Односторонний квантовый компьютер - Википедия - One-way quantum computer

В в одну сторону или же квантовый компьютер на основе измерений (MBQC) - метод квантовые вычисления который сначала готовит запутанный состояние ресурса, обычно состояние кластера или же состояние графика, затем исполняет одиночный кубит измерения на нем. Это «односторонний», потому что состояние ресурса нарушается измерениями.

Результат каждого отдельного измерения является случайным, но они связаны таким образом, что вычисление всегда выполняется успешно. В общем, выбор основа поскольку более поздние измерения должны зависеть от результатов более ранних измерений, и, следовательно, все измерения не могут выполняться одновременно.

Эквивалентность модели квантовой схемы

Любое одностороннее вычисление может быть преобразовано в квантовая схема используя квантовые ворота подготовить состояние ресурса. Для состояний ресурсов кластера и графа это требует только один двухкубитный вентиль на связь, поэтому это эффективно.

И наоборот, любая квантовая схема может быть смоделирована односторонним компьютером, используя двумерное состояние кластера в качестве состояния ресурса, путем размещения принципиальной схемы на кластере; Z измерения (${ Displaystyle {| 0 rangle, | 1 rangle }}$ базис) удаляет физические кубиты из кластера, а измерения в плоскости X-Y (${ displaystyle | 0 rangle pm e ^ {я theta} | 1 rangle}$ основа) телепорт логические кубиты по «проводам» и выполняют требуемые квантовые вентили.^[1] Это также полиномиально эффективно, поскольку требуемый размер кластера масштабируется как размер схемы (кубиты x временные шаги), в то время как количество временных шагов измерения масштабируется как количество временных шагов схемы.

Квантовый компьютер с топологическим состоянием кластера

Вычисление на основе измерений для периодического состояния кластера трехмерной решетки может использоваться для реализации топологической квантовой коррекции ошибок.^[2] Вычисление состояния топологического кластера тесно связано с методом Китаева. торический код, поскольку состояние трехмерного топологического кластера может быть построено и измерено во времени с помощью повторяющейся последовательности вентилей на двумерном массиве.^[3]

Реализации

Одностороннее квантовое вычисление было продемонстрировано запуском 2 кубита Алгоритм Гровера на кластерном состоянии фотонов 2x2.^[4][5] А линейная оптика квантовый компьютер на основе одностороннего вычисления.^[6]

Состояния кластера также были созданы в оптические решетки,^[7] но не использовались для вычислений, так как кубиты атомов были слишком близко друг к другу, чтобы их можно было измерить по отдельности.

AKLT государство как ресурс

Было показано, что (вращение ${ displaystyle { tfrac {3} {2}}}$) AKLT состояние на 2D Сотовая решетка может использоваться как ресурс для MBQC.^[8][9]Совсем недавно было показано, что состояние AKLT спиновой смеси может быть использовано в качестве ресурса.^[10]

Смотрите также

• Телепортация квантовых ворот

Рекомендации

Общий