The quantum computing stack : from algorithms to ions

• Autorzy: Słowik Oskar , Kasprowicz Grzegorz

Identyfikatory

DOI

10.15199/13.2023.8.5

Warianty tytułu

PL

Stos obliczeń kwantowych : od algorytmów do jonów

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Quantum computers have emerged as a candidate for a trans formative technology with the potential to revolutionise va rious fields, from cryptography to drug discovery. Among the different types of quantum computers, ion trap-based systems have garnered significant attention due to their long coherence times and high-fidelity operations. In this article, we would like to scratch the surface of the quantum computing stack, focusing on ion-trap gate-based universal quantum computers as an example.

PL

Obliczenia kwantowe wyłoniły się jako kandydat technologii transformacyjnej, która może zrewolucjonizować różne dziedziny od kryptografii po syntezę leków. Spośród różnych typów komputerów kwantowych, systemy oparte na pułapkach jono wych cieszą się dużym zainteresowaniem ze względu na długie czasy koherencji i wysoką dokładność. W tym artykule chcieli byśmy przybliżyć temat stosu obliczeń kwantowych, skupiając się na przykładzie uniwersalnych bramkowych komputerów kwantowych opartych o pułapki jonowe.

Słowa kluczowe

EN

quantum computing; ion trap; quantum compiler; quantum computing stack

PL

obliczenia kwantowe; pułapka jonowa; kompilator kwantowy; stos obliczeń kwantowych

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2023
• Tom: Vol. 64, Nr 8
• Strony: 25--29
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Słowik Oskar

• Center for Theoretical Physics PAS, Warsaw, Poland
• Warsaw University of Technology, Warsaw, Poland

autor

Kasprowicz Grzegorz

• Warsaw University of Technology, Warsaw, Poland

Bibliografia

• [1] Lecture notes in quantum optics, Humboldt University. https://www.physik.hu-berlin.de/de/nano/lehre/quantenoptik09/chapter13
• [2] K. Brown, J. Kim and C. Monroe. Co-designing a scalable quan tum computer with trapped atomic ions. npj Quantum Inf 2, 16034 (2016).
• [3] M. Bandic, S. Feld and C. G. Almudever. Full-stack quantum computing systems in the NISQ era: algorithm-driven and hard ware-aware compilation techniques. arXiv:2204.06369 (2022).
• [4] Article from HPCwire https://www.hpcwire.com/2019/11/11/ibm adds-support-for-ion-trap-quantum-technology-to-qiskit/
• [5] Lecture notes of B. Paris, George Mason University http://www. spec.gmu.edu/~pparis/classes/notes_101/node105.html
• [6] Wikipedia article on Bloch Sphere https://en.wikipedia.org/wiki/ Bloch_sphere
• [7] PhD thesis of J. Home, Oxford University https://www2.physics.ox.ac.uk/sites/default/files/JHomethesis.pdf
• [8] M-LABS website https://m-labs.hk/experiment-control/sinara-core/
• [9] I. Pogorelov, T. Feldker, Ch. D. Marciniak, L. Postler, G. Ja cob, O. Krieglsteiner, V. Podlesnic, M. Meth, V. Negnevitsky, M. Stadler, B. Höfer, C. Wächter, K. Lakhmanskiy, R. Blatt, P. Schindler, and T. Monz. Compact Ion-Trap Quantum Computing Demonstrator. PRX Quantum 2, 020343 (2021).
• [10] Qiskit Blog https://medium.com/qiskit/the-effect-of-noise-on-the-performance-of-variational-algorithms-for-quantum-chemistry-9cac4526abc1
• [11] Blog of J. Hui https://jonathan-hui.medium.com/qc-how-to-build a-quantum-computer-with-trapped-ions-88b958b81484
• [12] Qiskit Website https://qiskit.org/
• [13] M. A. Nielsen, I. L. Chuang. Quantum Computation and Quan tum Information, Cambridge University Press (2010).
• [14] Google AI blog https://ai.googleblog.com/2023/06/the-worlds first-braiding-of-non.html
• [15] AQT Website https://www.aqt.eu/

Uwagi

1. Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).

2. This work was supported by Exellence Initiative - Research University for Priority Research Area "High Energy Physics and Experimental Techniques" task QT.1.