Wyniki wyszukiwania - BazTech

Ograniczanie wyników

Znaleziono wyników: 2

Liczba wyników na stronie

Wyniki wyszukiwania

Wyszukiwano:
w słowach kluczowych: błędy kwantowe

Sortuj według:

Ogranicz wyniki do:

Kubit logiczny

Romaniuk Ryszard

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

2021

Vol. 62, nr 11

23--30

Kubit logiczny jest układem kwantowym rzeczywistym lub przeważnie wirtualnym, programistycznym realizującym funkcje pojedynczego kubitu fizycznego. Składa się zazwyczaj z wielu lub bardzo wielu kubitów fizycznych, lub pojedynczych modeli/ symboli kubitów fizycznych. W idealnym bramkowym układzie kwantowym, w zasadzie, kubit logiczny mógłby być niepotrzebny. Wszystkie operacje kwantowe mogą być wykonywane przez układ bramek jednokubitowych Pauliego X, Y, Z, I, oraz H i dwukubitowych np. H-I, CX, CZ SWAP. Bramki wielokubitowe, np. CCX Toffoli, itp., mogą być wprowadzane w celu redukcji topologii układu i skrócenia długości łączących bramki drutów kwantowych. Sprzętowo i programistycznie redundancyjny kubit logiczny jest wprowadzany jako konieczny obecnie etap pośredni idealizujący, ale tylko do pewnego stopnia, zaszumione kubity fizyczne i ich nieidealne warunki pracy. Kubity logiczne mogą być wygodne do budowy oprogramowania kwantowego na poziomie logicznym, middleware, optymalizacji topologii i funkcjonalności bramkowych układów kwantowych, mitygacji błędów kwantowych, wirtualizacji układów/sieci kwantowych. Kosztem wprowadzenia kubitów logicznych jest zwiększone zużycie zasobów. Kubity logiczne są używane i praktycznie, i teoretycznie w układach komputingu kwantowego. W budowie przyszłego uniwersalnego komputera kwantowego UQC kubity logiczne i kwantowe bramki logiczne wydają się być niezastąpione.

A logical qubit is a real or virtual, software-based quantum system that performs the functions of a single physical qubit. It usually consists of many or large number of physical qubits, or single models/symbols of physical qubits. In an ideal quantum gate system, in principle, a logical qubit might be unnecessary. All quantum operations can be performed by a system of single-qubit and double-qubit gates, eg CX and I-H. Multi-qubit gates, eg CCX, Toffoli, etc., can be introduced to reduce the topology of the system and shorten the length of the quantum wires connecting the gates. Hardware and software redundant logical qubits are being introduced as the now necessary intermediate step, idealizing, but only to a certain extent, noisy physical qubits and their imperfect working conditions/environment. Logical qubits can be convenient for building quantum software at the logical level, optimizing the topology and functionality of quantum gate systems, mitigating quantum errors, and virtualizing quantum systems/networks. The cost of introducing logical qubits is increased resource consumption. Logical qubits are used practically and theoretically in quantum computing circuits. In future universal quantum computers UQC the logical qubits seem to be indispensable.

Korekcja błędów kwantowych

Romaniuk Ryszard

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

2021

Vol. 62, nr 7

22--29

Urządzenie kwantowe NISQ działa w praktyce bez zaawansowanych metod korekcji błędów kwantowych (QEC). Takiej korekcji nie można wprowadzić sprzętowo ze względu na skromność układu NISQ. Komputer UQC musi koniecznie posiadać złożone warstwy korekcji błędów na poziomach sprzętowym i programistycznym. Bez warstw QEC komputer UQC nie ma możliwości wypełnienia swoich zadań obliczeniowych. Niestety wiele z metod QEC jest silnie redundancyjnych, a więc bardzo kosztownych. Komputer UQC, mimo że dość dobrze znamy jego potencjalne właściwości, jest urządzeniem teoretycznym, w związku z czym badania nad QEC odbywają się w warstwie coraz bardziej zaawansowanych technik symulacyjnych prowadzonych oczywiście w przestrzeni komputingu klasycznego. Pewne, na razie bardzo niewielkie, możliwości eksperymentalne oferuje urządzenie NISQ. Techniki QEC definiuje się najczęściej jako specjalizowane metody stosowane w zaszumionym, rzeczywistym nieidealnym komputingu kwantowym w celu zabezpieczenia informacji kwantowej przed dekoherencją i szumem kwantowym. Równie często QEC jest stosowany do zabezpieczenia informacji w komunikacji kwantowej, gdzie stany kwantowe są transmitowane przez zaszumiony kanał kwantowy. QEC jest częścią szerszego obszaru projektowania systemu kwantowego odpornego na błędy. Inne podejścia do mitygacji błędów w systemach kwantowych zawierają: podprzestrzenie bez dekoherencji, podsystemy bezszumne, dynamiczne odsprzężenie od środowiska termodynamicznego.

The NISQ quantum device works in practice without advanced quantum error correction (QEC) methods. Such a correction cannot be implemented in hardware due to the modesty of the NISQ chip. A UQC computer must necessarily have complex error correction layers at the hardware and software levels. Without QEC layers, the UQC computer cannot fulfil its computational tasks. Unfortunately, many of the QEC methods are highly redundant and therefore very expensive. The UQC computer, although we know its potential properties quite well, is a theoretical device, therefore research on QEC takes place in the layer of more and more advanced simulation techniques conducted, of course, in the space of classical computing. Certain, so far very small, experimental possibilities are offered by the NISQ device. QEC techniques are most often defined as specialized methods used in noisy, real non-ideal quantum computing to protect quantum information against decoherence and quantum noise. Equally often, QEC is used to secure information in quantum communication, where quantum states are transmitted over a noisy quantum channel. QEC is part of the wider design area of an error-tolerant quantum system. Other approaches to error mitigation in quantum systems include: subspaces without decoherence, noiseless subsystems, and dynamic decoupling from the thermodynamic environment.