Doğrusal Parçalı İyon Tuzağı Kuantum Bilgisayarı için Mekik Dizilerinin Otomatik Oluşturulması

Doğrusal Parçalı İyon Tuzağı Kuantum Bilgisayarı için Mekik Dizilerinin Otomatik Oluşturulması

Zaman Damgası: 8 Kasım 2023 7:55
Doğrusal Parçalı İyon Tuzağı Kuantum Bilgisayarı PlatoBlockchain Veri Zekası için Mekik Dizilerinin Otomatik Oluşturulması. Dikey Arama. Ai.

Jonathan Durandau2, Janis Wagner1, Frédéric Mailhot2, Charles-Antoine Brunet2, Ferdinand Schmidt-Kaler1, Ulrich Poschinger1, ve Yves Bérubé-Lauzière2

1QUANTUM, Fizik Enstitüsü, Johannes Gutenberg Üniversitesi, Staudingerweg 7, 55128 Mainz, Almanya
2Institut Quantique ve Département de génie électrique et de génie informatique, Sherbrooke Üniversitesi, Sherbrooke, Québec, J1K 2R1, Kanada

Bu makaleyi ilginç mi buldunuz yoksa tartışmak mı istiyorsunuz? SciRate'e çığlık at veya yorum bırak.

Özet

Tuzaklanmış iyon kuantum bilgisayar platformlarının ölçeğini büyütmek için umut verici bir yaklaşım, birden fazla tuzaklanmış iyon kübit setini ('iyon kristalleri') bölümlü mikroçip tuzaklarında depolamak ve bunları iyonların fiziksel hareketi ("mekik") yoluyla birbirine bağlamaktır. Zaten orta düzeyde karmaşıklığa sahip kuantum devrelerini gerçekleştirmek için uygun kübit atamalarının ve mekik programlarının tasarımı otomasyon gerektirir. Burada tam olarak bu görevleri ele alan algoritmaları tanımlıyor ve test ediyoruz. Belirli bir tuzak yapısının dayattığı kısıtlamalara uygun olarak, mekik programlarının tam otomatik olarak üretilmesi için bir algoritma tanımlıyoruz. Ayrıca, ilk kübit ataması için farklı yöntemler sunuyoruz ve bunları rastgele devre (20 kübite kadar) ve kuantum Fourier dönüşümü benzeri devreler ve her biri 40 kübite kadar genelleştirilmiş Toffoli kapıları için karşılaştırıyoruz. Sabit bir yapı içeren kuantum devreleri için gelişmiş atama algoritmalarının mekik yükünü azaltmaya hizmet edebileceğini bulduk.

► BibTeX verileri

► Referanslar

[1] J. Preskill. “NISQ Çağında ve Ötesinde Kuantum Hesaplama”. Kuantum 2, 79 (2018).
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2018-08-06-79

[2] C. Figgatt, A. Ostrander, N. M. Linke, K. A. Landsman, D. Zhu, D. Maslov ve C. Monroe. "Evrensel bir iyon tuzağı kuantum bilgisayarında paralel dolaşma işlemleri". Doğa 572, 368–372 (2019).
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41586-019-1427-5

[3] P. Schindler, D. Nigg, T. Monz, J. T. Barreiro, E. Martinez, S. X. Wang, S. Quint, M. F. Brandl, V. Nebendahl, C. F. Roos, M. Chwalla, M. Hennrich ve R. Blatt. "Tutsak iyonlara sahip bir kuantum bilgi işlemcisi". Yeni Fizik Dergisi 15, 123012 (2013).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​15/​12/​123012

[4] D. Kielpinski, C. Monroe ve D. J. Wineland. "Büyük ölçekli iyon tuzağı kuantum bilgisayarının mimarisi". Doğa 417, 709–711 (2002).
https: / / doi.org/ 10.1038 / nature00784

[5] V. Kaushal, B. Lekitsch, A. Stahl, J. Hilder, D. Pijn, C. Schmiegelow, A. Bermudez, M. Müller, F. Schmidt-Kaler ve U. Poschinger. "Mekik tabanlı tuzaklı iyon kuantum bilgi işleme". AVS Kuantum Bilimi 2, 014101 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1116 / 1.5126186

[6] J. M. Pino, J. M. Dreiling, C. Figgatt, J. P. Gaebler, S. A. Moses, M. S. Allman, C. H. Baldwin, M. Foss-Feig, D. Hayes, K. Mayer, C. Ryan-Anderson ve B. Neyenhuis. "Tutsak iyon kuantum CCD bilgisayar mimarisinin gösterilmesi". Doğa 592, 209–213 (2021).
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41586-021-03318-4

[7] J. Hilder, D. Pijn, O. Onishchenko, A. Stahl, M. Orth, B. Lekitsch, A. Rodriguez-Blanco, M. Müller, F. Schmidt-Kaler ve UG Poschinger. "Mekik tabanlı tuzaklanmış iyon kuantum bilgisayarında hataya dayanıklı eşlik okuması". fizik Rev. X 12, 011032 (2022).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.12.011032

[8] F. Kreppel, C. Melzer, J. Wagner, J. Hilder, U. Poschinger, F. Schmidt-Kaler ve A. Brinkmann. “Mekik tabanlı tuzaklı iyon kuantum bilgisayarı için kuantum devre derleyicisi” (2022).

[9] Tobias Schmale, Bence Temesi, Alakesh Baishya, Nicolas Pulido-Mateo, Ludwig Krinner, Timko Dubielzig, Christian Ospelkaus, Hendrik Weimer ve Daniel Borcherding. "Tuzaklanmış iyon kuantum bilgisayarları için arka uç derleyici aşamaları". 2022'de IEEE Uluslararası Kuantum Yazılımı Konferansı (QSW). Sayfalar 32–37. (2022).
https://​/​doi.org/​10.1109/​QSW55613.2022.00020

[10] M. Webber, S. Herbert, S. Weidt ve W. K. Hensinger. "Küresel olarak bağlantılı bir tuzaklı iyon kuantum bilgisayarı için verimli kübit yönlendirme". Gelişmiş Kuantum Teknolojileri 3, 2000027 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1002 / qute.202000027

[11] Abdullah Ash Saki, Rasit Onur Topaloğlu ve Swaroop Ghosh. "Mekiğin ağzını kapatın: Çoklu tuzak tuzaklı iyon kuantum bilgisayarları için verimli derleme". 2022'de Avrupa'da Tasarım, Otomasyon ve Test Konferansı ve Sergisi (DATE). Sayfalar 322–327. (2022).
https://​/​doi.org/​10.23919/​DATE54114.2022.9774619

[12] Xin-Chuan Wu, Dripto M. Debroy, Yongshan Ding, Jonathan M. Baker, Yuri Alexeev, Kenneth R. Brown ve Frederic T. Chong. “Eğim: Tuzaklanmış iyon doğrusal bantlı kuantum hesaplama mimarisinde daha yüksek doğruluk elde etmek”. 2021'de IEEE Uluslararası Yüksek Performanslı Bilgisayar Mimarisi Sempozyumu (HPCA). Sayfalar 153-166. (2021).
https://​/​doi.org/​10.1109/​HPCA51647.2021.00023

[13] A. Walther, F. Ziesel, T. Ruster, S. T. Dawkins, K. Ott, M. Hettrich, K. Singer, F. Schmidt-Kaler ve U. G. Poschinger. “Soğukta hapsolmuş iyonların hızlı taşınmasının kontrol edilmesi”. Fizik. Rahip Lett. 109, 080501 (2012).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physrevlett.109.080501

[14] R. Bowler, J. Gaebler, Y. Lin, T.R. Tan, D. Hanneke, J.D. Jost, J.P. Home, D. Leibfried ve D.J. Wineland. "Çok bölgeli bir tuzak dizisinde tutarlı diabatik iyon taşınması ve ayrılması". Fizik. Rahip Lett. 109, 080502 (2012).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.109.080502

[15] T. Ruster, C. Warschburger, H. Kaufmann, C. T. Schmiegelow, A. Walther, M. Hettrich, A. Pfister, V. Kaushal, F. Schmidt-Kaler ve U. G. Poschinger. "Bölümlere ayrılmış Paul tuzaklarında hızlı iyon ayrımının deneysel olarak gerçekleştirilmesi". Fizik. Rev. A 90, 033410 (2014).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.90.033410

[16] H. Kaufmann, T. Ruster, C. T. Schmiegelow, F. Schmidt-Kaler ve U. G. Poschinger. "Bölümlere ayrılmış Paul tuzaklarında hızlı iyon kristal bölünmesinin dinamiği ve kontrolü". Yeni Fizik Dergisi 16, 073012 (2014).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​16/​7/​073012

[17] H. Kaufmann, T. Ruster, CT Schmiegelow, MA Luda, V. Kaushal, J. Schulz, D. von Lindenfels, F. Schmidt-Kaler ve UG Poschinger. "Kuantum bilgi işleme için hızlı iyon değişimi". Fizik Rev. A 95, 052319 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physreva.95.052319

[18] D. Maslov, S.M. Falconer ve M. Mosca. “Kuantum devresi yerleşimi”. Entegre Devrelerin ve Sistemlerin Bilgisayar Destekli Tasarımına İlişkin IEEE İşlemleri 27, 752–763 (2008).
https: / / doi.org/ 10.1109 / tcad.2008.917562

[19] T.Parr. "Kesin antlr 4 referansı". Pragmatik Kitaplık. (2013). 2. Baskı.

[20] Riverbank Bilgi İşlem Limited. “PyQt5” (2020).

[21] A.W. Cross, L.S. Bishop, J.A. Smolin ve J.M. Gambetta. “Açık kuantum montaj dili” (2017).

[22] A. Kelly. “OPENQASM 2.0 dilbilgisi” (2018).

[23] M. A. Nielsen ve I. L. Chuang. “Kuantum hesaplama ve kuantum bilgisi: 10. yıl dönümü baskısı”. Cambridge Üniversitesi Yayınları. (2011). 10. baskı.
https: / / doi.org/ 10.1017 / CBO9780511976667

[24] D. Bakırcı. "Kuantum çarpanlarına ayırmada yararlı yaklaşık bir Fourier dönüşümü". Teknik rapor. IBM Araştırma Bölümü (2002).
https:/​/​doi.org/​10.48550/​ARXIV.QUANT-PH/​0201067

[25] A. Shafaei, M. Saeedi ve M. Pedram. “Doğrusal en yakın komşu mimarilerinde etkileşim mesafesi için kuantum devrelerinin optimizasyonu”. 2013'te 50. ACM/​EDAC/​IEEE Tasarım Otomasyon Konferansı (DAC). Sayfa 1-6. (2013).
https: / / doi.org/ 10.1145 / 2463209.2488785

Alıntılama

[1] Fabian Kreppel, Christian Melzer, Diego Olvera Millán, Janis Wagner, Janine Hilder, Ulrich Poschinger, Ferdinand Schmidt-Kaler ve André Brinkmann, "Mekik Tabanlı Trapped-Ion Kuantum Bilgisayarı için Kuantum Devre Derleyicisi", arXiv: 2207.01964, (2022).

Yukarıdaki alıntılar SAO / NASA REKLAMLARI (son başarıyla 2023-11-10 02:50:52) güncellendi. Tüm yayıncılar uygun ve eksiksiz alıntı verisi sağlamadığından liste eksik olabilir.

On Crossref'in alıntı yaptığı hizmet alıntı yapma çalışmaları ile ilgili veri bulunamadı (son deneme 2023-11-10 02:50:50).

Bu Makale, Quantum'da Creative Commons Atıf 4.0 Uluslararası (CC BY 4.0) lisans. Telif hakkı, yazarlar veya kurumları gibi orijinal telif hakkı sahiplerine aittir.

Zaman Damgası:

Den fazla Kuantum Günlüğü