Wyniki wyszukiwania - BazTech

Ograniczanie wyników

Powiadomienia systemowe

Sesja wygasła!

Znaleziono wyników: 2

Liczba wyników na stronie

Wyniki wyszukiwania

Wyszukiwano:
w słowach kluczowych: quantum error correction

Sortuj według:

Ogranicz wyniki do:

NISQ

Romaniuk Ryszard

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

2021

Vol. 62, nr 5

22--28

Urządzenie / System kwantowy, działający na logicznych bramkach i układach kubitowych, powszechnie określany skrótem NISQ (Noisy Intermediate-Scale Quantum Device/System/Computer) i równie powszechnie nazywany komputerem kwantowym, z oczywistych względów komputerem nie jest i na razie nim nie może być, o ile kiedykolwiek będzie. NISQ jest obecnie rodzajem specjalizowanego procesora kwantowego działającego na kubitach i wyposażonego w dodatkowy sprzęt sterujący, pomiarowy i diagnostyczny, mitygacji/korekcji błędów, oraz w odpowiedni stos oprogramowania umożliwiający współpracę z klasycznym systemem komputerowym. Służy potencjalnie do rozwiązywania wyłącznie wąskiej klasy zadań obliczeniowych, dla których udało się sformułować odpowiednie algorytmy na bramki kwantowe. Stos obliczeniowy NISQ zawiera wiele warstw analogicznych do rozwiązań klasycznych, ale niektóre z nich są specjalizowane w kierunku kwantowym. W stosie szczególną rolę pełnią warstwy specyficzne dla obsługi technologii kwantowych a w tym korekcja błędów kwantowych na poziomie oprogramowania (software), oraz modelowanie wirtualnych kubitów ze sprzętową korekcją błędów w oprogramowaniu najniższego poziomu firmware. NISQ jest technicznym kompromisem pomiędzy pełnym modelem idealnego komputera kwantowego, obecnie nie możliwego do realizacji, a współczesnymi możliwościami realizacyjnymi. Realizowane praktycznie, w różnej skali, w setkach laboratoriów urządzenia NISQ kumulują w sobie obecnie niemal wszystkie wątki postępu w obszarze komputingu, teleinformatyki i metrologii kwantowej.

A quantum device / system, operating on logical gates and qubit circuits, commonly referred to as NISQ (Noisy Intermediate-Scale Quantum Device/System/Computer) and also commonly referred to as a quantum computer, for obvious reasons it is not a computer and it now cannot be one, if ever will be. NISQ is currently a type of specialized quantum processor operating on qubits and equipped with additional control, measurement and diagnostic, error mitigation/correction equipment, and an appropriate software stack enabling cooperation with a classic computer system. Potentially, it is used to solve only a narrow class of computational tasks for which appropriate algorithms for quantum gates have been formulated. The NISQ computational stack contains many layers analogous to classical solutions, but some of them are specialized in the quantum direction. Layers specific to the handling of quantum technologies play a special role in the stack, including the correction of quantum errors at the software level, and modelling of virtual qubits with hardware error correction in the software of the lowest firmware level. NISQ is a technical compromise between a complete model of an ideal quantum computer, currently impossible to implement, and modern implementation possibilities. NISQ devices implemented in practice, on various scales, in hundreds of laboratories, currently accumulate almost all threads of progress in the field of computing, tele-informatics and quantum metrology.

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.