By Kenna Hughes-Castleberry postat pe 08 martie 2024
„Journal Club” de la IQT este o serie de articole săptămânale care descompune o lucrare recentă de cercetare a tehnologiei cuantice și discută impactul acesteia asupra ecosistemului cuantic. Acest articol discută un Arxiv hârtie publicat de cercetătorii de la Universitatea Waterloo, Universitatea din Toronto, Ki3 Photonics Technologies, Institutul de calcul cuantic și Institutul Perimeter care analizează un nou design de circuit cuantic pentru a determina stările graficului fotonic, o stare specială multi-qubit. reprezentate printr-un grafic.
Într-o lucrare recenta, Cercetătorii canadieni introduc GraphiQ, un software inovator open-source conceput pentru a revoluționa modul în care oamenii de știință generează și optimizează stările grafice fotonice, crucial pentru avansarea calculului cuantic, a comunicării cuantice și a metrologiei cuantice. Construit pe Python, GraphiQ oferă un set de instrumente cuprinzător pentru cercetători și dezvoltatori pentru a simula, evalua și optimiza circuitele hibride fotoni-emițător, cruciale pentru generarea de stări încurcate în aplicațiile tehnologiei cuantice.
Ce sunt stările de grafic fotonic?
Stările graficului fotonic reprezintă o resursă sofisticată și esențială în știința informațiilor cuantice, în special datorită proprietăților lor unice de încrucișare și versatilității în tehnologiile de calcul și comunicații cuantice. Aceste stări sunt compuse din fotoni individuali încâlciți într-o configurație specifică care poate fi reprezentată folosind teoria grafurilor, unde vârfurile simbolizează fotonii, iar marginile denotă încurcarea dintre ei. Această reprezentare grafică nu numai că ajută la vizualizarea structurii de întricare, dar facilitează și proiectarea și analiza algoritmilor și protocoalelor cuantice.
Importanța stărilor grafice fotonice provine din mai multe atribute cheie. Ele sunt fundamentale pentru implementarea calculului cuantic bazat pe măsurători (MBQC), o paradigmă alternativă de calcul cuantic. În MBQC, calculul continuă prin efectuarea de măsurători pe o stare inițială foarte încurcată, cum ar fi starea unui grafic fotonic, mai degrabă decât aplicarea secvențelor de porți la qubiți. Această abordare poate simplifica în mod semnificativ cerințele fizice pentru calculul cuantic, deoarece reduce nevoia de porți cuantice dinamice și permite ca calculele să fie codificate în structura stării graficului în sine.
Stările graficului fotonic sunt, de asemenea, cruciale pentru dezvoltarea rețelelor de comunicații cuantice, permițând repetoare cuantice și securizate distribuția cuantelor cheie protocoale și circuite care se bazează pe robustețea încurcăturii distribuite în rețea. În cele din urmă, rezistența lor inerentă la anumite tipuri de erori și capacitatea de a implementa coduri complexe de corectare a erorilor cuantice fac din stările grafice fotonice un atu valoros pentru realizarea cu toleranță la erori calculul cuantic și îmbunătățirea preciziei aplicațiilor de metrologie cuantică.
Depășirea provocărilor stărilor de grafic fotonic
Stările graficului fotonic se confruntă, în mod tradițional, cu provocări în generarea lor, în primul rând din cauza limitărilor timpilor de coerență a emițătorului și a complexității cuplării. GraphiQ abordează direct aceste provocări, permițând abordări deterministe pentru generarea directă a stării graficelor, ocolind problemele de scalabilitate ale metodelor probabilistice. Aceste abordări, inclusiv noi cadre de circuite, ar putea fi extinse pentru a ajuta la îmbunătățirea altor tipuri de tehnologii cuantice.
O flexibilitate în proiectarea circuitelor
GraphiQ se remarcă prin versatilitatea sa în proiectarea circuitelor, permițând utilizatorilor să simuleze circuite cuantice cu diverse modele de zgomot și criterii de optimizare, asigurându-se că proiectele sunt teoretic solide și viabile în setările experimentale din lumea reală. Capacitatea sa de a gestiona imperfecțiunile circuitelor și obiectivele de optimizare definite de utilizator îl face un instrument indispensabil pentru proiectarea circuitelor cuantice adaptate aplicațiilor specifice.
Arhitectura cadrului de circuit este proiectată cu modularitatea și extensibilitatea la bază, permițând cercetătorilor să adapteze și să extindă cu ușurință funcționalitățile sale pentru a se potrivi nevoilor lor unice. Fie că explorează noi proiecte de circuite cuantice, evaluează performanța față de constrângeri experimentale sau optimizează pentru metrici specifice, GraphiQ oferă o platformă robustă pentru inovarea în tehnologia cuantică.
Kenna Hughes-Castleberry este Managing Editor la Inside Quantum Technology și Science Communicator la JILA (un parteneriat între Universitatea din Colorado Boulder și NIST). Bataile ei de scris includ tehnologia profundă, calculul cuantic și AI. Lucrarea ei a fost prezentată în National Geographic, Scientific American, Discover Magazine, New Scientist, Ars Technica și multe altele.
- Distribuție de conținut bazat pe SEO și PR. Amplifică-te astăzi.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Împuterniciți-vă. Accesați Aici.
- PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Cunoștințe amplificate. Accesați Aici.
- PlatoESG. carbon, CleanTech, Energie, Mediu inconjurator, Solar, Managementul deșeurilor. Accesați Aici.
- PlatoHealth. Biotehnologie și Inteligență pentru studii clinice. Accesați Aici.
- Sursa: https://www.insidequantumtechnology.com/news-archive/iqts-journal-club-quantum-circuit-design-for-photonic-graph-states/
- :are
- :este
- :nu
- :Unde
- 08
- 2024
- 500
- 7
- a
- capacitate
- peste
- adapta
- adrese
- înaintând
- împotriva
- AI
- SIDA
- algoritmi
- Permiterea
- permite
- de asemenea
- alternativă
- american
- an
- analiză
- și
- aplicatii
- Aplicarea
- abordare
- abordari
- arhitectură
- SUNT
- articol
- AS
- activ
- At
- atribute
- BE
- bătăi
- fost
- între
- pauze
- construit
- dar
- by
- CAN
- canadian
- categorii
- sigur
- provocări
- club
- Coduri
- Colorado
- Comunicare
- complex
- complexitate
- compuse
- cuprinzător
- calcul
- calcule
- tehnica de calcul
- Configuraţie
- constrângeri
- Nucleu
- ar putea
- Criteriile de
- crucial
- adânc
- Amenajări
- proiectat
- proiect
- modele
- Determina
- Dezvoltatorii
- în curs de dezvoltare
- direcționa
- descoperi
- discută
- distribuite
- jos
- două
- dinamic
- cu ușurință
- ecosistem
- editor
- permițând
- codificat
- consolidarea
- asigurare
- rețea de sârmă ghimpată
- eroare
- Erori
- evalua
- evaluarea
- extins
- experimental
- Explorarea
- extinde
- Față
- facilitează
- Recomandate
- În cele din urmă
- Flexibilitate
- Pentru
- fundamentale
- cadre
- din
- funcționalități
- porti
- genera
- generator
- generaţie
- geografic
- Goluri
- grafic
- manipula
- ajutor
- ei
- Înalt
- extrem de
- Cum
- HTTPS
- Hibrid
- imagine
- Impacturi
- punerea în aplicare a
- Punere în aplicare a
- importanță
- îmbunătăţi
- in
- include
- Inclusiv
- indispensabil
- individ
- informații
- inerent
- inițială
- Inovaţie
- inovatoare
- în interiorul
- În interiorul tehnologiei cuantice
- Institut
- introduce
- probleme de
- IT
- ESTE
- în sine
- jurnal
- Cheie
- limitări
- siglă
- cautati
- revistă
- face
- FACE
- de conducere
- strica
- max-width
- măsurători
- Metode
- Metrici
- Metrologie
- Modele
- mai mult
- național
- Natură
- Nevoie
- nevoilor
- reţea
- rețele
- Nou
- nist
- Zgomot
- of
- promoții
- on
- afară
- open-source
- Software open-source
- optimizare
- Optimizați
- optimizarea
- or
- Altele
- afară
- Hârtie
- paradigmă
- în special
- Asociere
- performanță
- efectuarea
- Fotonii
- fizic
- pivot
- platformă
- Plato
- Informații despre date Platon
- PlatoData
- postat
- Precizie
- în primul rând
- venituri
- proprietăţi
- protocoale
- furnizează
- publicat
- Piton
- Cuantic
- algoritmi cuantici
- cuantic calcul
- corectarea cuantică a erorilor
- informație cuantică
- tehnologia cuantică
- qubiti
- mai degraba
- lumea reală
- realizarea
- recent
- reduce
- se bazează
- reprezenta
- reprezentare
- reprezentate
- Cerinţe
- cercetare
- cercetători
- Rezistență
- resursă
- revoluţiona
- robust
- robusteţe
- s
- scalabilitate
- Ştiinţă
- ştiinţific
- Om de stiinta
- oamenii de stiinta
- sigur
- serie
- câteva
- semnificativ
- simplifica
- simula
- Software
- sofisticat
- Suna
- special
- specific
- Standuri
- Stat
- Statele
- tulpini
- structura
- astfel de
- Costum
- adaptate
- tech
- Tehnologii
- Tehnologia
- decât
- acea
- Graficul
- lor
- Lor
- teorie
- Acestea
- ei
- acest
- ori
- la
- instrument
- Toolkit
- Toronto
- tradiţional
- adevărat
- Tipuri
- unic
- universitate
- utilizatorii
- folosind
- Valoros
- diverse
- versatilitate
- viabil
- săptămânal
- dacă
- Wikipedia
- cu
- Apartamente
- scris
- zephyrnet