タグ付けされた質問 「circuit-construction」

基本量子ゲートを使用した複雑な回路の構築についての質問。

4
量子コンピューターを使用して1 + 1を追加するにはどうすればよいですか？
これは、量子コンピューターがハードウェアレベルで基本的な計算を行う方法を補完するソフトウェアと見なすことができますか？ この質問は、量子情報と量子技術に関するスペイン語ネットワークの第4ネットワークの聴衆のメンバーによって尋ねられました。その人が与えたコンテキストは、「私は材料科学者です。高度な高度な理論的概念を紹介していますが、簡単なタスクのために量子コンピューターの実際の動作を描くのに苦労しています。 1 + 1を追加するために実行する必要がある古典的な操作を自分で簡単に把握できます。量子コンピューターでどのように詳細に実行しますか？」
2
Groverの検索アルゴリズムのオラクルはどのように実装されていますか？
Groverの検索アルゴリズムは、ソートされていないデータベース検索の証明可能な2次の高速化を提供します。アルゴリズムは通常、次の量子回路で表されます。 ほとんどの表現では、プロトコルの重要な部分は「オラクルゲート」であり、「魔法のように」操作ます。しかし、そのようなゲートを実際に実現するのがどれほど難しいかは、よく言われていません。実際、この「オラクル」の使用は、カーペットの下にある困難を一掃する方法にすぎないように思えるかもしれません。UωUωU_\omega|x⟩↦(−1)f(x)|x⟩|x⟩↦(−1)f(x)|x⟩|x\rangle\mapsto(-1)^{f(x)}|x\rangle このような眼球手術が実際に実現可能かどうかをどのようにして知ることができますか？もしそうなら、その複雑さは何ですか（例えば、ゲート分解の複雑さに関して）？
2
ガベージキュービットを排除することが重要なのはなぜですか？
ほとんどの可逆量子アルゴリズムは、トフォリゲート（CCNOT）やフレドキンゲート（CSWAP）などの標準ゲートを使用します。一部の操作には定数が必要なため|0⟩|0⟩\left|0\right>入力および入力と出力の数が等しくなるように、ごみの量子ビット（またはジャンクキュビットが）計算の過程で現れます。 だから、のような主要な回路|x⟩↦|f(x)⟩|x⟩↦|f(x)⟩\left|x\right>\mapsto\left|f(x)\right>実際にはになります。 ここではガベージキュービット用。|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> 元の値を保持する回路は、終わります。| X ⟩ | 0 ⟩ | 0 ⟩ ↦ | X ⟩ | f（x ）⟩ | g⟩|バツ⟩|0⟩|0⟩↦|バツ⟩|f（バツ）⟩|g⟩\left|x\right>\left|0\right>\left|0\right>\mapsto\left|x\right>\left|f(x)\right>\left|g\right> 回路をリバーシブルに保ちたい場合、ガベージキュービットは避けられないことを理解していますが、多くのソースは、それらを排除することが重要であると主張しています。なぜそうですか？11{}^1 11{}^1ソースのリクエストにより、たとえば、このarXivの論文、8ページを参照してください。 ただし、これらの単純な操作にはそれぞれ、中間結果を格納するために役立つ追加の補助キュービットがいくつか含まれていますが、最後には関係ありません。したがって、不要な[sic]スペースを無駄にしないために、これらのキュービットを0にリセットして、再利用できるようにすることが重要です。 またはこのarXivの論文では ゴミ量子ビットと補助量子ビットの除去は、効率的な量子回路の設計に不可欠です。 または他の多くのソース-Google検索では多くのヒットが生成されます。
4
2キュビットで3つの結果の等しい重ね合わせを生成する回路を構築するにはどうすればよいですか？
与えられた222キュービット系及び従って444基づいて可能測定結果を{|00⟩{|00⟩\{|00\rangle、|01⟩|01⟩|01\rangle、|10⟩|10⟩|10\rangle、|11⟩}|11⟩}|11\rangle\}、Iは、状態を準備する方法を、ここで： 唯一の333これらの444測定結果は可能です（たとえば、|00⟩|00⟩|00\rangle、|01⟩|01⟩|01\rangle、|10⟩|10⟩|10\rangle）？ これらの測定値も同様に可能ですか？（ベル状態に似ていますが、333結果があります）
2
マルチキュービット測定は量子回路に違いをもたらしますか？
量子計算の単一回路モデルを検討してください。回路で入力キュービット間のエンタングルメントを生成する必要がある場合、エンタングルメントはローカル操作および古典的な通信では増加できないため、CNOTなどのマルチキュービットゲートが必要です。したがって、マルチキュービットゲートを使用した量子コンピューティングは、ローカルゲートのみを使用した量子コンピューティングと本質的に異なると言えます。しかし、測定はどうですか？ 複数のキュービットの同時測定を含めると、量子コンピューティングに違いが生じるのでしょうか、それともある程度のオーバーヘッドのあるローカル測定でこれをエミュレートできますか？編集： 「ローカル測定でエミュレートする」とは、ローカル測定+ユニタリゲートで同じ効果があることを意味します。 1つの量子ビットを測定する方法を、私は単に求めていないですという通知が既にされている、他の人を変更してください尋ねたと答え、またはこのような測定が可能な場合。このような測定値を含めると、テーブルに何か新しいものがもたらされるかどうかを知りたいと思っています。
2
ユニタリ
ユニバーサルゲートセット（CNOTゲートや単一キュービットユニタリなど）を使用してユニタリ回路分解があるUUUとします。同じユニバーサルゲートセットを使用して、対応する制御されたユニタリ回路を書き留める直接的な方法はありCUCUC_Uますか？ たとえば、回路として取りますU=iY=HXHXU=iY=HXHXU=i Y = H X H X。 XXXゲートをCXCXC_X（CNOT）ゲートに置き換えてを取得できCUCUC_Uます。 これは、制御キュービットが状態にある場合に機能しますターゲットにアクションがあるH 2 = Iのためながら、| 1 ⟩そのための回路適用Uを。異なるUの場合、特に複数のキュービットに作用する場合、そのような回路を考えるのは面倒かもしれません。回路得るためにレシピがあるC Uビルドする方法を知っていることを考えるとUは？|0⟩|0⟩|0\rangleH2=IH2=IH^2=\mathbb{I}|1⟩|1⟩|1\rangleUUUUUUCUCUC_UUUU
2
量子回路の自動コンパイル
ここ最近の問題は、単純な1量子ビットと2量子ビットゲートに4量子ビットゲートCCCZ（制御制御の制御-Z）をコンパイルする方法を尋ね、そしてこれまでに与えられた唯一の答えは、63のゲートを必要とします！ 最初のステップは、Nielsen＆Chuang が提供したC n U構造を使用することでした。nn^n n=3n=3n=3この手段4つのCCNOTゲートと3つのシンプルゲート（1 CNOT及び2 Hadamardsターゲットキュービット及び最後の作業キュビットに最終CZを行うのに十分です）。 この論文の定理1は、一般にCCNOTには9個の1キュービットと6個の2キュービットゲート（合計15）が必要であると述べています。 これの意味は： （4 CCNOT）x（CCNOTごとに15ゲート）+（1 CNOT）+（2アダマール）= 合計63ゲート。 コメント、63のゲートはその後さらに理論から、たとえば、「自動処理」を使用してコンパイルすることができることが示唆されている自動グループ。 この「自動コンパイル」はどのように行うことができ、この場合1キュービットと2キュービットのゲートの数をどれだけ減らすことができますか？
2
ジョーンズ多項式
DeutschのアルゴリズムSimonの問題、Groverの検索、Shorのアルゴリズムなど、非常に類似したフレームワーク内ですべて理解できるかなり標準的な量子アルゴリズムが多数あります。 完全に異なると思われるアルゴリズムの1つは、Jones Polynomialを評価するアルゴリズムです。さらに、これはBQP完全問題であるという意味で理解するための重要なアルゴリズムであるように思われます。これは、量子コンピューターの能力を最大限に発揮します。また、問題の変形としては、DQC-1 completeです。つまり、1つのきれいなキュービットのフルパワーを示します。 ジョーンズ多項式アルゴリズム紙は、他の量子アルゴリズムと非常に異なる方法でアルゴリズムを示します。アルゴリズム（具体的には、DQC-1バリアントのユニタリ、またはBQP-completeバリアントの回路全体）を理解できる、より類似した/馴染みのある方法はありますか？UUU
1
（遅延選択）量子消しゴムに相当する量子回路とは何ですか？
量子コンピューターは、他の量子システムを効率的にシミュレートできます。したがって、（シミュレートされている可能性のある）量子消しゴムのセットアップに相当するものが必要です。私は、理想的には遅延選択量子消去器の変形で、量子回路として描かれたそのような同等物を見たいです。 量子消しゴムの1つの（量子）実験的実現は次のとおりです。自発的なパラメトリックダウンコンバージョン（物理学は重要ではありません）を使用して、各スリットの前の光子を「2倍にする」ことにより、双方向情報を取得する二重スリット干渉実験を作成します私の主張では、ポイントは、新しい光子を測定して、どの方向の情報を取得できるかという点です。量子消しゴムを作成しない限り、干渉パターンは自然に消えます：どちらの方向の情報を運ぶ2つの「二重」光子が、どちらの方向の情報も測定できなくなるような方法で50-50ビームスプリッターを介して重ね合わせられると、干渉パターンが再表示されます。不思議なことに、 単純な量子ビットゲートでは、干渉パターンと量子イレーザーの説得力のある等価性を見つけることができないようです。しかし、私は量子コンピューターで思考（そして理想的には実際の）実験もしたいと思っています。量子コンピューターで実行するには、どのプログラム（量子回路）が必要ですか？
1
量子回路で二重線は何を意味し、ifステートメントとどのように関連しますか？
回路 次のコードに変換できます。 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); } } } ifステートメントはどのようにして生まれますか？測定後に二重線が使用されるのはなぜですか？
2
量子回路をゼロから作成する方法
私は現在、主にEleanor RieffelとWolfgang PolakによるQuantum Computing a Gentle Introductionの本を使用して、自習をしています。 以前の章と演習を通過することは非常にうまくいきましたが（幸い、以前の章にはたくさんの例がありました）、量子回路の5番目の章に行き詰まりました。著者が提示している概念は理解していますが、おそらく例が不足しているためか、この概念を演習に適用することに問題があります。 私が問題を抱えている演習（および解決策が見つからないか、徹底的/入門的な説明が見つからない場合）は次のとおりです。 \\ 質問： 作成する回路を設計します： from| Wん⟩ = 1ん√（| 0 ... 001 ⟩ + | 0 ... 010 ⟩ + | 0 ... 100 ⟩）+ ⋯ + | 1 ... 000 ⟩）|Wん⟩=1ん（|0…001⟩+|0…010⟩+|0…100⟩）+⋯+|1…000⟩）\left| W_n \right> = \frac{1}{\sqrt{n}}(\left| 0 \dots 001 \right> + \left| 0 …
2
与えられたユニタリに対応するユニバーサル量子ゲートの最短シーケンス
質問：キュビットに作用するユニタリ行列が与えられた場合、そのユニタリに対応するクリフォード+ Tゲートの最短シーケンスを見つけることができますか？nnn 質問の背景として、2つの重要な参考資料： Kliuchnikov、Maslov、およびMosca によってクリフォードおよびTゲートによって生成された単一キュービットユニタリーの高速かつ効率的な正確な合成 GilesとSelingerによるマルチキュービットClifford + T回路の正確な合成。
3
D-Waveアーキテクチャをユニバーサルにする最も単純な追加は何ですか？
D-Waveシステムは、私が理解しているように、イジングモデルをプログラムし、その基底状態を見つけることを可能にします。この形式では、量子計算に普遍的ではなく、回路モデルの量子コンピューターをシミュレートできません。 それを普遍的にするためにできる最も簡単なことは何でしょうか？そのようなことが実装されていない理由は何ですか？
弊社のサイトを使用することにより、あなたは弊社のクッキーポリシーおよびプライバシーポリシーを読み、理解したものとみなされます。
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.