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量子计算的基本门
我们证明，由全部为 1 位量子门（U(2)）和 2 位异或门（将布尔值（x, y）映射到（x, x ⊕ y））组成的一组门是通用的，因为对任意多个位 n（U(2 n)）的所有幺正运算都可以表示为这些门的组合。我们研究了实现其他门所需的上述门的数量，例如广义 Deutsch-Toffili 门，这些门对一个输入位应用特定的 U(2) 变换当且仅当满足所有剩余输入位的逻辑与。这些门在许多提出的量子计算网络构建中起着核心作用。我们推导出构建各种二位和三位量子门所需的基本门的确切数量的上限和下限，以及 n 位 Deutsch-Toffili 门所需的渐近数，并对任意 n 位酉运算所需的数量进行了一些观察。PACS 编号：03.65.Ca、07.05.Bx、02.70.Rw、89.80.+h
可逆逻辑门和应用程序
近年来，可逆的逻辑门引起了人们的重大兴趣，因为它们有可能减少能源消耗并满足对低功率计算系统的不断增长的需求。与传统的逻辑门不同，可逆逻辑门确保在计算过程中不会发生任何信息损失，从而可以逆转整个计算过程。这种独特的特征为开发节能数字电路开辟了新的途径。本评论论文通过解决有关可逆逻辑门的现有文献中明显的差距，是对该领域的重要贡献。这项研究不仅全面分析了可逆的逻辑门，而且也强调了其实际应用和意义。它涵盖了各种可逆的逻辑大门，包括Toffoli Gates，Fredkin Gates和Newer Innovations。发现Toffoli门在门数和量子成本降低方面表现优于量子，使其成为量子电路优化的首选选择。此外，弗雷德金门在特定应用中显示出非凡的性能，例如数据交换和量子状态控制。数字电路等数字电路，例如加法器，多路复用器，ALU等。是使用HNG，DKG等可逆大门成功设计的。这项研究填补的显着差距在于需要对最先进的可逆逻辑门及其现实世界实用程序进行整合和深入分析。虽然先前的研究已经单独讨论了这些大门，但本文通过对其性能，量子成本，门计数和实际应用进行整体评估，从而采用一种新颖的方法，从而为该领域的研究人员，工程师和设计师提供了全面的资源。这种创新的贡献在塑造节能和量子计算系统的进度以及为各种应用中优化VLSI芯片设计方面起着关键作用，并特别强调增强加密和数据处理能力。本综述的发现旨在刺激可逆计算中的进一步研究和开发，从而有助于提高节能和提供信息的计算系统。
量子门 - Gavin E. Crooks
量子计算和信息的权威教科书仍然是 Michael A. Nielsen 和 Isaac L. Chuang 的经典著作《量子计算和量子信息》（昵称 Mike and Ike）[ 3 ]。如果你对量子计算有兴趣，你应该买这本书 1 。这些笔记将对这个主题进行不同的探讨，在某些地方会更详细，包含一些较新的材料，但会忽略其他领域，因为没有必要重复 Mike 和 Ike 已经讲过的内容。John Preskill 的讲座笔记 [ 4 ] 是另一篇非常出色的（尽管总是不完整）关于这个主题的论述。有关量子力学的基本介绍，请参阅 Leonard Susskind 和 Art Friedman 撰写的《量子力学：理论最小值》[ 5 ]。传统的量子力学教科书没那么有用，因为它们往往会快速跳过基本面和信息方面，而专注于光、原子、腔体等的具体行为。显然，如果你正在构建一台量子计算机，这些物理细节很重要，但对于编程来说却不那么重要，而且我认为传统方法往往会掩盖量子信息的本质以及量子物理与经典物理的根本区别。但在这样的物理文本中，我推荐 JJ Sakurai [ 6 ] 的《现代量子力学》。有关量子计算的更温和的介绍，请参阅 Eleanor G. Rieffer 和 Wolfgang H. Polak [ 7 ] 的《量子计算：温和介绍》。另一个有趣的是 Andy Matuschak 和 Michael Nielsen 的《量子国度》。这是一门在线量子计算入门课程，内置间隔重复 [ 8 ]。 Scott Aaronson 的《德谟克利特以来的量子计算》[ 9 ] 也是一本不错的入门书，特别是对于计算复杂性理论而言。从数学上讲，量子力学主要是应用线性代数，学习更多的线性代数永远不会错。Ivan Savov [ 10 ] 的《线性代数指南》是一本很好的入门书，Sheldon Axler [ 11 ] 的《线性代数入门》则更深入。若想深入了解量子信息，John Watrous [ 12 ] 的《量子信息理论》和 Mark M. Wilde [ 13 ] 的《量子信息理论》都是很棒的书，尽管分量很重。如果你的孩子还很小，可以让他们从小就开始学习 Chris Ferrie 和 whurely 的《婴儿量子计算》[ 14 ]。
SNx4LVC00A 四路 2 输入正与非门
在许多情况下，数字逻辑器件的功能或部分功能未使用，例如，当仅使用三输入与门的两个输入或仅使用 4 个缓冲门中的 3 个时。此类输入引脚不应保持未连接状态，因为外部连接处的未定义电压会导致未定义的操作状态。布局示例指定了在任何情况下必须遵守的规则。数字逻辑器件的所有未使用的输入必须连接到高或低偏置以防止它们浮动。应应用于任何特定未使用输入的逻辑电平取决于设备的功能。通常，它们将绑定到 GND 或 V CC ，以更有意义或更方便为准。浮动输出通常是可以接受的，除非该部件是收发器。
具有噪声辅助单元的路径独立量子门
量子计算的一个突出挑战是构建具有出色相干性和可靠的通用控制的量子装置[1 – 3]。为了获得良好的相干性，我们可以选择低耗散的物理系统（例如超导腔[4 – 6]和核自旋[7 – 10]），或者通过主动量子纠错进一步增强相干性[11,12]。当我们通过将中央系统与噪声环境更好地隔离来提高相干性时，处理存储在中央系统中的信息变得更加困难。为了控制几乎孤立的中央系统，我们通常会引入相对容易控制的辅助系统（例如，transmon 量子比特[13 – 15]和电子自旋[8,9]），但辅助系统通常比中央系统遭受更多的退相干，从而限制了辅助量子操作的保真度。因此，开发能够容忍辅助错误的量子控制协议至关重要。对于具有时间或空间相关性的噪声，我们可以使用动态解耦[16 – 18]或无退相干编码[19,20]技术来实现中央系统的抗噪声控制。当噪声没有相关性（例如马尔可夫噪声）时，我们需要主动量子纠错（QEC）来提取熵。对于量子比特系统，抑制辅助误差的一种常用策略是使用横向方法[1,21 – 26]，但这可能需要花费大量的硬件开销并且不能提供通用控制[1]，因此希望有一种硬件高效的方法来实现对辅助误差的容错操作[27 – 32]。与量子比特系统不同，每个玻色子模式都有一个大的希尔伯特空间，可以使用各种玻色子量子码来编码量子信息，正如最近的实验所证明的那样[11,33 – 35]。然而，没有简单的方法来划分玻色子
异步原子激发的量子门
光子作为信息载体，使得使用线性光学装置实现单量子比特门成为可能，但由于光子之间不直接相互作用，因此纠缠操作的设计很难实现。有一种流行的 KLM 方案 [1]，其中使用测量作为替代相互作用及其改进版本 [2, 3] 与隐形传态，这大大提高了效率，并且该方案还有许多用于原子的选项（例如，参见 [4]）。然而，在实验中使用经典概率方案对单粒子量子门的效率提出了更高的要求，至少在理论上是可能的。使用经典概率掩盖了量子计算机的主要问题：相干性如何在不同粒子的复杂系统中体现？
量子计算简介：Qubits，Gates和...
欧洲•荷兰：库特奇（2014）•英国：国家量子技术计划（2014）•欧盟：量子旗舰店（2016）•瑞典：沃伦贝格量子技术中心（2017年）•德国：德国：弗劳恩霍夫 - 弗劳恩霍夫 - IBM Alliance - IBM Alliance（2019）
用于 Gottesmann-Kitaev-Preskill 状态的两个量子比特门
两个量子比特门对于通用量子计算至关重要。对于 Gottesmann-Kitaev 和 Preskill 状态，可以使用光学元件（例如压缩器和分束器）实现像 CZ 和 CNOT 这样的两个量子比特门。然而，它们是为理想化的 GKP 码字设计的，因此在现实环境中会出现有限能量效应。在本文中，我们将提供量化相空间中 GKP 状态中这些有限能量效应的方法。我们将明确计算应用逻辑 CZ 之前和之后计算基础状态的波函数变化。我们观察到 CZ 门在相空间中所有错误都发生在 p 正交中，而 q 正交保持不变。充分了解 CZ 门引起的错误将允许设计精确的纠错方案来纠正错误。我们给出了 GKP CZ 门的新型近似方案，并将其与 GKP CNOT 门的现有方案进行比较。最后，我们将研究纠正有限能量效应的误差修正方案。