容错量子计算需要执行许多最有前景的量子映射应用。近年来,出现了许多非常适合当前和未来有限连接的二维设备的错误或纠正代码,例如urf acecode。我们发现,通过 2. 5-D 架构的传输位安排,可以有效地实现特定的谐振腔,并且只需大约 2. 0 个更少的时间即可有效地实现表面代码安斯蒙斯 VI 位于 hi sw 或 k。我们通过在与每个传输相连的量子位存储器层中存储代码来虚拟化二维存储器或设备。分布式量子位跨领域对容错影响最小,并导致实质上或有效的逻辑操作。虚拟逻辑量子位 (VLQ) 系统具有容错性、可比性和 2D 转换架构,可通过概念验证实验演示来实现围绕逻辑位的使用,需要非政府组织 1 1 传输和 9 附加信息。问
完整作者列表: Wang, David;密歇根州立大学,化学 Gauthier, Aidan;密歇根州立大学,化学 Siegmund, Ashley;密歇根州立大学,化学 Hunt, Katharine;密歇根州立大学,化学
摘要 — 虽然量子计算在解决以前难以解决的问题方面具有巨大潜力,但其目前的实用性仍然有限。实现量子效用的一个关键方面是能够有效地与来自经典世界的数据交互。本研究重点关注量子编码的关键阶段,该阶段能够将经典信息转换为量子态,以便在量子系统内进行处理。我们专注于三种突出的编码模型:相位编码、量子比特格和量子图像的灵活表示 (FRQI),以进行成本和效率分析。量化它们的不同特征的目的是分析它们对量子处理工作流程的影响。这种比较分析提供了有关它们的局限性和加速实用量子计算解决方案开发的潜力的宝贵见解。索引词 — 量子计算、混合经典量子计算、量子编码、基准测试
受控操作是量子算法的基本组成部分。将 n 个控制非门 (C n (X)) 分解为任意单量子比特和 CNOT 门是一项重要但并非易事的任务。本研究引入的 C n (X) 电路在渐近和非渐近范围内的表现优于以前的方法。提出了三种不同的分解:一种是使用一个借用的辅助量子比特的精确分解,电路深度为 ΘðlogðnÞ3Þ,一种没有辅助量子比特的近似分解,电路深度为 OðlogðnÞ3logð1=ϵÞÞ,以及一种具有可调深度电路的精确分解,该电路的深度随着可用辅助量子比特的数量 m ≤ n 而减少,即 Oðlogðn=bm=2cÞ3+logðbm=2cÞÞ。由此产生的指数加速可能会对容错量子计算产生重大影响,因为它可以改善无数量子算法的复杂性,应用范围从量子化学到物理学、金融和量子机器学习。
AES的重要性,它是研究最多的密码之一[3,11,15,17,18],在量子电路的有效合成的背景下。这些实现可以在某些涉及AE的对称键基原始素的量子攻击中使用[4,9,9,13,16]。在本文中,我们构建了一些Qubits的AE的量子电路,涉及的技术可能会为AES的量子电路提供更多灵感的量子和电路深度交易。可以与cli效率 + t门集合进行任何经典矢量布尔函数的量子甲骨文,该函数由Hadamard Gate(H),相位栅极(S),对照栅极(cnot)和非cli虫t Gate组成。有一些关于合成最佳可逆电路的作品,例如可逆布尔函数。Shende等。[22]考虑使用不使用栅极,cnot门和to奥里门的3位可逆逻辑电路的合成。Golubitsky等。[10]提出了一个最佳的4位可逆电路,该电路由NOT GATE,CNOT GATE,TO to oli Gate和4位TO奥利门组成。综合量子电路实现的目的是减少量子的深度和数量[3,11,17,18]。根据我们当前对耐断层量子计算的理解,t -Depth的度量可能是最重要的。但是,在构建实用量子计算机之前,降低量子数量的成本的方法也非常有意义,并且它可能会提供更多灵感的量子和深度交易。在[8]中,Datta等。 在[15]中,Jaques等。在[8]中,Datta等。在[15]中,Jaques等。最近,AE的效率量子电路的构建引起了很多关注。提出了AE的可逆实现。提出了一种将AES量子电路的深度宽度成本度量最小化的方法。在[11]中,Grassl等。提出了针对最低量子数的AE的量子电路。在[17]中,Kim等。 在AES上展示了一些时间记忆交易。 在[3]中,Almazrooie等。 提出了AES-128的新量子电路。 通过利用S-box的经典代数结构[5],Langenberg等。 在[18]中展示了一种构建AES S-box的量子电路的新方法,该方法基于Langenberg等人。 提出了AES-128的有效量子电路。 与Almazrooie等人相比。 和Grassl等。 的估计值,Langenberg等人提出的电路。 可以同时减少量子数的数量和to oli大门。 Langenberg等。 的工作表明,我们可以通过构造更效率的AES经典电路来构建AE的改进的量子电路。 有几项关于如何减少经典环境中AE的门数的作品[1、7、14、19、28]。 在[14]中,Itoh和Tsujii提出了用于计算F 2中乘法逆的塔架架构,这是设计S-Box的紧凑硬件实现的强大技术。 通过使用塔场技术,[7]中的CANIGRES显示了一种计算输入的乘法逆的有效方法。在[17]中,Kim等。在AES上展示了一些时间记忆交易。在[3]中,Almazrooie等。提出了AES-128的新量子电路。通过利用S-box的经典代数结构[5],Langenberg等。在[18]中展示了一种构建AES S-box的量子电路的新方法,该方法基于Langenberg等人。提出了AES-128的有效量子电路。与Almazrooie等人相比。和Grassl等。的估计值,Langenberg等人提出的电路。可以同时减少量子数的数量和to oli大门。Langenberg等。 的工作表明,我们可以通过构造更效率的AES经典电路来构建AE的改进的量子电路。 有几项关于如何减少经典环境中AE的门数的作品[1、7、14、19、28]。 在[14]中,Itoh和Tsujii提出了用于计算F 2中乘法逆的塔架架构,这是设计S-Box的紧凑硬件实现的强大技术。 通过使用塔场技术,[7]中的CANIGRES显示了一种计算输入的乘法逆的有效方法。Langenberg等。的工作表明,我们可以通过构造更效率的AES经典电路来构建AE的改进的量子电路。有几项关于如何减少经典环境中AE的门数的作品[1、7、14、19、28]。在[14]中,Itoh和Tsujii提出了用于计算F 2中乘法逆的塔架架构,这是设计S-Box的紧凑硬件实现的强大技术。通过使用塔场技术,[7]中的CANIGRES显示了一种计算输入的乘法逆的有效方法。在[6]中,Boyar和Peralta通过使用塔式字段实施,为AES中的S-Box提出了一个深度16电路。
自克劳德·香农(Claude Shannon)首次提出信息理论以来,信息科学在过去的七十年中导致了我们生活中的重大变化。它基于信息的量化作为区分二态状态的能力。基本信息单位是二进制数字,也称为位。这是区分0和1的两个状态的能力,并且是数字计算,信息处理和通信的基本原则。但是,所有传统信息科学均基于钻头行为的经典物理:在计算或通信中间的任何给定时间,给定的位只能占用两个可用值之一。出现一个自然的问题:鉴于经典物理学是量子物理学的一个子集(或者,量子物理学是具有对应原理的经典物理学的概括,量子物理学在“经典”限制中降低到经典物理学,如果我们利用量子物理学优势,我们可以在信息处理中做得更多吗?这个问题的答案被证明是一个响亮的“是”,开辟了量子信息科学的新领域。在本章中,我们将讨论利用原子进行量子计算。在下一章中,我们将讨论利用原子和光子进行量子通信。
量子位或量子位定义为量子系统的两个状态[1],用于存储和处理量子信息,以类似地与位置在日常,标准,计算机中存储和处理信息的方式。尽管量子计算机比其经典尺度上具有许多优势,但我们仍然无法控制将噪声引入系统的各种机制,以利用较大量子阵列的完整功能。噪声可以降低量子的相干时间,这是量子量子在不可逆转地丢失信息之前保持一定状态的时间。目前,具有量子机械自由度的宏观超导电路是错误耐受量子计算的领先候选者。我们将这些简单地称为超导量子。尽管有数十年的先前工作的其他体系结构,例如原子钟,是由于易于制造(半导体处理),控制(利用雷达/无线技术)以及商业低温系统中突破性的操作而引起的。 尽管自1980年代首次亮相以来,电子连贯时间的相干时间超过六个数量级,并且对竞争的上述优势,但非平衡准粒子(QPS)(第4页)和两级系统(TLS)(TLS)>>/div>>/div>>/div>>/div>>/div>>/div>>/div>>是由于易于制造(半导体处理),控制(利用雷达/无线技术)以及商业低温系统中突破性的操作而引起的。尽管自1980年代首次亮相以来,电子连贯时间的相干时间超过六个数量级,并且对竞争的上述优势,但非平衡准粒子(QPS)(第4页)和两级系统(TLS)(TLS)
通过本地隐藏变量,询问需要哪些其他资源来重新生产它们很有趣。例如,如果通过某些经典通信增加了局部隐藏变量,是否可以模拟两个纠缠量子位的本地测量统计数据?但是,由于测量值是通过连续参数描述的,因此人们可能期望复制这些量子相关性的通信成本是无限的[7]。在改进了纠缠量子的一系列改进方案[8-12]之后,Toner和Bacon在2003年取得了突破[13]。他们表明,单个经典的交流足以模拟最大纠结量子对上所有局部投影测量的统计数据。经典的通讯已被确定为贝尔非局部性的一种衡量标准[14-23],并在构建局部隐藏变量模型中找到了应用[15]。