Wyniki wyszukiwania - BazTech

Ograniczanie wyników

Znaleziono wyników: 2

Liczba wyników na stronie

Wyniki wyszukiwania

Wyszukiwano:
w słowach kluczowych: virtual qubits

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.

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.