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民用飞机容错飞行控制系统 - IAENG
摘要—民用飞机的电子飞行控制系统已经进行了改进，以利用技术改进。新技术成熟后可以融入飞机。人们考虑向计算机和执行器/传感器之间的数字网络以及执行器和传感器的更多分布式处理方向发展。因此，未来的飞机系统可能采用新的架构。困难在于实现相同的安全性和可用性要求以及额外的运行可靠性（航空公司要求）。工程师面临的挑战是以合理的成本设计批量生产的容错系统。对空客和波音飞机现有电子飞行控制系统架构以及未来需求的分析促使我们简要概述了基于渐进式需求注入的架构设计过程的增量方法。索引术语—可靠性、容错、安全分析、关键航空电子系统、数字电子飞行控制系统
早期容错机制的量子算法
1. 量子比特的数量 2. 量子电路的深度 3. 样本复杂度 4. 经典的预处理和后处理 • 目标是在不同资源之间进行灵活的权衡 • 坚持可证明的最坏情况保证 + 添加关于
使用...构建容错量子计算机
我们对一种基于 cat 码与外部量子纠错码连接的容错量子计算机进行了全面的架构分析。对于物理硬件，我们提出了一种耦合到二维布局的超导电路的声学谐振器系统。使用硬件的估计物理参数，我们对测量和门（包括 CNOT 和 Toffili 门）进行了详细的错误分析。在建立了一个真实的噪声模型后，我们用数字模拟了当外部代码是重复码或薄矩形表面码时的量子纠错。我们迈向通用容错量子计算的下一步是容错 Toffili 魔法状态准备协议，该协议以非常低的量子比特成本显著提高了物理 Toffili 门的保真度。为了实现更低的开销，我们为 Toffili 状态设计了一种新的魔法状态蒸馏协议。结合这些结果，我们获得了运行有用的容错量子算法所需的物理错误率和开销的实际全资源估计。我们发现，使用大约 1000 个超导电路元件，就可以构建一台容错量子计算机，该计算机可以运行目前传统计算机无法处理的电路。反过来，具有 18,000 个超导电路元件的硬件可以在传统计算无法企及的范围内模拟哈伯德模型。
量子容错阈值的光学演示
摘要 实际量子计算面临的一个主要挑战是量子系统与环境相互作用所导致的无法避免的错误。容错方案中，逻辑量子位由几个物理量子位编码，能够在出现错误的情况下输出更高概率的正确逻辑量子位。然而，对量子位和算子编码的严格要求使得实现完全容错计算即使对于可实现的嘈杂中型量子技术来说也是一项挑战。特别是容错计算的阈值仍然缺乏实验验证。在这里，我们基于全光学装置，通过实验证明了容错协议阈值的存在。四个物理量子位表示为两个纠缠光子的空间模式，用于编码两个逻辑量子位。实验结果清楚地表明，当错误率低于阈值时，由容错门组成的电路中正确输出的概率高于相应的非编码电路。相反，当错误率高于阈值时，容错实现没有优势。开发的高精度光学系统可以为研究具有容错门的更复杂电路中的错误传播提供可靠的平台。
第 14 讲：容错量子计算
我们已经看到，当使用 Steane 码对量子比特进行编码时，我们可以横向执行 H 、 S 和 CNOT 门（因此具有容错性）。这些门一起生成 Cliffird 群，而 Gottesman-Knill 定理（我们在第 5 讲中遇到过）告诉我们，Cliffird 群电路可以在经典计算机上有效地模拟。
新型高功能容错 ALU
小型化、成本、功能性、复杂性和功耗是电路设计中需要注意的重要且必要的设计特性。小型化和功耗之间存在权衡。智能技术一直在寻找新的范例来继续改善功耗。可逆逻辑是部署以避免功耗的智能计算之一。研究人员提出了许多基于可逆逻辑的算术和逻辑单元 (ALU)。然而，容错 ALU 领域的研究仍在进行中。本文的目的是通过使用奇偶校验保留逻辑门来弥补容错领域新研究人员的知识空白，而不是通过各种来源搜索大量数据。本文还介绍了一种基于高功能的新型容错算术和逻辑单元架构。以表格形式显示了优化方面的比较，结果表明，所提出的 ALU 架构在可逆逻辑综合的所有方面都是最佳平衡。所提出的 ALU 架构采用 Verilog HDL 进行编码，并使用 Xilinx ISE design suite 14.2 工具进行仿真。所提出的架构中使用的所有门的量子成本均使用 RCViewer + 工具进行验证。
分布式系统中的容错时钟同步
umass.edu › ramanathan_clksync PDF 作者：P Ramanathan — 作者：P Ramanathan 最大可靠性和高性能......商用飞机的规定小于......通过使用数字签名²或。
具有表面编码的容错量子网络
摘要 — 量子网络是在物理上分离的量子处理器之间传输以量子比特或量子位编码的信息的手段。鉴于量子位的不稳定性，这种网络的设计具有挑战性，需要在可靠性和效率之间取得谨慎的平衡。通常，量子网络分为两类：利用量子纠缠进行量子隐形传态的网络和直接传输量子信息的网络。在本文中，我们介绍了 SurfaceNet，这是第二类量子网络，它使用表面代码作为逻辑量子位来保存和传输信息。我们使用表面代码的方法可以容错地纠正网络内的操作和光子丢失错误。我们提出了一种新颖的单向量子通信程序，旨在更好地将表面代码集成到我们的网络架构中。我们还提出了一种高效的路由协议，可以优化通信过程的资源利用率。模拟结果表明，SurfaceNet 显著提高了整体通信保真度。
大规模容错通用光量子计算机的开发
1. 项目概要 各种物理系统的研究正在朝着实现实用量子计算机的方向发展。在大多数系统中，一个主要挑战在于实用量子计算所需的高度复杂的量子处理器。另一方面，光学系统可以用紧凑的量子处理器进行实用量子计算。由于这种量子处理器已经得到证实，开发的主要重点是光量子比特的生成。作为光量子比特源，我们提出了量子任意波形发生器 (Q-AWG)。Q-AWG 是一种多功能量子光源，可以输出任意量子态的光和任意脉冲波形。由于其高度的通用性，Q-AWG 可以作为实用光量子计算机的核心光源，并有可能解决在实现实用量子计算机的道路上出现的各种挑战。Q-AWG 确实是一个“终极量子光源”，它的实现将大大加速光量子计算机的发展。