QC - Clárú Quantum: saincheisteanna cur chun feidhme

Grianghraf le NeONBRAND

Táimid fós i gcéim luath na ríomhaireachta Quantum. Bí ag súil le hiontais! Braitheann algartam chandamach ar na coirníní atá ar fáil agus freisin ar an gcaoi a bhfuil na coirníní sin ceangailte. Féadfaidh samhlacha éagsúla ríomhairí chandamach é a dhéanamh ar bhealach difriúil. Tá sé seo cosúil le clár a reáchtáiltear ar phróiseálaí Intel i7 agus go dteipeann air do phróiseálaí na chéad ghlúine eile. Saincheist mhór eile i ríomhaireacht chandamach is ea dí-chomhsheasmhacht. Ná bí ag súil le clár reatha a chur ar sos agus caife a thapú. Nuair a bhuaileann tú an cnaipe reathaithe, tá tú faoin gclog. Caithfidh an clár críochnú go gasta sula lobhadh an fhaisnéis chandamach. San Airteagal seo, clúdóimid roinnt saincheisteanna cur chun feidhme chomh maith leis an bhfadhb dí-chomhsheasmhachta.

Geata babhtála

B’fhéidir nach mbeidh cur i bhfeidhm fisiceach coirníní siméadrach. Féadfaidh geata rialaithe-rialaithe qubit-0 a ghlacadh mar an rialú agus qubit-1 mar an sprioc ach ní a mhalairt.

Ag brath go mór ar chur chun feidhme

Taispeánann sé anseo an chaoi ar féidir 2-qubit a nascadh i ngeata CNOT ar IBM Q5.

Mar a thaispeántar thíos, má nascann muid q1 agus q2 le geata rialaithe-ní, gheobhaidh muid botún.

Foinse

Ní cheadaítear sa mheaisín seo an q1 a bheith mar an qubit rialaithe le q2 mar sprioc.

Trí na geataí a athshlánú, tá an earráid imithe.

Seo sampla eile do IBM Q20.

IBM Q 20 Tóiceo (20-qubits) - Athraithe ón bhfoinse

Chun an teorannú a shárú, is féidir linn babhtáil a úsáid chun dhá chnapán a mhalartú.

Seo féidearthachtaí eile chun an cheist a shárú:

Foinse

Geata Uilíoch

Sa ríomhaireacht chlasaiceach, is geata uilíoch é geata NAND atá in ann na hoibríochtaí atá fágtha a thógáil. Féadfaimid cúpla geata uilíoch níos mó a chur i bhfeidhm ar chúis feidhmíochta. Tógtar geataí casta ar bharr na ngeataí fisiciúla seo. I ngeataí chandamach, tá an tacar uilíoch

Féadann sé seo geataí CNOT, H, S agus T a laghdú agus a chomhfhogasú tuilleadh le roinnt lasnairde. Go praiticiúil, cuireann IBM Q (ibmqx4) na geataí fisiciúla seo a leanas i bhfeidhm:

áit

Maidir leis an gcomhéadan cláraithe, soláthraítear na hoibríochtaí go léir seo a leanas in IBM Q agus tógann siad ar bharr na ngeataí thuas.

Tugann sé seo ábhar tábhachtach amháin dúinn i ndáiríre.

Níl gach coibhéis cothrom

Tá beachtas agus earráidí fós ina saincheist maidir le ríomhaireacht chandamach. Mar a léirítear thuas, tá earráid gheata agus earráid inléite éagsúil ag coirníní difriúla. Baineann earráid gheata leis an cruinneas agus geata chandamach á chur i bhfeidhm. ie cé chomh cruinn agus is féidir linn an superposition a rialú? Is é earráid inléite an earráid maidir le coirnéil a thomhas. Is é earráid gheata MultiQubit an earráid agus an geata 2-qubit á oibriú. Féadfar an fhaisnéis seo a chur san áireamh agus algartam á chur i bhfeidhm. Nó ar a laghad ba chóir é seo a dhoiciméadú agus do fhorghníomhú á rith chun comparáid nó tagairt a dhéanamh amach anseo.

Decoherence & earráidí

Mar a luadh cheana, tá gach clár chandamach ag rith faoin gclog. Chomh luath agus a thosaíonn tú ag bualadh an chnaipe reatha, tosaíonn faisnéis chandamach ag díghrádú mar gheall ar an idirghníomhaíocht leis an gcomhshaol (aon réimsí leictreacha agus maighnéadacha sa chomharsanacht). Ní mór do chlár a bheith críochnaithe sula ndéantar truflais den stát chandamach. Mar sin ba chóir duit a bheith ar an eolas faoi fhad na ngeataí candamacha fisiciúla a úsáidtear i do chlár. Ós rud é go bhfuil an clár scríofa i ngeataí chandamach loighciúla, tá sé ina chuidiú eolas a fháil ar an gcaoi a n-aistrítear geataí fisiciúla go geataí fisiciúla.

Is féidir cáilíocht na ríomhairí chandamach a thomhas de réir an ama scíthe (T1), an t-am comhleanúnachais (T2), earráidí inléite, agus earráidí geata.

Foinse IBM

Tomhaistear an próiseas díchothaithe le T1 agus T2 thuas.

T1 - Scíth fuinnimh: lobhadh an t-am a thógann an stát corraitheach | 1⟩ i dtreo staid na talún | 0⟩.

T2 - Ídiú a théann i bhfeidhm ar chéim an superposition. Cuimsíonn T2 an éifeacht atá ag dímheas chomh maith le scíth a ligean ar fhuinneamh.

Sin é an fáth go bhfoilsítear an fhaisnéis seo i gcónaí le haghaidh do thagartha.

Caoinfhulaingt locht

Ní mhúintear ríomhaireacht lamháltas lochtanna san innealtóireacht ar feadh tréimhse an-fhada a thuilleadh. Tugann ríomhaireacht chandamach an t-ábhar ar ais. Tá an ríomh chandamach i mbaol earráidí. Chun an fhadhb a fhrithchothromú, is féidir linn geataí chandamach breise a chur leis chun earráidí a bhrath nó chun earráidí a cheartú. Is cúis mhór amháin é seo go mbíonn i bhfad níos mó coirnéil de dhíth orainn i gcónaí ná mar a cheapaimid. Is é an sampla seo a leanas ionchódóir agus díchódóir a cheadaíonn earráid qubit amháin.

Foinse: IBM

Ar Aghaidh

Anois críochnaímid na geataí chandamach. Ansin, tosóimid ag foghlaim algartam chandamach.

Seo an nasc don tsraith iomlán: