผู้คนถึงทำงานกับเครื่องจำลองควอนตัม (พูดความสามารถสูงสุด 40 qubits); คำนวณผลการแข่งขันทุกครั้ง! ง่ายๆ (สมมุติ) ใช้ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ของโลก (พูดความสามารถมากถึง 60 qubits); คำนวณผลลัพธ์สำหรับกรณีอินพุตเก็บผลลัพธ์และใช้เป็นข้อมูลอ้างอิง? ฉันจะโน้มน้าวเขาได้อย่างไรว่ามันเป็นไปไม่ได้? หมายเหตุ:สำหรับขั้นตอนวิธีควอนตัมที่รู้จักและการใช้งานวงจรที่รู้จัก2602602^{60}

10 algorithm  simulation 

มีการเสนอตัวชี้วัดที่เรียกว่า "ปริมาณควอนตัม" เพื่อเปรียบเทียบประโยชน์ของฮาร์ดแวร์คำนวณควอนตัมที่แตกต่างกัน โดยประมาณแล้วมันวัดมูลค่าของมันด้วยกำลังสองของความลึกสูงสุดของการคำนวณควอนตัมที่อนุญาต แต่ จำกัด มูลค่าไว้ที่กำลังสองของ qubits ที่เกี่ยวข้อง ขีด จำกัด นี้มีความชอบธรรมโดยต้องการขัดขวาง "การเล่นเกม" ของระบบโดยปรับให้เหมาะสมกับ qubits ไม่กี่ อ้างอิงหนึ่งคือhttps://arxiv.org/abs/1710.01022 ฉันกังวลว่ามาตรการนี้ดีเท่าที่ควรสำหรับอุปกรณ์ประมวลผลควอนตัมที่มีเสียงดังในระยะใกล้ได้ซ่อนความก้าวหน้าด้านคุณภาพที่แท้จริงสำหรับคอมพิวเตอร์ควอนตัมขั้นสูง (ผู้ที่มีความเที่ยงตรงของควอนตัมสูง) คำถามคือ: ความกังวลนี้เป็นธรรมหรือไม่ ข้อโต้แย้งที่อยู่เบื้องหลังความกังวลของฉันคือข้อสันนิษฐานที่ว่าแอพพลิเคชั่นนักฆ่าที่มีศักยภาพสำหรับคอมพิวเตอร์ควอนตัมเช่นการคำนวณทางเคมีควอนตัมจะต้องใช้การคำนวณที่มีความลึกของประตูใหญ่กว่าจำนวน qubits ในกรณีนี้ "ปริมาณควอนตัม" จะถูก จำกัด อยู่ที่จตุรัสจำนวน qubits โดยไม่คำนึงว่าคอมพิวเตอร์ควอนตัมหนึ่งเครื่อง (ที่มีความเที่ยงตรงสูงเป็นพิเศษ) จะอนุญาตให้มีความลึกที่ไม่ จำกัด หรือไม่ ข้อ จำกัด ของ "ปริมาณควอนตัม" ที่กำลังสองของจำนวน qubits คำถามข้อหนึ่งของฉันคือ: การโต้แย้งนี้ถูกต้องหรือไม่?

10 physical-realization  architecture  quantum-volume 

ในคำตอบ @ DaftWullie เพื่อคำถามนี้เขาแสดงให้เห็นวิธีการที่จะเป็นตัวแทนในแง่ของควอนตัมประตูเมทริกซ์ใช้เป็นตัวอย่างในบทความนี้ อย่างไรก็ตามฉันเชื่อว่ามันไม่น่าเป็นไปได้ที่จะมีเมทริกซ์ที่มีโครงสร้างที่ดีในตัวอย่างชีวิตจริงดังนั้นฉันจึงพยายามมองหาวิธีอื่น ๆ เพื่อจำลองมิลโตเนียน ฉันพบในบทความหลายบทความที่อ้างอิงถึงบทความนี้โดย Aharonov และ Ta-Shma ซึ่งในสิ่งอื่น ๆ พวกเขาระบุว่าเป็นไปได้ที่จะมีข้อได้เปรียบบางอย่างในการจำลองhamiltonians เบาบาง อย่างไรก็ตามหลังจากอ่านบทความแล้วฉันไม่เข้าใจว่าการจำลองของชาว hamiltonians จะกระจัดกระจายไปได้อย่างไร ปัญหาที่เกิดขึ้นมักจะถูกนำเสนอเป็นหนึ่งในกราฟสี แต่ยังมองไปที่การนำเสนอ ที่ @Nelimee แนะนำให้อ่านเพื่อศึกษาการยกกำลังเมทริกซ์ทั้งหมดนี้จะลดลงในการตกตะกอนผ่านสูตรผลิตภัณฑ์ ในการทำตัวอย่างเราจะสุ่มเมทริกซ์แบบ: นี่ไม่ใช่เฮอร์มิเนียน แต่ใช้คำแนะนำจาก Harrow, Hassidim และ Lloyd เราสามารถสร้างเมทริกซ์เฮอร์มิเนียนเริ่มจากมัน:A=⎡⎣⎢⎢⎢2800050500730604⎤⎦⎥⎥⎥;A=[2000850600700534]; A = \left[\begin{matrix} 2 & 0 & 0 & 0\\ 8 & 5 & 0 & 6\\ 0 & …

10 algorithm  matrix-representation  hamiltonian-simulation 

ขั้นตอนวิธีการขั้นตอนการประมาณควอนตัม (QPE) คำนวณประมาณของค่าเฉพาะที่เกี่ยวข้องกับวิคเตอร์ที่กำหนดของประตูควอนตัมUยูUU อย่างเป็นทางการปล่อยเป็น eigenvector ของ , QPE ช่วยให้เราหา ,บิตที่ดีที่สุดประมาณเช่นนั้นและ | ψ ⟩|ψ⟩\left|\psi\right>ยูUU| θ~⟩|θ~⟩\vert\tilde\theta\rangleม.mm⌊ 2ม.θ ⌋⌊2mθ⌋\lfloor2^m\theta\rfloorθ ∈ [ 0 , 1 )θ∈[0,1)\theta \in [0,1)ยู| ψ ⟩ = อี2 πฉันθ| ψ ⟩U|ψ⟩=e2πiθ|ψ⟩.U\vert\psi\rangle = e^{2\pi i \theta} \vert\psi\rangle. อัลกอริทึม HHL ( กระดาษเดิม ) ใช้เวลาเป็น input เมทริกซ์ที่ตอบสนองและรัฐควอนตัมและคำนวณที่ encodes วิธีการแก้ปัญหาของระบบเชิงเส้นbAAAอีฉันที รวมกัน eiAt is unitary …

10 algorithm  hhl-algorithm  phase-estimation 

ประตู CCCNOT เป็นสี่บิตประตูพลิกกลับที่พลิกบิตที่สี่และถ้าหากทั้งสามบิตแรกที่มีทั้งหมดในรัฐ1111 ฉันจะใช้เกตของ CCCNOT โดยใช้ประตู Toffoli ได้อย่างไร สมมติว่าบิตในเวิร์กสเปซเริ่มต้นด้วยค่าเฉพาะไม่ว่าจะเป็น 0 หรือ 1 หากคุณคืนค่าเหล่านั้นเป็นค่านั้น

10 quantum-gate  gate-synthesis 

เพื่อที่จะหมุนรอบแกนของทรงกลม Bloch เรามักใช้พัลส์เช่นในการคำนวณควอนตัมไอออนที่ติดกับดักหรือตัวนำยิ่งยวด qubits สมมุติว่าเรามีการหมุนรอบแกน x ฉันต้องเปลี่ยนอะไรเพื่อให้สามารถหมุนรอบแกน y หรือแกน z ได้ ฉันคิดว่ามันมีบางอย่างเกี่ยวกับเฟส แต่ฉันไม่สามารถหาข้อมูลอ้างอิงที่ดีเกี่ยวกับวิธีการทำงานได้

10 quantum-gate  experiment  superconducting-quantum-computing  bloch-sphere 

ฉันสับสนเล็กน้อยเกี่ยวกับความจำเป็นของ oracle qubit ในอัลกอริทึมของ Grover คำถามของฉันคือมันขึ้นอยู่กับว่าคุณใช้ oracle ของคุณว่าคุณต้องการ oracle qubit หรือไม่? หรือว่ามีเหตุผลอะไรบ้างสำหรับออราเคิลควิบิต (เช่นมีปัญหาบางอย่างที่ไม่สามารถแก้ไขได้โดยไม่มี oracle qubit หรือคิดง่ายขึ้นเกี่ยวกับปัญหาของ orbit qubit หรือเป็นแบบแผน ฯลฯ ) ทรัพยากรจำนวนมากแนะนำอัลกอริทึมของ Grover ด้วย oracle qubit แต่ฉันพบว่ามีบางกรณีที่คุณไม่จำเป็นต้องมี orbit qubit ตัวอย่างเช่นที่นี่มีการใช้งานสองอย่างของอัลกอริทึมของ Grover ในเครื่องจำลอง IBM Q อันหนึ่งใช้ออราเคิลควิบิตและอีกอันไม่ใช่ ในทั้งสองกรณีฉันต้องการค้นหา | 11> จากช่องว่างของ | 00>, | 01>, | 10> และ | 11> ในทั้งสองกรณี oracle …

10 algorithm  grovers-algorithm 

ฉันกำลังพยายามทำความคุ้นเคยกับ IBM Q โดยใช้อัลกอริทึมของ qubits Grover สามตัว แต่มีปัญหาในการใช้ oracle คุณสามารถแสดงวิธีการดังกล่าวหรือแนะนำทรัพยากรที่ดีบางอย่างเพื่อให้ชินกับการเขียนโปรแกรมวงจร Q ของ IBM ได้หรือไม่? สิ่งที่ฉันต้องการจะทำคือการทำเครื่องหมายรัฐใดสถานะหนึ่งโดยการพลิกเครื่องหมายของมันเป็น oracle ควรจะทำ ตัวอย่างเช่นฉันมี 1 / 8-√( | 000 ⟩ + | 001 ⟩ + | 010 ⟩ + | 011 ⟩ + | 100 ⟩ + | 101 ⟩ + | 110 ⟩ + | …

10 quantum-gate  grovers-algorithm  gate-synthesis  ibm-q-experience 

พยายามถามที่นี่ก่อนเนื่องจากคำถามที่คล้ายกันถูกถามในเว็บไซต์นั้น ดูเหมือนว่ามีความเกี่ยวข้องมากขึ้นสำหรับเว็บไซต์นี้ มันเป็นความเข้าใจของฉันในปัจจุบันว่าประตูควอนตัมแฮคเกอร์คือประตู CNOT ประตูควอนตัม XNOR เป็นประตู CCNOT หรือไม่

10 universal-gates  gate-synthesis  quantum-gate 

ควอนตัมฮามมิ่ง จำกัด ขอบเขตการแก้ไขข้อผิดพลาดของควอนตัมที่ไม่เลว[ [ N, k , d] ][[ยังไม่มีข้อความ,k,d]][[N,k,d]] อย่างไรก็ตามไม่มีหลักฐานระบุว่ารหัสความเสื่อมควรปฏิบัติตามข้อ จำกัด ดังกล่าว ฉันสงสัยว่ามีตัวอย่างของรหัสความเสื่อมที่ละเมิดข้อ จำกัด ของควอนตัมหรือถ้ามีความก้าวหน้าในการพิสูจน์ขอบเขตที่คล้ายคลึงกันสำหรับรหัสความเสื่อม2ยังไม่มีข้อความ- k≥ ∑n = 0⌊ d/ 2⌋3n( Nn) .2ยังไม่มีข้อความ-k≥Σn=0⌊d/2⌋3n(ยังไม่มีข้อความn).\begin{equation} 2^{N-k}\geq\sum_{n=0}^{\lfloor d/2\rfloor}3^n\begin{pmatrix}N \\ n\end{pmatrix}. \end{equation}

10 error-correction  quantum-information 

การพัวพันระยะยาวมีลักษณะโดยลำดับโทโพโลยี (คุณสมบัติการพัวพันทั่วโลกบางชนิด) และคำจำกัดความ "ทันสมัย" ของคำสั่งทอพอโลยีคือสถานะพื้นดินของระบบไม่สามารถจัดทำโดยวงจรเชิงลึกคงที่จากสถานะผลิตภัณฑ์แทน สภาพพื้นดินพึ่งพาและกระตุ้นเขตแดนในแบบดั้งเดิม หลักรัฐควอนตัมซึ่งสามารถจัดทำโดยวงจรอย่างต่อเนื่องเชิงลึกที่เรียกว่ารัฐจิ๊บจ๊อย ในทางกลับกันสถานะควอนตัมที่มีความพัวพันในระยะยาวนั้น "แข็งแกร่ง" หนึ่งในข้อพิสูจน์ที่มีชื่อเสียงที่สุดของการคาดคะเนควอนตัม PCP ซึ่งเสนอโดยแมตต์เฮสติ้งส์คือการคาดเดาสถานะที่ไม่มีพลังงานต่ำและกรณีที่อ่อนแอกว่าที่พิสูจน์โดยเอลดาร์และฮาร์โรว์เมื่อสองปีก่อน (เช่น NLETS theorem: https://arxiv.org/ abs / 1510.02082 ) ความน่าจะเป็นของชุดของข้อผิดพลาดแบบสุ่มนั้นแน่นอนว่าวงจรควอนตัมเชิงลึกบางตัวนั้นมีขนาดเล็กมากดังนั้นจึงเหมาะสมที่ความพัวพันที่นี่ "แข็งแกร่ง" ดูเหมือนว่าปรากฏการณ์นี้คล้ายกับการคำนวณควอนตัมเชิงทอพอโลยี การคำนวณควอนตัมเชิงทอพอโลยีมีความแข็งแกร่งสำหรับข้อผิดพลาดใด ๆ ในพื้นที่เนื่องจากประตูควอนตัมที่นี่ถูกนำไปใช้โดยผู้ประกอบการถักเปียซึ่งเชื่อมต่อกับคุณสมบัติโทโพโลยีทั่วโลก อย่างไรก็ตามมันจำเป็นต้องชี้ให้เห็นว่า"ความพัวพันที่รัดกุม" ในการตั้งค่าการคาดเดา NLTS เกี่ยวข้องกับจำนวนพัวพันเท่านั้นดังนั้นสถานะควอนตัมเองอาจจะเปลี่ยนไป - มันไม่ได้อนุมานรหัสการแก้ไขข้อผิดพลาดเชิงควอนตัม แน่นอนพัวพันระยะยาวเกี่ยวข้องกับรหัสข้อผิดพลาดการแก้ไขควอนตัมแบบ homological เช่นรหัส Toric (ดูเหมือนว่ามันเกี่ยวข้องกับผู้ที่นับถือศาสนาคริสต์ทุกคน) อย่างไรก็ตามคำถามของฉันคือมีการเชื่อมต่อระหว่างพัวพันระยะยาว (หรือ "พัวพันที่แข็งแกร่ง" ในการตั้งค่าการคาดเดา NLTS) และการคำนวณควอนตัมเชิงทอพอโลยี? อาจมีเงื่อนไขบางประการเกี่ยวกับเมื่อผู้สื่อข่าวมิลโตเนียนสามารถอนุมานรหัสการแก้ไขข้อผิดพลาดของควอนตัม

10 entanglement  topological-quantum-computing 

มีเทคโนโลยีควอนตัมเกิดขึ้นใหม่จำนวนหนึ่งซึ่งเราพบหมวดหมู่ของเทคโนโลยีควอนตัมที่ใช้โฟตอนรวมถึงการแจกแจงคีย์ควอนตัมหรือเครื่องกำเนิดตัวเลขสุ่มควอนตัม คำถามคือสิ่งที่เป็นศักยภาพในระยะสั้นของโฟตอนตามการคำนวณควอนตัมและการจำลองเมื่อเทียบกับเทคโนโลยีควอนตัมโฟตอนอื่น ๆ ตาม ?

10 technologies  optical-quantum-computing 

ในหน้า Wikipedia สำหรับอัลกอริทึมของ Groverมีการกล่าวถึงว่า: "อัลกอริทึมของโกรเวอร์ยังสามารถใช้ในการประมาณค่าเฉลี่ยและค่ามัธยฐานของชุดตัวเลข" จนถึงตอนนี้ฉันเพิ่งรู้ว่ามันสามารถใช้ในการค้นหาฐานข้อมูลได้อย่างไร แต่ไม่แน่ใจว่าจะใช้เทคนิคนั้นอย่างไรในการประมาณค่าเฉลี่ยและค่ามัธยฐานของชุดตัวเลข ยิ่งกว่านั้นไม่มีการอ้างอิง (เท่าที่ฉันสังเกตเห็น) ในหน้านั้นซึ่งอธิบายเทคนิค

10 algorithm  grovers-algorithm