डायनामिक के संदर्भ में क्वांटम गेट्स को कैसे महसूस किया जाता है?


11

क्वांटम सर्किट के संदर्भ में अभिकलन व्यक्त करते समय, कोई गेट्स का उपयोग करता है , अर्थात (आमतौर पर) एकात्मक विकास।

कुछ अर्थों में, ये बल्कि रहस्यमयी वस्तुएं हैं, जिसमें वे राज्यों पर "जादू" असतत संचालन करते हैं। वे अनिवार्य रूप से ब्लैक बॉक्स हैं, जिनके आंतरिक कामकाज अक्सर क्वांटम एल्गोरिदम का अध्ययन करते समय निपटा नहीं जाते हैं। हालाँकि, यह नहीं है कि क्वांटम यांत्रिकी कैसे काम करती है: राज्य श्रोडिंगर के समीकरण के बाद एक निरंतर फैशन में विकसित होता है।

दूसरे शब्दों में, जब क्वांटम गेट्स और ऑपरेशंस के बारे में बात करते हैं, तो एक डायनेमिक (हैमिल्टनियन) को उपेक्षित करते हुए कहा कि वास्तव में प्रयोगात्मक आर्किटेक्चर में गेट्स को कैसे लागू किया जाता है।

एक विधि प्राथमिक (एक प्रायोगिक वास्तुकला में) लोगों के संदर्भ में गेट को विघटित करना है। क्या यह एकमात्र तरीका है? ऐसे "प्राथमिक" फाटकों के बारे में क्या? डायनामिक्स उन लोगों को कैसे लागू कर रहे हैं जो आमतौर पर पाए जाते हैं?


2
जब तार्किक संक्रियाओं के संदर्भ में शास्त्रीय संगणना व्यक्त करते हैं, तो कोई फाटकों का उपयोग करता है। कुछ अर्थों में, ये अनिवार्य रूप से ब्लैक बॉक्स हैं, जिनके आंतरिक कामकाज अक्सर शास्त्रीय एल्गोरिदम का अध्ययन करते समय निपटा नहीं जाते हैं। हालांकि, यह नहीं है कि प्रकृति कैसे काम करती है: अंतर समीकरणों द्वारा निरंतर फैशन विवरण में विकसित होते हैं। जब शास्त्रीय एल्गोरिदम के बारे में बात कर रहे हैं, तो एक ने कहा कि गतिशील साकार विकास की उपेक्षा करता है, जो वास्तव में भौतिक प्रणालियों में फाटकों का एहसास है। लेकिन डायनेमिक जनरेटिंग गेट एक महत्वहीन है, इसलिए जब तक गेट वास्तव में महसूस किया जा सकता है।
नील डी ब्यूड्रैप

2
मैं एक बयानबाजी कर रहा हूं: कि एक ही तर्क को शास्त्रीय संगणना पर निर्देशित किया जा सकता है, लेकिन हम खुद को वहां अमूर्तता की विलासिता की अनुमति देते हैं क्योंकि हम जानते हैं कि संचालन और नियंत्रण के एक उपयुक्त अनुप्रयोग द्वारा सिद्धांत रूप में संचालन साकार होता है। एकमात्र सवाल यह है कि 'सिद्धांत' किस स्तर पर आपको संतुष्ट करेगा। शास्त्रीय मामले के अनुरूप के बारे में सोचें: यदि आप उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स के बारे में नहीं जानते हैं, तो आप किस स्तर के विस्तार से संतुष्ट होने की आशा करेंगे कि नंद शारीरिक रूप से वसूली योग्य है, बजाय तर्क के लिए एक बौद्धिक अमूर्त के रूप में?
नील डी बेउड्राप

2
@NieldeBeaudrap जिस तरह के उत्तर की मुझे उम्मीद है, वह कुछ इस तरह उजागर कर रहा है कि जिस तरह से अधिक जटिल द्वार (कहते हैं, टोफोली गेट्स) लागू किए जाते हैं, वे 1) गेट अपघटन के माध्यम से होते हैं, जो किसी दिए गए आर्किटेक्चर में "सरल" होते हैं (जो अत्यधिक nontrivial लाता है) क्वांटम संकलन की समस्या), 2) क्वांटम नियंत्रण तकनीक, 3) स्वतंत्रता की सहायक डिग्री का उपयोग, 4) एक बड़ा हिल्बर्ट अंतरिक्ष में प्रभावी गतिशीलता के रूप में गेट को लागू करना, 5) संभवतः अन्य तरीके
glS

2
नहीं, मैं गेट्स को लागू करने के लिए आज इस्तेमाल की जाने वाली कार्यप्रणाली के बारे में पूछ रहा हूं, जो ऊपर बताए गए हैं। यह इस बारे में पूछने से अलग है कि फाटकों को आसान (किसी दिए गए आर्किटेक्चर में) फाटकों के संदर्भ में कैसे विघटित किया जाता है, क्योंकि ऐसा करने का सिर्फ एक तरीका है। मैंने इस बिंदु को स्पष्ट करने की कोशिश कर रहे प्रश्न को संपादित किया। यहाँ एक ऐसी तकनीक का उपयोग करते हुए एक पेपर का एक उदाहरण दिया गया है जो एक टोफोली को लागू करने के लिए है: arxiv.org/abs/1501.04676 , जो इस प्रश्न के उत्तर के रूप में
समझ

2
अध्याय 1 और विशेष रूप से मेरे पीएचडी थीसिस के परिशिष्ट डी बताते हैं कि सुपरकंडक्टिंग क्वैबिट की गतिशीलता से अमूर्त तर्क कैसे आता है।
डैनियलस्कैन

जवाबों:


5

सामान्यतया, क्वांटम गेट के एक एहसास में दो-स्तरीय प्रणाली का सुसंगत हेरफेर शामिल है (लेकिन यह आपके लिए नया नहीं है, हो सकता है)। उदाहरण के लिए, आप फंसे हुए परमाणु में दो लंबे समय तक रहने वाले इलेक्ट्रॉनिक राज्यों का उपयोग कर सकते हैं (रिक्त में तटस्थ या आयनित) और एकल-क्विबेट संचालन को लागू करने के लिए एक लागू विद्युत क्षेत्र का उपयोग कर सकते हैं (उदाहरण के लिए फंसे हुए आयन या ऑप्टिकल लैटिटिस देखें)।

वैकल्पिक रूप से, सॉलिड-स्टेट सॉल्यूशंस जैसे कि सुपरकंडक्टिंग क्विबिट्स या सिलिकॉन-डिफेक्ट क्वैबिट्स हैं, जिन्हें रेडियो-फ्रीक्वेंसी इलेक्ट्रॉनिक्स द्वारा संबोधित किया जाता है। आप हीरे में माइक्रोवेव से संबोधित परमाणु स्पिन sublevels, या नाइट्रोजन रिक्ति कोशिकाओं का उपयोग कर सकते हैं। समानता यह है कि क्वैट्स के हेरफेर और युग्मन को लागू प्रकाश क्षेत्रों के माध्यम से किया जाता है, और ऐसी कई विधियां हैं जिनका उपयोग आप इन प्रणालियों में स्तर रिक्ति को ट्यून करने के लिए कर सकते हैं ताकि सिंगल-स्पिन एड्रेसिंग या जीवनकाल में हेरफेर कर सकें।

हैमिल्टनियन के कार्यान्वयन से अनुवाद स्पष्ट रूप से आपकी पसंद की प्रणाली पर निर्भर करता है, लेकिन अंततः यह सभी अंत में पाउली मैट्रिसेस के लिए उबलता है। प्रकाश क्षेत्र आपके एकल-qubit संचालन में ऑफ-विकर्ण तत्व प्रदान करता है, जबकि दो-qubit संचालन पेचीदा होते हैं और तकनीक बहुत कार्यान्वयन-निर्भर होती हैं।

हमारी साइट का प्रयोग करके, आप स्वीकार करते हैं कि आपने हमारी Cookie Policy और निजता नीति को पढ़ और समझा लिया है।
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.