量子コンピューティング

Groverのアルゴリズムは、とりわけ、アイテム順不同リスト内のアイテムyy\mathbf{y}を検索するために使用されますの長さ。このトピックに関して多くの質問がここにありますが、私はまだポイントを逃しています。[x0,x1,...,xn−1][x0,x1,...,xn−1][\mathbf{x}_0, \mathbf{x}_1, ..., \mathbf{x}_{n-1}]nnn リスト内の検索、古典的な方法 通常、この方法で検索関数を設計します したがって、リストと必要な項目を入力として与え、位置を受け取りますリスト内のアイテムの出力として。に関する情報はオラクルゲートOを介してアルゴリズムに埋め込まれているため、関数は \ mathrm {search} _ \ mathbf {y}（[\ mathbf {x} _1、\ mathbf {X} _2、...、\ mathbf {X} _n）= I \で\ mathbb {N} \クワッド\テキスト{よう} \ mathbf {X} _i = \ mathbf {Y} レッツメイクA実際の例。スペードのエース1 \ spadesuitを検索することを検討してくださいsearch([x0,x1,...,xn−1],y)=i∈Nsuch that xi=ysearch([x0,x1,...,xn−1],y)=i∈Nsuch that xi=y \mathrm{search}([\mathbf{x}_0, \mathbf{x}_1, ..., \mathbf{x}_{n-1}], \mathbf{y}) = i …

15 grovers-algorithm 

私はマイクとアイク（ニールセンとチュアン）を使って自習をしています。第10章でスタビライザーコードについて読んでいます。代数的コーディング理論の専門家ではありません。私の抽象的な代数は、本質的には付録にあるものより少しだけです。 2つの線形古典コードを使用して量子コードを構成するCalderbank-Shor-Steaneの構成を完全に理解していると思います。Steaneコードを使用して構成されているC1C1C_1 [7,4,3]ハミングコードとして（qbitが反転するためのコード）、及びC⊥2C2⊥C_2^{\perp}同じ符号として（位相のコードは反転します）。パリティ検査行列[7,4,3]コードは次のとおりです： ⎡⎣⎢001010011100101110111⎤⎦⎥[000111101100111010101]\begin{bmatrix} 0&0&0&1&1&1&1 \\ 0&1&1&0&0&1&1 \\ 1&0&1&0&1&0&1 \end{bmatrix}。 Steaneコードのスタビライザージェネレーターは次のように記述できます。 Nameg1g2g3g4g5g6OperatorIIIXXXXIXXIIXXXIXIXIXIIIZZZZIZZIIZZZIZIZIZNameOperatorg1IIIXXXXg2IXXIIXXg3XIXIXIXg4IIIZZZZg5IZZIIZZg6ZIZIZIZ\begin{array} {|r|r|} \hline Name & Operator \\ \hline g_1 & IIIXXXX \\ \hline g_2 & IXXIIXX \\ \hline g_3 & XIXIXIX \\ \hline g_4 & IIIZZZZ \\ \hline g_5 & IZZIIZZ \\ \hline g_6 & ZIZIZIZ \\ \hline \end{array}ところ私の正気のためにIIIXXXX=I⊗I⊗I⊗X⊗X⊗X⊗XIIIXXXX=I⊗I⊗I⊗X⊗X⊗X⊗XIIIXXXX …

15 error-correction  stabilizer-code  nielsen-and-chuang 

量子アニーリングは、量子トンネリングのおかげで、特定の状況で従来の最適化アルゴリズムよりも効率的に特定の機能を最大化/最小化できる最適化プロトコルです。 量子アニーリングの重要なポイントはアルゴリズムの断熱性です。これは、状態が時間依存ハミルトニアンの基底状態にとどまるために必要です。ただし、解決策を見つけるには非常に長い時間がかかる可能性があるため、これも問題です。 これらの時間は、与えられたハミルトニアンのためにどれくらい長くなければなりませんか？より正確には、基底状態を見つけたいハミルトニアン問題を考えると、量子アニーラーが解に到達するのにどれくらい時間がかかるかという結果がありますか？HH\mathcal H

15 speedup  annealing 

過去数年間、原理実証、小規模、非フォールトトレラントな量子計算（またはノイズのある中間規模の量子テクノロジー、それらがどのように参照されたか）を実行できるデバイスのデモが盛んに行われました。 これについては、Google、Microsoft、Rigetti Computing、Blattのグループなどのグループ（およびおそらく今忘れている他のグループ）が示す超伝導およびイオントラップデバイスを主に参照しています。 これらのデバイスとそれに続くデバイスは、しばしば根本的に異なります（アーキテクチャ、実装が容易/困難なゲート、キュービット数、キュービット間の接続性、コヒーレンスとゲート時間、生成に関して）読み取り機能、ゲート忠実度、最も明白な要因を挙げます）。 一方、プレスリリースや非技術的なニュースでは、「新しいXデバイスには以前よりも多くのキュービットがあるため、非常に強力です」と言うのが一般的です。 量子ビットの数は、これらのデバイスを評価する上で本当に重要な要素ですか？または、代わりに異なるメトリックを使用する必要がありますか？より一般的には、さまざまなデバイスを定性的かつ有意義に比較するために使用できる「単純な」メトリックはありますか？

15 architecture  technical-standards  nisq 

量子ゲートは、キュービット（状態）に適用される変換を表す行列で表されます。 量子ビットで動作する量子ゲートがあるとします。222 量子ゲートは、量子ビットの状態の測定結果にどのように影響しますか（必ずしも変更する必要はありません）（測定結果は可能性のある各状態の確率に大きく影響されるため）？より具体的には、量子ゲートによって各状態の確率がどのように変化するかを事前に知ることは可能ですか？

15 quantum-gate  quantum-state 

量子誤差補正は、量子計算の基本的な側面であり、これなしでは、大規模な量子計算は実際には実行不可能です。 よく言及されるフォールトトレラント量子コンピューティングの1つの側面は、各エラー訂正プロトコルがエラー率のしきい値に関連付けられていることです。基本的に、特定の計算を特定のプロトコルを介してエラーから保護するには、ゲートのエラー率が特定のしきい値を下回っている必要があります。 言い換えると、単一ゲートのエラー率が十分に低くない場合、エラー訂正プロトコルを適用して計算の信頼性を高めることはできません。 どうしてこれなの？そもそもそれほど低くないエラー率を減らすことができないのはなぜですか？

15 error-correction  fault-tolerance 

私はQ＃プログラミングで実行する量子回路の例を探していましたが、この回路につまずきました。 From：量子回路図の例-Michal Charemza 量子計算の入門コースで、状態の複製はQMの法則によって禁止されていることを教えられましたが、この場合、最初の制御キュービットは3番目のターゲットキュービットにコピーされます。 私はすぐにQuirkの回路（このようなもの）をシミュレートしようとしました。これは、最初のキュービットの出力の状態の複製を確認するものです。Toffoliゲートの前にキュービットを測定すると、実際には実際のクローン作成ではなく、最初の制御キュービットの変更と、最初と3番目のキュービットの等しい出力が示されます。 単純な計算を行うことにより、3番目のキュービットが初期状態0にある場合にのみ「クローニング」が発生し、最初のキュービットでYに「スピニング操作」（Quirkで示される）が実行されない場合にのみ表示されるまたはX。 Q＃で、前述のプログラムのみを確認するプログラムを作成してみました。 私は、この操作によって最初のキュービットがどのように変化し、クローニングに似たものがどのように可能かを理解するのに苦労しています。 前もって感謝します！

15 quantum-gate  quirk  cloning 

回答は 集計の量子物理システムをシミュレートするためのアルゴリズムを計算する任意のソースはありますか？量子アルゴリズムのリストであるQuantum Algorithm Zooに言及しています。非物理専攻の量子コンピューターのプログラミングに対するいくつかの回答には、さまざまな種類の開発キットへのリンクが含まれています。同様に、量子コンピューターで利用できるプログラミング言語は何ですか？それらをリストするためのいくつかの良い試みを集めます。 現在の質問は上記に関連していますが、上記のリソースでは回答されていません。 オープンな量子ソフトウェアプロジェクトの完全なリストは存在しますか？ 理想的な答えは次のとおりです。存在する場合は、そのリストへのリンク、存在しない場合は、オープンな量子ソフトウェアプロジェクトの（完全にフォーマットされた）可能な限りのコンパイル。 関連質問：量子ソフトウェアのスタートアップはありますか？

15 resource-request  programming 

TransmonとXMON量子ビットは、超伝導の2種類があり、電荷量子ビット、多くの場合、量子デバイスを超伝導に使用しているようです。しかし、それらの間の直接的な比較を簡単に見つけることができませんでした。Xmonアーキテクチャ（1304.2322）は、トランスモンキュービットの代替としてMartinisのグループによって導入されたようです。したがって、少なくともいくつかの点で前のアーキテクチャの方が優れていると思います。一方、IBMのデバイスはtransmonキュービットを使用しているようです（cond-mat / 0703002および0712.3581が関連参照のようです）。 実用的な観点から、この2つの主な違いは何ですか（言い換えれば、一方が他方を好むタイミングと理由）。

15 physical-qubit  architecture  superconducting-quantum-computing 

では、この答え、グローバーのアルゴリズムを説明します。この説明は、アルゴリズムがGrover Diffusion Operatorに大きく依存していることを示していますが、このオペレーターの内部動作に関する詳細は提供していません。 簡単に言うと、Grover Diffusion Operatorは、「平均についての反転」を作成して、初期のステップのわずかな違いを測定可能となるように十分に大きくします。 質問は次のとおりです。 Grover拡散演算子はどのようにこれを達成しますか？ 結果の順不同のデータベースを最適な時間で検索しますか？O(n−−√)O(n)O(\sqrt{n})

15 algorithm  grovers-algorithm 

「最初のプログラム可能な量子フォトニックチップ」を読んだ後。量子エンタングルメントを使用するコンピューター用のソフトウェアはどうなるのかと思っていました。 特定の量子プログラミング用のコードの例はありますか？擬似コードや高級言語が好きですか？具体的には、ベル状態の作成に使用できる最短のプログラムは何に初期化状態からシミュレーションとIBMのの1両方使用して量子体験など、プロセッサをibmqx4？|ψ⟩=12–√(|00⟩+|11⟩)|ψ⟩=12(|00⟩+|11⟩)\left|\psi\right> = \frac{1}{\sqrt 2} \left(\left|00\right> + \left|11\right> \right)|ψ0⟩=|00⟩|ψ0⟩=|00⟩\left|\psi_0\right> = \left|00\right> 従来のプログラミングからエンタングルメントへの概念的なジャンプをすることはそれほど簡単ではありません。 Cのlibquantumも見つけました。

15 simulation  ibm-q-experience  programming 

量子計算が可能な量子デバイスへのアクセスは依然として非常に限られているため、古典的なコンピューターで量子計算をシミュレートすることは興味深いことです。キュービットの状態をベクトルとして表すには要素が必要です。これにより、このようなシミュレーションで考慮できるキュービットの数が大幅に制限されます。2 nnnn2n2n2^n 単純なベクトル表現よりもメモリや計算能力が少ないという意味で、よりコンパクトな表現1を使用できますか？どのように機能しますか？ 実装は簡単ですが、ベクトル表現にスパース性や冗長性が見られる状態では、ベクトル表現が無駄になることは明らかです。具体的な例として、3キュービット状態考えます。それは持っている要素を、彼らは唯一の前提と3つの要素のほとんどがあることで、可能な値を0に。もちろん、量子計算をシミュレートするのに役立つためには、ゲートの表現方法とキュービットに対するゲートの動作も考慮する必要があります。これらについての何かを含めることは歓迎されますが、キュービットについても聞いていただければ幸いです。23(1/3–√,1/3–√,0,0,0,−1/3–√,0,0)T(1/3,1/3,0,0,0,−1/3,0,0)T(1/\sqrt{3}, 1/\sqrt{3},0,0,0,-1/\sqrt{3}, 0,0)^T23232^3333000 1.このような表現を利用/提示する可能性のあるソフトウェア、ライブラリ、記事ではなく、表現について尋ねていることに注意してください。表現を提示して説明する場合、既に使用されている場所について言及することは大歓迎です。

15 quantum-state  simulation 

ラティスベースの暗号化のようなポスト量子暗号化は、量子コンピューターが利用可能であっても安全であるように設計されています。現在使用されている暗号化に似ていますが、量子コンピューターでは効率的に解決できない可能性が高い問題に基づいています。 明らかに、量子鍵配布（QKD）に関する研究は継続しています。しかし、量子暗号化後の暗号化よりも量子鍵配布の利点は何ですか？ QKDのような新技術の開発は大きな副作用をもたらす可能性があり、QKDの方が長期的には費用効率が向上するか、より高速になる可能性がありますが、これが主な理由だとは思いません。

15 cryptography  key-distribution 

量子ビットを測定すると、結果がランダムに選択されるため、「波動関数の崩壊」が生じます。 キュービットが他の人と絡み合っている場合、この崩壊は他の人にも影響します。そして、それらがどのように影響するかは、量子ビットの測定方法によって異なります。 このことから、ある量子ビットに対して行うことは、別の量子ビットに対して即座に影響を与えるように見えます。これは事実ですか、それともキュービットについての知識のベイジアン更新のような明らかな効果ですか？

15 entanglement  quantum-state  bayesian-learning  non-locality  contextuality 

最近、オックスフォードのコンピューターサイエンス部門が、カテゴリー量子力学に関する大学院課程の提供を開始したことに気付きました。どうやら彼らはそれが量子基礎と量子情報の研究に関連しており、カテゴリー理論からのパラダイムを使用していると言う。 質問： 量子情報の研究にどの程度役立ちますか？ この定式化は、量子力学の一般的な定式化がすでに行っていることとは別に、実際に新しい結果や予測を生み出しましたか？もしそうなら、それらは何ですか？

15 quantum-information  foundations