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World File Search System逻辑门
Clifford 层次结构中成本最优的单量子比特门合成
对于通用量子计算，实际实施需要克服的一个主要挑战是容错量子信息处理所需的大量资源。一个重要方面是实现由量子纠错码中的逻辑门构建的任意幺正算子。通过组装从一小组通用门中选择的逻辑门序列，可以使用合成算法将任何幺正门近似到任意精度，这些通用门在量子纠错码中编码时可容错执行。然而，目前的程序还不支持单独分配基本门成本，许多程序不支持扩展的通用基本门集。我们使用基于 Dijkstra 寻路算法的穷举搜索分析了标准 Clifferd+T 基本门集的成本最优序列，并将其与另外包括 Clifferd 层次结构更高阶的 Z 旋转时的结果进行了比较。使用了两种分配基本门成本的方法。首先，通过递归应用 Z 旋转催化电路将成本降低到 T 计数。其次，将成本指定为直接提炼和实现容错门所需的原始（即物理级）魔法状态的平均数量。我们发现，使用 Z 旋转催化电路方法时，平均序列成本最多可降低 54 ± 3%，使用魔法状态提炼方法时，平均序列成本最多可降低 33 ± 2%。此外，我们通过开发一个分析模型来估计在近似随机目标门的序列中发现的来自 Clifford 层次结构高阶的 Z 旋转门组的比例，从而研究了某些基本门成本分配的观察局限性。
使用 IBM 量子计算机设计 4 量子位乘法器的量子电路
本文介绍了 IBM 量子计算机中利用可逆逻辑门设计快速高效乘法器的方法。为了设计乘法器，设计了高效的二进制半加器和全加器用于加法过程。这些设计的实现和仿真是在 IBM 建立的云应用程序上完成的。这些设计针对不同输入的结果以图表的形式显示，显示了概率。与任何软件中的模拟输出相比，输出速度都非常快。最后，结果证实，所提出的加法器和乘法器设计降低了复杂性，输出高效，且不影响延迟。
用于量子计算的可除代码
可整除码由码字权重共享大于一的共同除数的属性定义。它们用于设计通信和传感信号，本文探讨了如何使用它们来保护经逻辑门转换的量子信息。给定一个 CSS 码 C ，我们推导出横向对角物理算子 UZ 保留 C 并诱导 UL 的必要和充分条件。CSS 码 C 中的 Z 稳定器组由经典 [ n, k 1 ] 二进制码 C 1 的对偶确定，X 稳定器组由 C 1 中包含的经典 [ n, k 2 ] 二进制码 C 2 确定。对角物理算子 UZ 固定 CSS 码 C 的要求导致了对 C 2 陪集权重一致性的限制。这些约束非常适合可分码，并且代表着一个机会来利用关于具有两个或三个权重的经典代码的大量文献。我们使用由二次形式定义的一阶 Reed Muller 码的陪集构造新的 CSS 代码系列。我们提供了一种简单的替代标准方法的陪集权重分布（基于 Dickson 范式），这可能具有独立意义。最后，我们开发了一种绕过 Eastin-Knill 定理的方法，该定理指出，没有 QECC 可以仅通过横向门来实现一组通用逻辑门。基本思想是分层设计稳定器代码，具有 N 1 个内部量子比特和 N 2 个外部量子比特，并在内部量子比特上组装一组通用容错门。
拓扑量子计算中的三元逻辑设计
量子计算机的运行速度比传统计算机快得多。它基于叠加原理工作。但由于退相干效应，量子态的叠加会因与环境的相互作用而遭到破坏。完全隔离一个量子系统以使其摆脱退相干是一个真正的挑战。这个问题可以通过使用物质的拓扑量子相来规避。这些相具有称为任意子的准粒子激发。任意子是电荷通量复合材料，表现出奇异的分数统计特性。当交换顺序很重要时，任意子被称为非阿贝尔任意子。拓扑超导体中的马约拉纳费米子和某些量子霍尔态中的准粒子是非阿贝尔任意子。这种物质的拓扑相具有基态简并性。两个或多个非阿贝尔任意子的融合可以导致多个任意子的叠加。拓扑量子门是通过非阿贝尔任意子的编织和融合来实现的。容错是通过任意子的拓扑自由度来实现的。这种自由度是非局部的，因此无法受到局部扰动的影响。本文讨论了拓扑量子比特的希尔伯特空间。简要给出了二元门的 Ising 和斐波那契任意子模型。三元逻辑门比二元逻辑门更紧凑，自然出现在一种称为元任意子的任意子模型中。元任意子的融合和编织矩阵的数学模型是重耦合理论的量子变形。我们提出，现有的量子三元算术门可以通过元任意子的编织和拓扑电荷测量来实现。
对称保护的量子计算
我们考虑一种使用量子比特的量子计算模型，其中可以测量给定的一对量子态是处于单重态（总自旋为 0）还是三重态（总自旋为 1）。其物理动机是，只要哈密顿量中的所有项都是 SU (2) 不变的，我们就可以以一种不会泄露其他信息的方式进行这些测量。我们推测这个模型等价于 BQP。为了实现这一目标，我们证明了：（1）如果补充单量子比特 X 和 Z 门，该模型能够以多对数开销进行通用量子计算。（2）在没有任何额外门的情况下，它至少与 Jordan 的弱“置换量子计算”模型一样强大 [ 14 , 18 ]。（3）通过后选择，该模型等价于 PostBQP。不完美的物理门是构建可扩展量子计算机的主要挑战。克服这一挑战的一种可能方法是使用纠错码从低保真度物理门构建高保真度逻辑门 [10]。另一种方法是使用拓扑有序状态来存储和操纵量子信息，直接获得良好的逻辑门 [17]。在这里，我们提出了第三种方法，通过物理哈密顿量的对称性保护操作。特别地，我们考虑在量子自旋中编码的量子位，并且我们假设哈密顿量和任何噪声项都遵循同时作用于所有量子位的 SU (2) 对称性。我们需要快速介绍一下 SU (2) 的表示理论。SU (2) 的不可约表示由一个量 S ∈{0, 1 / 2, 1, 3 / 2, ... } 来索引，称为自旋。自旋 S 的表示维数为 2 S + 1 。自旋 1 / 2 的表示维数为
量子计算机科学：简介
埃克塞特学院牛津暑期课程 量子计算机科学：导论 课程简介 这是一本量子计算机科学的入门书，主要面向计算机科学家、物理学家、电气工程师和数学家。它将介绍大量的思想，重点是熟悉主要概念，以及一些术语和方法的一般知识。数学方法将以“需要知道”的方式以实用的方式使用。目的是为任何希望最终加入研究工作或加入工程和商业劳动力队伍并具有丰富背景的人提供基础，以方便他们进入该学科。主要参考文本是 David Mermin 的《量子计算机科学：导论》。John Preskill 的讲义也可能有用。 教学大纲概述 1. 经典比特和经典信息 数据压缩的概念；香农信息和无噪声编码定理。 2. 经典计算机科学 图灵机和通用性、冯·诺依曼架构、逻辑门、复杂性类、停机问题。 3. 数学背景：线性代数、复数向量、特征值、厄米矩阵和幺正矩阵、交换子、泡利矩阵、狄拉克符号 4. 基本量子观察：叠加、纠缠、测量、双路径量子干涉实验、杨氏狭缝、哪条路径信息、简单测量理论（投影）、薛定谔方程 5. 量子比特、量子态、门和测量、双态量子系统、单量子比特和双量子比特逻辑门、阿达玛变换、克利福德门、Gottesman-Knill 定理、通用门集。
量子控制机
用于分解，搜索和仿真等任务的量子算法取决于控制流，例如分支和迭代，取决于叠加中数据的价值。用于控制流的高级编程抽象，例如开关，循环，高阶功能和连续性，在古典语言中无处不在。相比之下，许多量子语言不提供叠加中控制流的高级抽象，而需要使用硬件级逻辑门来实现此类控制流。此差距的原因是，尽管经典计算机使用可以取决于数据的程序计数器支持控制流摘要，但量子计算机的典型体系结构并不能类似地提供可以取决于叠加数据的程序计数器。结果，尚未在量子计算机上正确实现的完整控制流抽象集。在这项工作中，我们提供了控制流摘要的属性的完整表征，这些属性在量子计算机上正确实现。首先，我们证明，即使在量子计数器中存在的量子计算机上，也无法通过将经典的条件跳跃指令提升到叠加工作中的量子算法中的控制流。该定理否认能够直接提起控制流的一般抽象，例如𝜆钙从经典到量子编程。为了响应，我们提供了在量子计算机上正确实现的控制流的必要条件。我们介绍了量子控制机，这是一种指令集体系结构，其有条件跳跃的限制是满足这些条件的。我们展示了该设计如何使开发人员使用程序计数器代替逻辑门正确表达量子算法中的控制流。
ECE 3349a：VLSI的引入-Swortn Engineering 原位构建了3D锂阳极，用于长期播放... ECE 2231b：电子产品简介 - 西方工程 MME4480A - 高级CAE：反向工程课程... 机电系统系统工程 ECE 9516B/9156B - 自动机器人技术中的主题
描述：本课程是与最先进的CMOS技术中集成电路（IC）相关的概念的介绍。微电子和非常大规模的集成（VLSI）的连续进步使整个电子系统在单个芯片（SOC）上成为可能。现代VLSI IC每芯片包含超过20亿个组件。半导体设备的设计和制造带来了独特的挑战，尤其是在概念和设计水平上，因此寻求计算机辅助设计（CAD）方法来帮助管理这些复杂的设计。特别是，本课程介绍了CMOS半导体设备，IC设计背后的物理原理，数字逻辑门的设计和分析以及使用专业CAD工具进行IC设计。
多层超导集成电路中的电感噪声耦合
超导低温电路是一种新兴的节能技术，可以替代或补充现有的 CMOS VLSI 系统。最先进的超导电路利用十多个铌层作为逻辑电路和互连。这些系统中存在多个电感耦合噪声源。本文评估了这些电感噪声源，并讨论了耦合噪声的影响。特别是，本文描述并讨论了无源传输线中耦合噪声的影响，其中数据信号的幅度异常小。本文还描述了偏置电流耦合到逻辑门内电感的影响，因为逻辑门需要精确的偏置条件。本文提供了管理耦合噪声有害影响的指南。
SpaceWire 数据表
SpaceWire 的主要优势之一是其复杂度低（因此门数少），并且可以轻松地在 ASIC 和 FPGA 中实现。SpaceWire 接口可以在大约 5000 到 8000 个逻辑门中实现。这使得可以在 FPGA 或 ASIC 上包含一个或多个 SpaceWire 接口以及应用逻辑或微型计算机。SpaceWire 使用数据选通编码，其中串行数据信号和选通信号通过两个差分对发送。选通信号的定义使得时钟恢复只需将数据和选通信号进行异或即可实现。无需锁相环，因此可以轻松地在任何数字 ASIC 或 FPGA 设备中实现 SpaceWire 接口。数据选通编码还具有良好的偏差容差。