คำถามติดแท็ก architecture

ในการอ่านเธรด Reddit นี้ฉันรู้ว่าแม้หลังจากผ่านไปสองเดือนของการเรียนรู้เกี่ยวกับการคำนวณควอนตัม เพื่อให้คำถามมีความแม่นยำมากขึ้นสมมติว่าเรามีคอมพิวเตอร์ควอนตัมตัวนำยิ่งยวดควอต 5-qubit (เช่นคอมพิวเตอร์ควอนตัม IBM 5 ควาบิต) ฉันพิมพ์โดยใช้แป้นพิมพ์ลงบนจอภาพ (พูดในแอปเครื่องคิดเลขพื้นฐานว่าอาจมีคอมพิวเตอร์ควอนตัม) หลังจากนั้นก็ควรจะกลับฉัน5 แต่เกิดขึ้นที่ระดับฮาร์ดแวร์หรือไม่ สัญญาณไฟฟ้าบางชนิดสอดคล้องกับอินพุต2 , 3และ+ไปที่หน่วยประมวลผลของคอมพิวเตอร์หรือไม่ อย่างนั้น "เริ่มต้น" คูเปอร์คู่อิเล็กตรอนหรือไม่ เกิดอะไรขึ้นกับคูเปอร์ qubits คู่อิเล็กตรอนหลังจากนั้น (คิดว่าพวกเขาต้องการจะทำงานโดยบางควอนตัมประตูซึ่งเป็นในทางกลับกันอีกครั้ง2 + 32+32+3555222333+++กล่องดำ )? ในที่สุดมันกลับมาฉันเอาท์พุทอย่างไร555 ฉันประหลาดใจที่ฉันสามารถคิดเกี่ยวกับการทำงานขั้นพื้นฐานของคอมพิวเตอร์ควอนตัมได้เพียงเล็กน้อยด้วยการค้นหาบนอินเทอร์เน็ต

27 architecture  physical-realization  superconducting-quantum-computing 

คำตอบสำหรับคำถามอื่นกล่าวถึงว่า มีข้อโต้แย้งที่แสดงให้เห็นว่าไม่สามารถสร้างเครื่องจักร ["เครื่องทัวริงทัวริง"] ... ฉันไม่แน่ใจว่าฉันเข้าใจปัญหาอย่างสมบูรณ์ดังนั้นบางทีฉันอาจไม่ถามคำถามที่ถูกต้อง แต่นี่คือสิ่งที่ฉันสามารถรวบรวมได้ สไลด์ถูกนำเสนอในการบรรยาย (จากปี 2013)โดยศาสตราจารย์กิลคาไล (มหาวิทยาลัยฮีบรูแห่งเยรูซาเล็มและมหาวิทยาลัยเยล) ฉันดูการบรรยายเกือบทั้งหมดและดูเหมือนว่าข้ออ้างของเขาก็คือมีอุปสรรคในการสร้างคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่ทนต่อความผิดพลาด (FTCQ) และสิ่งกีดขวางนี้อาจอยู่ที่การสร้าง qubits เชิงตรรกะจากองค์ประกอบทางกายภาพ (เวลาประทับ 26:20): ดูเหมือนว่าเหตุผลของสิ่งกีดขวางนั้นเกิดจากปัญหาเรื่องเสียงรบกวนและการแก้ไขข้อผิดพลาด และแม้ว่าการวิจัยในปัจจุบันจะคำนึงถึงเสียงรบกวน แต่ก็ไม่ได้ทำในลักษณะที่ถูกต้อง (นี่คือส่วนที่ฉันไม่เข้าใจ) ฉันรู้ว่าหลายคน (เช่น Scott Aaronson) ไม่เชื่อเรื่องการอ้างสิทธิ์เป็นไปไม่ได้ แต่ฉันแค่พยายามทำความเข้าใจข้อโต้แย้งนี้ให้ดีขึ้น: อะไรคือเหตุผลในการแนะนำว่าไม่สามารถสร้างคอมพิวเตอร์ควอนตัมเชิงปฏิบัติได้ (ดังที่ศาสตราจารย์กิลกาไลนำเสนอและมีอะไรเปลี่ยนแปลงไปตั้งแต่ปี 2013)

22 physical-realization  architecture 

ตู้เย็นเจือจางเป็นวิธีเดียวที่ทำให้เย็นยิ่งยวด qubits ลงไป 10 millikelvin? ถ้าไม่วิธีอื่นมีอะไรบ้างและทำไมการทำให้เจือจางเป็นวิธีหลัก

19 physical-realization  architecture  physical-qubit  superconducting-quantum-computing  dilution-refrigerator 

นี่เป็นคำถามติดตามผลของ@ heather สำหรับคำตอบของคำถาม: ทำไมคอมพิวเตอร์ควอนตัมต้องถูกเก็บไว้ใกล้ศูนย์สัมบูรณ์ สิ่งที่ฉันรู้: ยิ่งยวดคอมพิวเตอร์ควอนตัม : มันคือการนำคอมพิวเตอร์ควอนตัมในวงจรอิเล็กทรอนิกส์ยิ่งยวด การคำนวณเชิงแสงควอนตัม : มันใช้โฟตอนเป็นผู้ให้บริการข้อมูลและองค์ประกอบเชิงเส้นแสงในการประมวลผลข้อมูลควอนตัมและใช้เครื่องตรวจจับโฟตอนและหน่วยความจำควอนตัมในการตรวจสอบและจัดเก็บข้อมูลควอนตัม ถัดไปนี่คือสิ่งที่ Wikipedia กล่าวต่อไปเกี่ยวกับการคำนวณควอนตัมยิ่งยวด : แบบจำลองการคำนวณแบบคลาสสิกขึ้นอยู่กับการใช้งานทางกายภาพที่สอดคล้องกับกฎหมายของกลศาสตร์คลาสสิก เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่าคำอธิบายแบบคลาสสิกนั้นมีความถูกต้องเฉพาะในบางกรณีในขณะที่คำอธิบายทั่วไปของธรรมชาติจะได้รับจากกลศาสตร์ควอนตัม การคำนวณควอนตัมศึกษาการประยุกต์ใช้ปรากฏการณ์ควอนตัมซึ่งเกินขอบเขตของการประมาณแบบคลาสสิกสำหรับการประมวลผลข้อมูลและการสื่อสาร มีรูปแบบต่าง ๆ ของการคำนวณควอนตัมอย่างไรก็ตามแบบที่ได้รับความนิยมมากที่สุดรวมแนวคิดของ qubits และประตูควอนตัม qubit เป็นลักษณะทั่วไปของบิต - ระบบที่มีสองสถานะที่เป็นไปได้ที่สามารถอยู่ในการซ้อนทับควอนตัมของทั้งสอง ประตูควอนตัมเป็นลักษณะทั่วไปของประตูตรรกะ: มันอธิบายการเปลี่ยนแปลงที่หนึ่งหรือมากกว่า qubits จะได้สัมผัสหลังจากที่ประตูถูกนำไปใช้กับพวกเขาให้สถานะเริ่มต้นของพวกเขา การดำเนินการทางกายภาพของ qubits และประตูเป็นเรื่องยากด้วยเหตุผลเดียวกับที่ปรากฏการณ์ควอนตัมเป็นเรื่องยากที่จะสังเกตเห็นในชีวิตประจำวันวิธีหนึ่งคือการใช้คอมพิวเตอร์ควอนตัมในตัวนำยิ่งยวดซึ่งควอนตัมเอฟเฟ็กต์กลายเป็น macroscopic แม้ว่าในราคาที่อุณหภูมิการทำงานต่ำมาก มันทำให้รู้สึกบางอย่าง! อย่างไรก็ตามฉันกำลังมองหาว่าทำไมคอมพิวเตอร์ควอนตัมเชิงแสงจึงไม่ต้องการ "อุณหภูมิต่ำมาก" ซึ่งแตกต่างจากคอมพิวเตอร์ควอนตัมยิ่งยวด พวกเขาไม่ประสบปัญหาเดียวกันนั่นคือปรากฏการณ์ควอนตัมในคอมพิวเตอร์ควอนตัมออปติคัลไม่ใช่เรื่องยากที่จะสังเกตเช่นเดียวกับคอมพิวเตอร์ควอนตัมยิ่งยวด? ผลกระทบเชิงควอนตัมที่มีขนาดมหึมาแล้วที่อุณหภูมิห้องในคอมพิวเตอร์ดังกล่าวหรือไม่? ทำไมเป็นเช่นนั้น ฉันกำลังอ่านคำอธิบายของการคำนวณเชิงเส้นควอนตัมเชิงแสงบนวิกิพีเดียแต่ไม่พบการอ้างอิงถึง "อุณหภูมิ" เช่นนี้

19 physical-realization  optical-quantum-computing  architecture  superconducting-quantum-computing 

ฉันทำงานกับคอมพิวเตอร์ควอนตัมยิ่งยวดเป็นส่วนใหญ่ฉันไม่คุ้นเคยกับรายละเอียดการทดลองของคอมพิวเตอร์ควอนตัมโฟโตนิกที่ใช้โฟตอนเพื่อสร้างสถานะคลัสเตอร์แบบแปรผันต่อเนื่องเช่นรัฐแคนาดาเริ่มต้น ซานาเป็นอาคาร การทำงานแบบเกทมีการใช้งานอย่างไรในคอมพิวเตอร์ควอนตัมประเภทนี้? และควอนตัมเกตแบบสากลคืออะไรในกรณีนี้?

16 architecture  quantum-gate  universal-gates  continuous-variable 

ในปีที่ผ่านมามีการกระตุ้นการสาธิตอุปกรณ์ที่สามารถทำการพิสูจน์หลักการการคำนวณควอนตัมขนาดเล็กที่ไม่ผิดพลาด (หรือเทคโนโลยีควอนตัม Noisy Intermediate-Scale Quantum วิธีที่พวกเขาถูกอ้างถึง ) ด้วยสิ่งนี้ฉันส่วนใหญ่อ้างถึงอุปกรณ์ตัวนำยิ่งยวดและอุปกรณ์ดักจับไอออนที่แสดงโดยกลุ่มต่างๆเช่น Google, Microsoft, Rigetti Computing, กลุ่มของ Blatt (และอาจเป็นอย่างอื่นที่ฉันลืมไปแล้ว) อุปกรณ์เหล่านี้รวมถึงอุปกรณ์ที่จะติดตามพวกเขามักจะแตกต่างกันอย่างรุนแรงจากกัน (ในแง่ของสถาปัตยกรรมประตูที่ง่ายกว่า / ยากกว่าในการนำไปใช้จำนวน qubit การเชื่อมต่อระหว่าง qubits การเชื่อมโยงและเวลาของประตู และความสามารถในการอ่านข้อมูลความเที่ยงตรงของประตูเพื่อระบุปัจจัยที่ชัดเจนที่สุด) ในทางตรงกันข้ามมันเป็นเรื่องธรรมดามากในการแถลงข่าวและข่าวที่ไม่ใช่ด้านเทคนิคที่จะพูดว่า "อุปกรณ์ X ใหม่มี Y qubits มากกว่าที่เคยเป็นมาก่อนดังนั้นมันจึงมีพลังมากกว่า" จำนวนของ qubits นั้นเป็นปัจจัยสำคัญในการประเมินอุปกรณ์เหล่านี้หรือไม่? หรือเราควรใช้การวัดที่แตกต่างกันแทน โดยทั่วไปแล้วจะมีการวัดแบบ "ง่าย" ที่สามารถใช้ในเชิงคุณภาพ แต่มีความหมายเปรียบเทียบอุปกรณ์ต่าง ๆ หรือไม่

15 architecture  technical-standards  nisq 

Transmonและ Xmon qubits เป็นตัวนำไฟฟ้าประจุยิ่งยวดสองชนิดที่ดูเหมือนว่าจะใช้ในอุปกรณ์ควอนตัมยิ่งยวด อย่างไรก็ตามฉันไม่สามารถค้นหาการเปรียบเทียบโดยตรงระหว่างพวกเขาได้อย่างง่ายดาย ดูเหมือนว่าสถาปัตยกรรม Xmon ( 1304.2322 ) จะได้รับการแนะนำโดยกลุ่ม Martinis เพื่อเป็นทางเลือกหนึ่งของ transmon qubit ดังนั้นฉันจึงคาดว่าสถาปัตยกรรมเดิมจะดีกว่าในบางประเด็น ในทางกลับกันก็ดูเหมือนว่า ( cond-mat / 0703002และ0712.3581ดูเหมือนจะเป็นข้อมูลอ้างอิงที่เกี่ยวข้อง) ซึ่งอุปกรณ์จาก IBM ใช้ transb qubits อะไรคือความแตกต่างที่สำคัญระหว่างสองสิ่งนี้จากมุมมองของภาคปฏิบัติ (กล่าวอีกนัยหนึ่งเมื่อใดและทำไมถึงเลือกอันใดอันหนึ่งมากกว่าอีกข้อ)

15 physical-qubit  architecture  superconducting-quantum-computing 

ตอนนี้เรารู้แล้วว่าเครื่องมือชีวภาพ / โมเลกุลที่อนุญาตให้สิ่งมีชีวิตจัดการกับการคำนวณควอนตัมเช่นโปรตีนแฟนซีที่ให้นกจัดการกับการเชื่อมโยงกันของควอนตัม (เช่นเข็มควอนตัมของเข็มทิศแม่เหล็กนกหรือLocal-Cone Localization บทบาทของ Magnetoreception สำหรับ European Robin Cryptochrome 4 ) ฉันสงสัยว่า: เครื่องมือเหล่านี้แก้ปัญหาที่คุณ (นักวิจัยด้านการคำนวณควอนตัม) แล้วหรือยัง? มีปัญหาเฉพาะของเครื่องมือเหล่านี้ 'ต้อง' แก้ปัญหาอย่างใดที่คุณกำลังดิ้นรนที่ห้องปฏิบัติการของคุณ? เราสามารถใช้พวกมันได้ (แม้ว่านี่จะหมายถึงการเปลี่ยนกระบวนทัศน์ไปสู่เทคโนโลยีชีวภาพ)?

14 architecture  solid-state  biocomputing 

คำอธิบายออนไลน์ของคอมพิวเตอร์ควอนตัมมักจะพูดถึงวิธีการที่พวกเขาจะต้องเก็บไว้ใกล้ศูนย์สัมบูรณ์ )(0 K or −273.15 ∘C)(0 K or −273.15 ∘C)\left(0~\mathrm{K}~\text{or}~-273.15~{\left. {}^{\circ}\mathrm{C} \right.}\right) คำถาม: ทำไมคอมพิวเตอร์ควอนตัมต้องทำงานภายใต้สภาวะที่มีอุณหภูมิสูงเช่นนี้ ความต้องการอุณหภูมิต่ำมากเหมือนกันสำหรับคอมพิวเตอร์ควอนตัมทุกเครื่องหรือแตกต่างกันไปตามสถาปัตยกรรมหรือไม่? จะเกิดอะไรขึ้นถ้าพวกเขาร้อนเกินไป? แหล่งที่มา: Youtube , D-Wave

14 physical-realization  architecture  experiment 

ความเข้าใจของฉันคือสนามแม่เหล็กที่ต้องใช้ในการจับไอออนที่อยู่ในคอมพิวเตอร์ควอนตัมดักจับไอออนมีความซับซ้อนมากและด้วยเหตุนี้ในปัจจุบันมีคอมพิวเตอร์เพียง 1-D เท่านั้นที่เป็นไปได้จึงลดความสะดวกในการสื่อสารระหว่าง qubits ดูเหมือนจะมีข้อเสนอสำหรับระบบ 2 มิติโดยใช้กับดัก Paul ในบทความนี้แต่ดูเหมือนว่าฉันจะไม่พบว่าสิ่งนี้ได้รับการทดสอบจริงหรือไม่ ความสามารถในการปรับขยายของคอมพิวเตอร์ควอนตัมกับดักควอนตัมนั้นขึ้นอยู่กับสิ่งนี้เพียงลำพัง (ไม่ว่าไอออนจะถูกจัดเรียงในรูปแบบอื่นนอกเหนือจากเส้นตรง) หรือไม่ก็ตาม หากก่อนหน้านี้มีความคืบหน้าอะไรบ้าง? หากหลังสิ่งที่เป็นปัจจัยอื่น ๆ ?

13 physical-realization  architecture  experiment  ion-trap-quantum-computing  scalability 

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 

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

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

ฉันสนใจในสถานะของความเร็วประตูรั้วและเวลา decoherence สำหรับประเภท qubit ที่ฉันรู้ว่ากำลังถูกติดตามโดย บริษัท ในปัจจุบัน: ยิ่งยวด qubits กับดักไอออน qubits โทนิค ฉันจะหาสิ่งเหล่านี้ได้ที่ไหนและมีสถานที่ที่อัพเดทสิ่งเหล่านี้เป็นประจำหรือไม่? มีการเผยแพร่ตารางต่าง ๆ ที่แสดงให้เห็นถึงช่วงเวลาเหล่านี้สำหรับ qubits ประเภทต่างๆในช่วงหลายปีที่ผ่านมา (รวมถึงแผนงาน QC แห่งชาติ Los Alamos ที่มีชื่อเสียงของ Lab) ฉันต้องการตัวเลขเหล่านี้เพื่อตอบคำถามนี้เพราะฉันต้องการเปรียบเทียบเวลา decops 1ps ใน FMO กับเวลา decoherence ที่ทันสมัยและเวลาของผู้สมัครที่เป็นที่นิยมสำหรับ QCs ดังนั้นฉันจึงไปหาค่าที่สมเหตุสมผลสำหรับสิ่งนี้ ช่วงเวลา แต่ฉันไม่รู้จะดูอีกต่อไป เวลาตอบสนองที่ยาวที่สุดเท่าที่เคยวัดได้ถูกให้ไว้ในคำตอบนี้ แต่ไม่ได้ระบุเวลาประตู: เวลานานที่สุดที่ qubit รอดชีวิตมาได้ด้วยความเที่ยงตรง 0.9999? James Wootton พูดคุยเกี่ยวกับข้อดีและข้อเสียของสามประเภท qubit ข้างต้น แต่ไม่ใช่ประตู / …

12 quantum-gate  architecture  resource-request  experiment  decoherence 

เมื่อแสดงการคำนวณในแง่ของวงจรควอนตัมเราใช้ประตูนั่นคือ (โดยทั่วไป) วิวัฒนาการรวมกัน ในบางแง่สิ่งเหล่านี้เป็นวัตถุลึกลับที่พวกเขาดำเนินการ "มายากล" การดำเนินการที่ไม่ต่อเนื่องในรัฐ พวกมันคือกล่องดำที่มีการทำงานภายในไม่บ่อยนักในขณะที่ศึกษาอัลกอริทึมควอนตัม อย่างไรก็ตามนั่นไม่ใช่วิธีการทำงานของกลศาสตร์ควอนตัม: สถานะวิวัฒนาการในแบบต่อเนื่องตามสมการชโรดิงเงอร์ กล่าวอีกนัยหนึ่งเมื่อพูดถึงประตูควอนตัมและการปฏิบัติงานคนหนึ่งละเลยความคิดสร้างสรรค์ (นั่นคือคนมิลโตเนียน) ตระหนักถึงวิวัฒนาการกล่าวซึ่งเป็นวิธีที่ประตูถูกนำไปใช้จริงในสถาปัตยกรรมทดลอง วิธีหนึ่งคือการสลายประตูในแง่ของระดับประถมศึกษา (ในสถาปัตยกรรมการทดลองที่กำหนด) นี่เป็นวิธีเดียวหรือไม่ แล้วประตู "ประถม" แบบนั้นล่ะ? พลศาสตร์กำลังนำไปใช้อย่างไรโดยทั่วไปแล้วจะพบได้อย่างไร

11 quantum-gate  architecture  physical-realization  hamiltonian-simulation  dynamics 

ซึ่งเส้นทางเทคโนโลยีดูเหมือนว่าส่วนใหญ่มีแนวโน้มที่จะผลิตหน่วยประมวลผลควอนตัมที่มีมากขึ้นปริมาณควอนตัม (เลือกข้อผิดพลาดน้อยต่อคิวบิตมากกว่า qubits เพิ่มเติม) กว่าเฟอร์มิออน Majorana ? รูปแบบที่ต้องการสำหรับคำตอบจะคล้ายกับ: "วิธีการของกลุ่ม ABC ABC แสดงให้เห็นถึง QV ที่ดีกว่าการใช้ MF ซึ่งพิสูจน์ได้อย่างอิสระในกระดาษ G ในหน้า x, กระดาษ H บนหน้า y และกระดาษ I ในหน้า z" ในMajorana fermions Landry Bretheau พูดว่า : อนุภาคเหล่านี้อาจเป็นอิฐพื้นฐานของคอมพิวเตอร์ควอนตัมทอพอโลยีที่มีการป้องกันที่แข็งแกร่งมากต่อข้อผิดพลาด งานของเราเป็นก้าวแรกในทิศทางนี้ ตัวอย่างคำตอบที่ไม่เพียงพอ (แต่น่าสนใจ): ในกระดาษของพวกเขา " ที่แข็งแกร่งควอนตัมรูปแบบมาตรวิทยาอยู่บนพื้นฐานของการปกป้องข้อมูลควอนตัมฟิชเชอร์ " เสี่ยวหมิง Lu, Sixia Yu และ CH โอ้สร้างครอบครัวของ qubits แผนการมาตรวิทยาเป็นภูมิคุ้มกันให้ทีข้อผิดพลาด …

11 error-correction  architecture  fault-tolerance