タグ付けされた質問 「architecture」

このRedditスレッドを読んで、私は、量子コンピューティングについて数か月学習した後でも、量子コンピューターが実際にどのように機能するかについてまったく手がかりがないことに気付きました。 質問をより正確にするために、超伝導量子ビットベースの5量子ビット量子コンピューター（5量子ビットIBM量子コンピューターのような）があるとしましょう。キーボードを使用してモニターにと入力します（たとえば、量子コンピューターに搭載されている可能性のある基本的な電卓アプリ）。その後、が返されます。しかし、ハードウェアレベルで行われていますか？入力に対応する電気信号のいくつかの並べ替えている、及びコンピュータの処理ユニットに行くの？それはどういうわけかクーパー対の電子を「初期化」しますか？何がその後クーパーペアの電子の量子ビットに何が起こる（彼らはいくつかによってで働いたことだろうと思い量子ゲートを再び順番にある、ブラックボックス2+32+32+32 3 +555222333+++）？最終的にどのようにして出力返されますか？555 ネット上で検索しても、量子コンピューターの基本的な動作について思い付くことができなかったことに驚いています。

27 architecture  physical-realization  superconducting-quantum-computing 

別の質問への答えはそれを言及しています そのようなマシン[「量子チューリングマシン」]は構築できないことを示唆する議論があります... 私は問題を完全に理解していると確信していないので、おそらく正しい質問をしているのではないかもしれませんが、ここに集められるものがあります。 スライドは、ギル・カライ教授（エルサレムのヘブライ大学とイェール大学）による講義（2013年から）で提示されています。私は講義のほとんどを見ましたが、彼の主張はフォールトトレラント量子コンピューター（FTCQ）を作成するのに障壁があるということであるようです。（タイムスタンプ26:20）： このような障壁の理由は、ノイズとエラー訂正の問題によるものと思われます。そして、現在の研究ではノイズを考慮に入れていますが、正しい方法でノイズを考慮していません（これは私が理解できない部分です）。 私は多くの人々（例えば、Scott Aaronson）がこの不可能性の主張に懐疑的であることを知っていますが、私は議論をより良く理解しようとしています。 実用的な量子コンピューターを構築できないことを示唆する理由は何ですか（ギル・カライ教授によって提示され、2013年以降に何か変更があります）？

22 physical-realization  architecture 

超伝導キュビットを10ミリケルビンまで冷却する唯一の方法は希釈冷凍機ですか？そうでない場合、他にどのような方法がありますか？また、なぜ希釈冷凍が主要な方法ですか？

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

これは、@ heatherの質問に対する回答のフォローアップの質問です。なぜ量子コンピューターを絶対ゼロに近づけなければならないのですか？ 私が知っていること： 超伝導量子コンピューティング：超伝導電子回路における量子コンピューターの実装です。 光量子コンピューティング：情報キャリアとして光子を使用し、量子情報を処理するために線形光学素子を使用し、量子情報を検出および保存するために光子検出器と量子メモリを使用します。 次に、これがウィキペディアが超伝導量子コンピューティングについて続けていることです。 古典的な計算モデルは、古典的な力学の法則と一致する物理的な実装に依存しています。しかし、古典的な記述は特定の場合にのみ正確であり、自然のより一般的な記述は量子力学によって与えられることが知られています。量子計算では、古典的な近似の範囲を超える量子現象の情報処理および通信への応用を研究しています。量子計算のさまざまなモデルが存在しますが、最も一般的なモデルにはキュービットと量子ゲートの概念が組み込まれています。量子ビットはビットの一般化であり、2つの可能な状態を持つシステムであり、両方の状態の量子重ね合わせになります。量子ゲートは、論理ゲートの一般化です：それは、初期状態が与えられると、ゲートが適用された後に1つ以上のキュービットが経験する変換を記述します。量子現象が日常生活で観察するのが難しいのと同じ理由で、量子ビットとゲートの物理的な実装は困難です。1つのアプローチは、超伝導体に量子コンピューターを実装することです。超伝導体では、動作温度が非常に低くなりますが、量子効果が巨視的になります。 これは理にかなっています！しかし、超伝導量子コンピューターとは異なり、なぜ光量子コンピューターが「極低温」を必要としないのかを探していました。彼らは同じ問題に苦しんでいませんか？すなわち、光量子コンピューターの量子現象は、超伝導量子コンピューターのように観察するのが難しいのではないでしょうか？そのようなコンピューターでは、室温で量子効果はすでに巨視的ですか？なぜそうなのか？ Wikipediaで線形光量子コンピューティングの説明を行っていましたが、「温度」への言及は見つかりませんでした。

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

私は主に超伝導量子コンピューターで働いてきましたが、カナダの新興企業ザナドゥが構築しているような連続可変クラスター状態を作成するために光子を使用するフォトニック量子コンピューターの実験的詳細にはあまり詳しくありません。これらのタイプの量子コンピューターでは、ゲート操作はどのように実装されていますか？そして、この場合のユニバーサル量子ゲートセットは何ですか？

16 architecture  quantum-gate  universal-gates  continuous-variable 

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 

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 

生物が量子計算に対処できる生体/分子ツールを知ったので、たとえば鳥が量子コヒーレンスを扱うことを可能にする派手なタンパク質（例：鳥の磁気コンパスの量子針またはダブルコーンの局在化と季節的発現パターン）欧州ロビンクリプトクロムの磁気受容における役割4） これらのツールは、あなた（量子コンピューティング研究者）が抱えている問題をすでに解決していますか？ これらのツールがラボで苦労していることを何らかの形で解決しなければならない特定の問題はありますか？ それらを使用できますか（これはバイオテクノロジーへのパラダイムシフトを意味しますが）？

14 architecture  solid-state  biocomputing 

量子コンピューターのオンライン説明では、絶対ゼロ。（0 Kまたは− 273.15 ∘C）（0 K または −273.15 ∘C）\left(0~\mathrm{K}~\text{or}~-273.15~{\left. {}^{\circ}\mathrm{C} \right.}\right) 質問： なぜ量子コンピューターは、このような極端な温度条件下で動作しなければならないのですか？ 極低温の必要性はすべての量子コンピューターで同じですか、それともアーキテクチャによって異なりますか？ 過熱するとどうなりますか？ 出典：Youtube、D-Wave

14 physical-realization  architecture  experiment 

私の理解では、イオントラップ量子コンピューターでイオンを所定の位置に保持するために必要な磁場は非常に複雑であり、そのため、現在は1次元コンピューターのみが可能であるため、キュービット間の通信が容易ではありません。このプレプリントで Paulトラップを使用する2次元システムの提案があるようですが、実際にテストされているかどうかはわかりません。 イオントラップ量子コンピューターのスケーラビリティはこれだけに依存しますか（イオンを直線以外の構成に配置できるかどうか）、または他の要因が伴いますか？前者の場合、どのような進展がありましたか？後者の場合、他の要因は何ですか？

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

量子コンピューティングの展望に非常に関連する質問は、量子システムの工学的複雑性がサイズに応じてどのように拡大するかということだと思います。つまり、1台のn -qubitコンピューターよりも1 -qubitコンピューターを構築する方が簡単です。私の考えでは、これは1よりもn 1体の問題を分析的に解決する方が簡単であるという事実にほぼ類似しています。nnn 111nnnnnn 111量子もつれが第一に量子コンピューティングの背後にある主要な動機付け要因であるため、 n体問題ます。nnn 私の質問は以下の通りである：私たちが本当に構築し、制御の「難しさ」かを気にすべきであると思われる -body量子システムが成長すると、N。ゲートアーキテクチャ、さらにはアルゴリズムを修正します。nキュービットコンピューターが量子多体問題であるという事実から、原則的に困難が生じますか？数学的に言えば、量子現象がどのように古典現象に拡大するかについての私たちの理解は非常に貧弱ですか？ここで、難易度はさまざまな方法で定義できますが、おおよそ気になる質問は、1000キュービットのマシンを制御することです（つまり、その波動関数のコヒーレンスを維持する）10キュービットのマシン、またはnnnnnnnnn100010001000のx難しくAを制御するよりも100100100101010または 100 ！または 100 100？それは多かれ少なかれ前者であり後者ではないと信じる理由はありますか？10021002100^2100!100!100!100100100100100^{100}

12 architecture 

量子ビットは量子粒子（たとえば光子）で表され、その状態は1つのプロパティ（たとえばスピン）で与えられることを知っています。 私の質問は量子メモリについてです。量子ビットはどのように量子コンピュータに保存されますか。ハイゼンベルクの不確実性原理が機能するには、一種のブラックボックスが必要だと思います。これを正しく理解していれば、この原理はキュービットの重ね合わせに関連しています。 この種のブラックボックスは、実際の量子コンピューターにどのように実装されていますか？

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

現在、企業が追求していることがわかっているキュービットタイプの最先端のゲート速度とデコヒーレンス時間に興味があります。 超伝導キュビット、 イオントラップキュービット、 フォトニックキュービット。 これらはどこにありますか？定期的に更新される場所はありますか？ 長年にわたってさまざまなタイプのキュービットについてこれらの時間を表すさまざまな公開された表があります（有名なロスアラモス国立研究所QCロードマップを含む）が、公開された論文は常に変化しますが、数は常に変化します。 FMOの1psデコヒーレンス時間をQCの人気のある候補の最先端のデコヒーレンス時間およびゲート時間と比較したいので、この質問に答えるためにこれらの数値が必要でした。期間はありますが、どこを見ればよいかわかりません。 これまでに測定された最長のコヒーレンス時間はこの回答で与えられましたが、ゲート時間は与えられていませんでした：キュービットが0.9999の忠実度で生き残った最長時間はどれくらいですか？ James Woottonは、上記の3つのキュービットタイプの長所と短所について話しましたが、ゲート/デコヒーレンス時間ではありませんでした。最も少ないエラーで量子コンピューターを作成するための最先端テクノロジーは何ですか？

12 quantum-gate  architecture  resource-request  experiment  decoherence 

量子回路の観点から計算を表現する場合、ゲート、つまり（通常）ユニタリ進化を利用します。 ある意味では、これらは状態に対して「魔法の」個別の操作を実行するという点で、むしろ神秘的なオブジェクトです。それらは本質的にブラックボックスであり、その内部の仕組みは、量子アルゴリズムの研究中にしばしば扱われません。しかし、それは量子力学の仕組みではありません。状態はシュレディンガーの方程式に従って連続的に進化します。 言い換えると、量子ゲートと操作について話すとき、前述の進化を実現する動的（つまり、ハミルトニアン）を無視します。これは、ゲートが実験アーキテクチャで実際に実装される方法です。 1つの方法は、ゲートを基本的な（特定の実験アーキテクチャで）ものに分解することです。これが唯一の方法ですか？そのような「基本」ゲートについてはどうですか？それらを実装するダイナミクスは通常どのように見つかりますか？

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

マジョラナフェルミオンよりも、量子ボリュームが大きい（より多くのキュービットよりもキュービットあたりのエラーが少ない）量子プロセッサを製造するのに最も有望な技術的パスはどれですか？ 回答の推奨形式は次のようになります。 「グループABCのメソッドDEFは、MFを使用するよりも優れたQVを示しています。xページのペーパーG、yページのペーパーH、zページのペーパーIで個別に証明されています」 上マヨラナ粒子ランドリーBretheauは言います： これらの粒子は、トポロジ量子量子コンピューターの基本的なブリックであり、エラーに対する非常に強力な保護を備えています。私たちの仕事は、この方向への最初のステップです。 不十分な（しかし興味深い）回答の例： Xiao-Ming Lu、Sixia Yu、およびCH Ohは、論文「量子フィッシャー情報の保護に基づいた堅牢な量子計量スキーム」で、信号センシング後のt -qubitエラーの影響を受けないキュビットの計量スキームのファミリーを構築します。比較すると、標準の量子エラー訂正で任意の1キュービットエラーを訂正するには、少なくとも5キュービットが必要です。2t+12t+12t+1ttt [注：堅牢な計測スキームのこの理論は、ノイズに対する量子状態自体の代わりに量子フィッシャー情報を保存します。彼らが彼らのテクニックを利用してデバイスを組み立てて、それがスケーリングするのを示すことができるなら、それは良い有効なボリュームをもたらします。 それは一つの有望な答えのように思えるかもしれませんが、それは単一のリンク（複数の同時ソースなし）であり、スケーラビリティを示すために構築されたデバイスはありません。エラーがなくスケーラブルではない低キュービットデバイス、またはエラーが発生しやすいキュービットを多く含むデバイスは、ボリュームが小さくなります（したがって、「応答なし」です）。 追加の参照： 量子量を説明する論文。 いくつかの研究を行った後、グラフェンが超伝導体の間に挟まれてマヨラナフェルミオンを生成しているように見えますが、最先端のものはありますか？[「より良い」とは、現在可能であることを意味し、理論的に可能ではなく、とんでもないほど高価です。この図は、エラーレートが0.0001未満の100を超える量子ビットが素晴らしく、より少ない回答が受け入れられることを示しています。

11 error-correction  architecture  fault-tolerance