คำถามติดแท็ก circuit-construction

สิ่งนี้สามารถเห็นได้ว่าเป็นส่วนเสริมของซอฟต์แวร์คอมพิวเตอร์ควอนตัมทำคณิตศาสตร์พื้นฐานในระดับฮาร์ดแวร์อย่างไร คำถามที่ถูกถามโดยสมาชิกคนหนึ่งของผู้ชมที่เครือข่ายที่ 4 ของเครือข่ายสเปนข้อมูลควอนตัมและควอนตัมเทคโนโลยี บริบทที่บุคคลมอบให้คือ: " ฉันเป็นนักวิทยาศาสตร์ด้านวัสดุคุณกำลังนำเสนอแนวคิดเชิงทฤษฎีขั้นสูง แต่ฉันมีปัญหาในการนึกภาพการใช้งานจริงของคอมพิวเตอร์ควอนตัมสำหรับงานง่าย ๆ ถ้าฉันใช้ไดโอดทรานซิสเตอร์ ฯลฯ เข้าใจการดำเนินการแบบคลาสสิกของตัวเองอย่างง่ายดายฉันต้องวิ่งเพื่อเพิ่ม 1 + 1 คุณจะทำอย่างนั้นในคอมพิวเตอร์ควอนตัมโดยละเอียดได้อย่างไร "

29 quantum-gate  circuit-construction  physical-realization 

อัลกอริธึมการค้นหาของโกรเวอร์ให้ความเร็วในการหากำลังสองที่พิสูจน์ได้สำหรับการค้นหาฐานข้อมูลที่ไม่เรียงลำดับ อัลกอริทึมจะแสดงโดยวงจรควอนตัมต่อไปนี้: ในการแสดงมากที่สุดเป็นส่วนสำคัญของโปรโตคอลเป็น "ประตู oracle"ซึ่ง "อย่างน่าอัศจรรย์" ประสิทธิภาพการดำเนินงาน|อย่างไรก็ตามบ่อยครั้งที่มีคนพูดว่าความยากลำบากที่จะรู้ว่าประตูดังกล่าวเป็นอย่างไร ที่จริงแล้วอาจดูเหมือนว่าการใช้ "oracle" นี้เป็นเพียงวิธีการกวาดล้างความยากลำบากใต้พรมUωUωU_\omega|x⟩↦(−1)f(x)|x⟩|x⟩↦(−1)f(x)|x⟩|x\rangle\mapsto(-1)^{f(x)}|x\rangle เราจะรู้ได้อย่างไรว่าการดำเนินการดั้งเดิมนั้นเกิดขึ้นจริงหรือไม่? และถ้าเป็นเช่นนั้นความซับซ้อนของมัน (เช่นในแง่ของความซับซ้อนของการสลายตัวของประตู) คืออะไร?

27 complexity-theory  circuit-construction  algorithm 

อัลกอริทึมควอนตัมที่ย้อนกลับได้ส่วนใหญ่ใช้ประตูมาตรฐานเช่นประตู Toffoli (CCNOT) หรือประตู Fredkin (CSWAP) เนื่องจากการดำเนินการบางอย่างต้องการค่าคงที่เมื่ออินพุตและจำนวนอินพุตและเอาต์พุตเท่ากันขยะ qubits (หรือjunk qubits ) จะปรากฏขึ้นในระหว่างการคำนวณ|0⟩|0⟩\left|0\right> ดังนั้นวงจรหลักเช่นกลายเป็นจริง| x ⟩ | 0 ⟩ ↦ | f ( x ) ⟩ | g ⟩ , ที่ไหน| g ⟩หมายถึง qubit ขยะ (s)|x⟩↦|f(x)⟩|x⟩↦|f(x)⟩\left|x\right>\mapsto\left|f(x)\right>|x⟩|0⟩↦|f(x)⟩|g⟩|x⟩|0⟩↦|f(x)⟩|g⟩\left|x\right>\left|0\right>\mapsto\left|f(x)\right>\left|g\right>|g⟩|g⟩\left|g\right> วงจรที่รักษาค่าดั้งเดิมสิ้นสุดลงด้วย|x⟩|0⟩|0⟩↦|x⟩|f(x)⟩|g⟩|x⟩|0⟩|0⟩↦|x⟩|f(x)⟩|g⟩\left|x\right>\left|0\right>\left|0\right>\mapsto\left|x\right>\left|f(x)\right>\left|g\right> ฉันเข้าใจว่า qubits ขยะเป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้หากเราต้องการให้วงจรกลับด้าน แต่ก็มีหลายแหล่งอ้างว่าเป็นสิ่งสำคัญที่จะกำจัดพวกเขา ทำไมถึงเป็นเช่นนั้น?11{}^1 เนื่องจากคำขอแหล่งที่มาให้ดูตัวอย่างเอกสาร arXiv นี้pg 8 ซึ่งระบุว่า11{}^1 อย่างไรก็ตามการดำเนินการอย่างง่ายแต่ละอย่างมีจำนวน qubits เสริมเพิ่มเติมซึ่งทำหน้าที่จัดเก็บผลลัพธ์ขั้นกลาง แต่ไม่เกี่ยวข้องในตอนท้าย …

18 quantum-gate  circuit-construction 

เมื่อพิจารณาจาก qubit-system และการวัดที่เป็นไปได้ผลลัพธ์เป็นพื้นฐาน , , ,ฉันจะเตรียมรัฐได้อย่างไร:4 { |222444| 01 ⟩ | 10 ⟩ | 11 ⟩ }{|00⟩{|00⟩\{|00\rangle|01⟩|01⟩|01\rangle|10⟩|10⟩|10\rangle|11⟩}|11⟩}|11\rangle\} มีเพียงในผลการวัดที่เป็นไปได้ (พูด, , , )?4 | 00 ⟩ | 01 ⟩ | 10 ⟩333444|00⟩|00⟩|00\rangle|01⟩|01⟩|01\rangle|10⟩|10⟩|10\rangle การวัดเหล่านี้มีแนวโน้มเท่ากันหรือไม่ (เช่นสถานะกระดิ่ง แต่สำหรับผลลัพธ์)333

18 quantum-state  measurement  circuit-construction  superposition 

พิจารณาโมเดลวงจรรวมของการคำนวณควอนตัม ถ้าเราต้องการที่จะสร้างสิ่งกีดขวางระหว่าง qubits การป้อนข้อมูลที่มีวงจรจะต้องมีประตูหลายคิวบิตเช่น CNOT เป็นสิ่งกีดขวางไม่สามารถเพิ่มขึ้นภายใต้การดำเนินงานในท้องถิ่นและการสื่อสารคลาสสิก ดังนั้นเราสามารถพูดได้ว่าการคำนวณควอนตัมที่มีประตูหลายควอบิตนั้นแตกต่างจากการคำนวณควอนตัมที่มีเพียงประตูท้องถิ่น แต่การวัดล่ะ การรวมการวัดหลาย qubits พร้อมกันสร้างความแตกต่างในการคำนวณควอนตัมหรือเราอาจเลียนแบบสิ่งนี้ด้วยการวัดในท้องถิ่นที่มีค่าใช้จ่ายบ้างไหม? แก้ไข: โดย "เลียนแบบด้วยการวัดในท้องถิ่น" ฉันหมายถึงมีผลเช่นเดียวกันกับการวัดในท้องถิ่น + ประตูรวมใด ๆ โปรดสังเกตุว่าฉันไม่เพียงแค่ถามว่าการวัดหนึ่งควิบิตเปลี่ยนแปลงอื่น ๆ ซึ่งได้รับการถามและตอบแล้วหรือว่าการวัดนั้นเป็นไปได้ ฉันสนใจที่จะทราบว่าการรวมการวัดดังกล่าวสามารถนำสิ่งใหม่มาสู่ตารางได้หรือไม่

14 quantum-gate  circuit-construction  measurement 

สมมติว่าเรามีวงจรย่อยสลายของรวมกันโดยใช้ชุดเกต Universal gate (ตัวอย่างเช่น CNOT-gates และยูนิต qubit เดี่ยว) มีทางตรงที่จะเขียนลงวงจรของการควบคุมที่สอดคล้องกันการรวมกันC Uโดยใช้ชุดเดียวกันประตูสากล?ยูUUคยูCUC_U ตัวอย่างเช่นใช้เป็นวงจร:ยู= i Y= HXHXU=iY=HXHXU=i Y = H X H X เราสามารถแทนที่ประตูด้วยC X (CNOT) ประตูเพื่อรับC U :XXXคXCXC_XคยูCUC_U สิ่งนี้ได้ผลเพราะถ้า qubit ควบคุมอยู่ในสถานะการกระทำของเป้าหมายคือH 2 = Iในขณะที่สำหรับ| 1 ⟩มันใช้วงจรสำหรับU สำหรับU ที่แตกต่างกันโดยเฉพาะอย่างยิ่งถ้ามันทำงานกับหลาย qubits การเกิดวงจรเช่นนี้อาจจะยุ่งยาก มีสูตรที่จะได้รับวงจรของซียูระบุว่าคุณรู้วิธีการสร้างU ?| 0⟩|0⟩|0\rangleH2=IH2=IH^2=\mathbb{I}|1⟩|1⟩|1\rangleUUUUUUCUCUC_UUUU

13 quantum-gate  circuit-construction  universal-gates  gate-synthesis 

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 

มีอัลกอริธึมควอนตัมมาตรฐานที่เป็นธรรมจำนวนมากที่ทุกคนสามารถเข้าใจได้ภายในกรอบที่คล้ายกันมากจากปัญหาของอัลกอรึทึมของไซม่อนไซมอนการค้นหาของโกรเวอร์อัลกอริทึมของชอร์และอื่น ๆ ขั้นตอนวิธีการหนึ่งที่ดูเหมือนว่าจะแตกต่างอย่างสิ้นเชิงเป็นอัลกอริทึมสำหรับการประเมินโจนส์พหุนาม ยิ่งไปกว่านั้นดูเหมือนว่านี่เป็นอัลกอริทึมที่สำคัญในการทำความเข้าใจในแง่ที่ว่ามันเป็นปัญหาที่สมบูรณ์แบบ BQP : มันแสดงให้เห็นถึงพลังที่เต็มไปด้วยคอมพิวเตอร์ควอนตัม นอกจากนี้สำหรับตัวแปรของปัญหาก็DQC-1 ที่สมบูรณ์คือมันแสดงถึงอำนาจเต็มของหนึ่ง qubit อัลกอริทึมโจนส์พหุนามกระดาษนำเสนอขั้นตอนวิธีการในทางที่แตกต่างกันมากกับอัลกอริทึมควอนตัมอื่น ๆ มีวิธีที่คล้ายกัน / คุ้นเคยมากกว่าที่ฉันสามารถเข้าใจอัลกอริทึม (โดยเฉพาะรวมในตัวแปร DQC-1 หรือเพียงแค่วงจรทั้งหมดในตัวแปร BQP-Complete)?ยูUU

12 algorithm  circuit-construction  bqp 

คอมพิวเตอร์ควอนตัมสามารถจำลองระบบควอนตัมอื่นได้อย่างมีประสิทธิภาพ ดังนั้นจะต้องมีการจัดเรียงของการตั้งค่ายางลบยางลบควอนตัม ผมอยากจะเห็นเช่นเทียบเท่าวาดเป็นวงจรควอนตัมอยู่ในตัวแปรของการเลือกที่ล่าช้าควอนตัมยางลบ หนึ่ง (ควอนตัม) ก่อให้เกิดการทดลองของยางลบควอนตัมคือ: คุณสร้างการทดสอบร่องรบกวนคู่ที่คุณได้รับซึ่งทางข้อมูลโดยการ "เสแสร้ง" โฟตอนในด้านหน้าของแต่ละช่องโดยใช้พารามิเตอร์ที่เกิดขึ้นเองลงแปลง (ฟิสิกส์ที่ไม่สำคัญ สำหรับข้อโต้แย้งของฉันจุดที่เรามีโฟตอนใหม่ที่เราสามารถวัดได้เพื่อรับข้อมูลที่ทาง) รูปแบบการแทรกสอดจะหายไปโดยธรรมชาติเว้นแต่เราจะสร้างยางลบควอนตัม: ถ้าโฟตอน "สองเท่า" ที่มีข้อมูลซึ่งทางนั้นซ้อนทับผ่านเครื่องส่งสัญญาณ 50-50 คานในลักษณะที่ไม่สามารถวัดข้อมูลทางใดได้อีก รูปแบบการรบกวนปรากฏขึ้นอีกครั้ง อยากรู้อยากเห็น ฉันดูเหมือนจะไม่สามารถค้นหาความเท่าเทียมที่น่าเชื่อถือสำหรับรูปแบบการรบกวนและสำหรับยางลบควอนตัมในประตูควิบิต แต่ฉันก็ชอบที่จะทำการทดลอง (และที่จริงแล้วเป็นเรื่องจริง) ในคอมพิวเตอร์ควอนตัมด้วย ฉันต้องใช้โปรแกรมใด (วงจรควอนตัม) บนคอมพิวเตอร์ควอนตัมเพื่อทำเช่นนั้น?

12 algorithm  quantum-gate  circuit-construction 

ฉันต้องการจำลองวงจรโคลงขนาดใหญ่ (H / S / CNOT / MEASURE / feedforward) โดยที่มี T เกตจำนวนน้อยผสมกันฉันจะทำสิ่งนี้ในวิธีที่ปรับสเกลได้เฉพาะในจำนวน T เกตส์? มีการใช้งานที่มีอยู่?

10 circuit-construction  simulation 

วงจร สามารถแปลเป็นรหัสต่อไปนี้: operation Teleport(msg, there) { let register = AllocateRegister(); let here = register; H(here); CNOT(here, there); CNOT(msg, here); H(msg); // Measure out the entanglement. if (M(msg) == One) { Z(there); } if (M(here) == One) { X(there); } } } คำสั่ง if เกิดขึ้นได้อย่างไร? เหตุใดจึงใช้เส้นสองเส้นหลังการวัด

10 circuit-construction  notation 

ตอนนี้ฉันกำลังศึกษาด้วยตนเองโดยใช้หนังสือเป็นหลัก: Quantum Computing a Gentle Introduction โดย Eleanor Rieffel และ Wolfgang Polak การผ่านบทก่อนหน้าและแบบฝึกหัดไปได้ค่อนข้างดี (โชคดีที่บทก่อนหน้ามีตัวอย่างมากมาย) แต่ฉันติดอยู่ในบทที่ 5 ในวงจรควอนตัม แม้ว่าฉันจะเข้าใจแนวคิดที่ผู้เขียนนำเสนอบางทีอาจเป็นเพราะขาดตัวอย่าง แต่ฉันมีปัญหาในการใช้แนวคิดดังกล่าวกับแบบฝึกหัด แบบฝึกหัดที่ฉันมีปัญหา (และที่ฉันไม่สามารถหาคำตอบหรือคำอธิบายอย่างละเอียด / เกริ่นนำสำหรับ) มีดังต่อไปนี้: \\ คำถาม: ออกแบบวงจรสำหรับการสร้าง: |Wn⟩ =1n√( | 0 … 001 ⟩ + | 0 … 010 ⟩ + | 0 … 100 ⟩ ) + ⋯ + …

9 quantum-gate  circuit-construction 

คำถาม: จากการรวมกันของเมทริกซ์ที่กระทำกับ qubits เราจะสามารถหาลำดับที่สั้นที่สุดของ Clifford + T ประตูที่สอดคล้องกับการรวมกันนั้นได้หรือไม่nnn สำหรับพื้นหลังของคำถามการอ้างอิงที่สำคัญสองข้อ: การสังเคราะห์ที่แม่นยำและรวดเร็วของยูนิต qubit เดี่ยวที่สร้างโดย Clifford และ T ประตู โดย Kliuchnikov, Maslov และ Mosca การสังเคราะห์ที่แน่นอนของวงจร multiqubit Clifford + Tโดย Giles และ Selinger

9 circuit-construction  universal-gates  gate-synthesis 

ตามที่ฉันเข้าใจแล้วระบบ D-Wave ทำให้เราสามารถเขียนโปรแกรมแบบจำลอง Ising และค้นหาสถานะพื้นดิน ในรูปแบบนี้มันไม่ได้เป็นสากลสำหรับการคำนวณควอนตัม: มันไม่สามารถจำลองคอมพิวเตอร์ควอนตัมแบบจำลองวงจร อะไรคือสิ่งที่ง่ายที่สุดที่สามารถทำให้เป็นสากลได้? อะไรคือสาเหตุที่ทำให้สิ่งเหล่านี้ไม่ได้ถูกนำไปใช้?

9 d-wave  circuit-construction  universal-gates