By Кенна Хьюз-Каслберрі опубліковано 08 березня 2024 р
«Journal Club» IQT — це щотижнева серія статей, у яких розбивається нещодавня дослідницька стаття про квантову технологію та обговорюється її вплив на квантову екосистему. У цій статті розглядається Папір Arxiv опубліковано дослідниками з Університету Ватерлоо, Університету Торонто, Ki3 Photonics Technologies, Інституту квантових обчислень та Інституту Периметра, які вивчають новий квантовий дизайн схеми для визначення станів фотонного графа, спеціального мультикубітового стану представлений за графіком.
В нещодавня стаття, Канадські дослідники представляють GraphiQ, інноваційне програмне забезпечення з відкритим вихідним кодом, розроблене для революції в тому, як вчені генерують та оптимізують стани фотонних графів, що має вирішальне значення для розвитку квантових обчислень, квантової комунікації та квантової метрології. Створений на Python, GraphiQ пропонує дослідникам і розробникам комплексний набір інструментів для моделювання, оцінки та оптимізації гібридних схем фотон-випромінювач, що має вирішальне значення для створення заплутаних станів у додатках квантової технології.
Що таке стани фотонного графа?
Стани фотонного графа являють собою складний і ключовий ресурс у квантовій інформаційній науці, зокрема завдяки їхнім унікальним властивостям заплутування та універсальності в квантових обчисленнях і комунікаційних технологіях. Ці стани складаються з окремих фотонів, заплутаних у певній конфігурації, яку можна представити за допомогою теорії графів, де вершини символізують фотони, а ребра позначають заплутаність між ними. Це графічне представлення не тільки допомагає візуалізувати структуру заплутаності, але й полегшує розробку та аналіз квантових алгоритмів і протоколів.
Важливість станів фотонного графа випливає з кількох ключових атрибутів. Вони є основою для впровадження квантових обчислень на основі вимірювань (MBQC), альтернативної парадигми квантових обчислень. У MBQC обчислення виконуються шляхом виконання вимірювань на сильно заплутаному початковому стані, такому як стан фотонного графа, а не застосування послідовностей вентилів до кубітів. Цей підхід може значно спростити фізичні вимоги до квантових обчислень, оскільки він зменшує потребу в динамічних квантових вентилях і дозволяє кодувати обчислення в структурі самого стану графа.
Стани фотонних графів також мають вирішальне значення для розробки квантових комунікаційних мереж, уможливлюючи квантові повторювачі та безпечні розподіл квантового ключа протоколи та схеми, які покладаються на надійність заплутування, розподілених по мережі. Нарешті, їх властива стійкість до певних типів помилок і здатність реалізовувати складні коди квантової корекції помилок роблять стани фотонних графів цінним активом для реалізації відмовостійкий квантові обчислення та підвищення точності додатків квантової метрології.
Подолання проблем фотонних станів графа
Стани фотонних графів традиційно стикаються з проблемами під час їх генерації, насамперед через обмеження часу когерентності емітера та складності зв’язку. GraphiQ безпосередньо вирішує ці проблеми, забезпечуючи детерміновані підходи для прямої генерації стану графа, обходячи проблеми масштабованості ймовірнісних методів. Ці підходи, включно з новими схемами, можна розширити, щоб допомогти покращити інші типи квантових технологій.
Гнучкість у дизайні схем
GraphiQ виділяється своєю універсальністю в розробці схем, дозволяючи користувачам імітувати квантові схеми з різними моделями шуму та критеріями оптимізації, гарантуючи, що конструкції є теоретично обґрунтованими та життєздатними в реальних експериментальних установках. Його здатність справлятися з недоліками схем і визначеними користувачем цілями оптимізації робить його незамінним інструментом для розробки квантових схем, адаптованих до конкретних застосувань.
Архітектура схеми розроблена з модульністю та розширюваністю, що дозволяє дослідникам легко адаптувати та розширювати її функціональні можливості відповідно до своїх унікальних потреб. Незалежно від того, чи досліджуються нові конструкції квантових схем, чи оцінюється продуктивність порівняно з експериментальними обмеженнями, чи оптимізується за певними показниками, GraphiQ забезпечує надійну платформу для інновацій у квантових технологіях.
Кенна Хьюз-Каслберрі є керуючим редактором Inside Quantum Technology і науковим комунікатором JILA (партнерство між Університетом Колорадо в Боулдері та NIST). Її напрямки написання включають глибинні технології, квантові обчислення та штучний інтелект. Її роботи були представлені в National Geographic, Scientific American, Discover Magazine, New Scientist, Ars Technica тощо.
- Розповсюдження контенту та PR на основі SEO. Отримайте посилення сьогодні.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Додайте собі сили. Доступ тут.
- PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Розширення знань. Доступ тут.
- ПлатонЕСГ. вуглець, CleanTech, Енергія, Навколишнє середовище, Сонячна, Поводження з відходами. Доступ тут.
- PlatoHealth. Розвідка про біотехнології та клінічні випробування. Доступ тут.
- джерело: https://www.insidequantumtechnology.com/news-archive/iqts-journal-club-quantum-circuit-design-for-photonic-graph-states/
- : має
- :є
- : ні
- :де
- 08
- 2024
- 500
- 7
- a
- здатність
- через
- пристосовувати
- адреси
- просування
- проти
- AI
- посібник
- алгоритми
- Дозволити
- дозволяє
- Також
- альтернатива
- американська
- an
- аналіз
- та
- застосування
- Застосування
- підхід
- підходи
- архітектура
- ЕСТЬ
- стаття
- AS
- активи
- At
- Атрибути
- BE
- ударів
- було
- між
- ламається
- побудований
- але
- by
- CAN
- Канадський
- категорії
- певний
- проблеми
- клуб
- Коди
- Колорадо
- Комунікація
- комплекс
- складність
- складається
- всеосяжний
- обчислення
- обчислення
- обчислення
- конфігурація
- обмеження
- Core
- може
- Критерії
- вирішальне значення
- глибокий
- дизайн
- призначений
- проектування
- конструкцій
- Визначати
- розробників
- розвивається
- прямий
- відкрити
- обговорюється
- розподілений
- вниз
- два
- динамічний
- легко
- екосистема
- редактор
- дозволяє
- кодований
- підвищення
- забезпечення
- заплутаність
- помилка
- помилки
- оцінювати
- оцінки
- розширений
- експериментальний
- Дослідження
- продовжити
- Face
- полегшує
- ознаками
- в кінці кінців
- Гнучкість
- для
- фундаментальні
- каркаси
- від
- функціональні можливості
- Гейтс
- породжувати
- породжує
- покоління
- географічний
- Цілі
- графік
- обробляти
- допомога
- її
- Високий
- дуже
- Як
- HTTPS
- гібрид
- зображення
- Вплив
- здійснювати
- реалізації
- значення
- удосконалювати
- in
- включати
- У тому числі
- незамінний
- індивідуальний
- інформація
- притаманне
- початковий
- інновація
- інноваційний
- всередині
- Всередині квантової технології
- Інститут
- вводити
- питання
- IT
- ЙОГО
- сам
- журнал
- ключ
- недоліки
- логотип
- шукати
- журнал
- зробити
- РОБОТИ
- управління
- березня
- макс-ширина
- вимірювання
- методика
- Метрика
- Метрологія
- Моделі
- більше
- National
- природа
- Необхідність
- потреби
- мережу
- мереж
- Нові
- nist
- шум
- of
- Пропозиції
- on
- тільки
- з відкритим вихідним кодом
- Програмне забезпечення з відкритим кодом
- оптимізація
- Оптимізувати
- оптимізуючий
- or
- Інше
- з
- Папір
- парадигма
- особливо
- Партнерство
- продуктивність
- виконанні
- Фотони
- фізичний
- основний
- платформа
- plato
- Інформація про дані Платона
- PlatoData
- розміщені
- Точність
- в першу чергу
- надходження
- властивості
- протоколи
- забезпечує
- опублікований
- Python
- Квантовий
- квантові алгоритми
- квантові обчислення
- квантова корекція помилок
- квантова інформація
- квантові технології
- кубіти
- швидше
- Реальний світ
- розуміючи,
- останній
- знижує
- покладатися
- представляти
- подання
- представлений
- Вимога
- дослідження
- Дослідники
- Опір
- ресурс
- здійснити революцію
- міцний
- стійкість
- s
- масштабованість
- наука
- науковий
- вчений
- Вчені
- безпечний
- Серія
- кілька
- істотно
- спростити
- імітувати
- Софтвер
- складний
- Звучати
- спеціальний
- конкретний
- стенди
- стан
- Штати
- стебла
- структура
- такі
- костюм
- з урахуванням
- технології
- Технології
- Технологія
- ніж
- Що
- Команда
- Графік
- їх
- Їх
- теорія
- Ці
- вони
- це
- times
- до
- інструмент
- Інструментарій
- Торонто
- традиційно
- правда
- Типи
- створеного
- університет
- користувачі
- використання
- Цінний
- різний
- Універсальність
- viable
- тижні
- Чи
- Вікіпедія
- з
- Work
- лист
- зефірнет