Questions tagged «architecture»

有关与建造量子计算机和硬件方面的讨论有关的问题。

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量子计算机的功效如何?
众所周知,量子算法的扩展速度比传统算法快(至少对于某些问题),这意味着对于给定大小的输入,量子计算机将需要数量少得多的逻辑运算。 然而,就每逻辑操作的功耗而言,量子计算机与普通计算机(今天的普通PC)相比如何讨论得还不是很普遍。(由于量子计算机的主要焦点是它们能够以多快的速度计算数据,因此没有被讨论太多吗?) 有人可以解释为什么每个逻辑运算量子计算比传统计算具有更高或更低的功效吗?

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D-Wave 2000Q是否满足DiVincenzo的标准?
DiVincenzo进行量子计算的标准如下: 具有特征明确的量子位的可伸缩物理系统。 将量子位的状态初始化为简单基准状态的能力。 相关退相干时间长。 一组“通用”量子门。 特定于量子位的测量功能。 他们对D-Wave 2000Q满意吗? 这最初是该问题的一部分,但更适合作为一个单独的问题。

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“量子体积”是否对将来进行精心设计的高价值量子计算而言是公平的指标?
已经提出了一种称为“量子体积”的度量,以某种方式比较不同量子计算硬件的效用。粗略地讲,它通过允许的最大量子计算深度的平方来衡量其价值,但将其值限制为所涉及的量子位的平方。希望通过朝几个量子位进行优化来阻止系统的“游戏”来证明此限制。一种参考是https://arxiv.org/abs/1710.01022。 我担心这种措施(对于嘈杂的近期量子计算设备而言可能是如此)掩盖了更先进的量子计算机(那些具有高量子门保真度的计算机)的实际质量改进。问题是:这种关注是否合理? 我担心的论点是这样一个假设,即量子计算机的潜在杀手级应用,例如量子化学计算,将需要门深度远大于所需的(可能适度的)位数的计算。在这种情况下,无论一台量子计算机(保真度特别高)是否允许基本无限的深度,还是仅允许最低限度的最小门深度,“量子体积”都将限于量子位数的平方。将“量子体积”限制为量子位数的平方。我的问题的一个方面是:这种说法正确吗?

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一个人可以讯问黑匣子的量子相干性吗?
该问题基于部分基于假设的情况,部分基于基于分子的量子装置的实验特征的场景,该场景通常表现出量子演化并具有一定的可扩展性,但通常很难在细节上进行表征(a相关但并非唯一的例子是与单分子核自旋量子位的电控制相关的一系列工作。 场景:假设我们有各种各样的黑匣子,每个黑匣子都可以处理信息。我们不控制盒子的量子演化。在量子电路模型的语言中,我们不控制量子门的顺序。我们知道每个黑匣子都被硬连线到一个不同的算法,或更实际地,被硬连线到一个与时间相关的哈密顿量,包括一些不连贯的演化。我们不知道每个黑匣子的详细信息。特别是,我们不知道它们的量子动力学是否足够连贯以产生量子算法的有用实现(在此,我们称其为“ 量子性 ”;其下限为“与经典图可区别”) 。为了配合我们的黑匣子朝着这个目标努力,我们只知道如何为他们提供经典输入并获得经典输出。让我们在这里区分两个子场景: 我们不能自己进行纠缠:我们将乘积状态用作输入,并在输出上使用单个量子位测量。但是,我们可以选择输入准备和测量的基础(至少在两个正交的基础之间)。 如上所述,但是我们不能选择基础,而必须在某些固定的“自然”基础上进行工作。 目标:对于给定的黑匣子,检查其动力学的量子性。至少,对于2或3量子位,作为概念验证,理想情况下也适用于较大的输入大小。 问题是:在这种情况下,是否存在一系列以Bell不等式形式的相关性检验,可以实现该目标?

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量子位的物理表示是什么?
在常规计算机中,可以使用各种两种状态的设备来物理表示位,例如,铁磁膜的某个区域的磁化极性或电容器中的两个电荷水平。 但是,量子位具有可以同时处于两个状态的叠加的性质。我已经看到了这个问题的答案,这些答案解释了如何用普通计算机表示或建模qubit。 所以我想知道在真实的物理量子计算机中可以使用什么(并被D-Wave等公司使用)来表示量子比特?

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俘获离子量子计算机使用哪种离子?
捕获离子量子计算机是实现大规模量子计算的最有希望的方法之一。一般的想法是将量子位编码为每个离子的电子状态,然后通过电磁力控制离子。 在这种情况下,我经常看到捕获离子系统的实验实现 40Ca+40Ca+{}^{40}\!\operatorname{Ca}^+离子(例如参见1803.10238)。总是这样吗?如果不是,还有其他种类的离子或可以用来建立这些类型的俘获离子系统?必须方便地使用离子来构建捕获离子设备的主要特征是什么?


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固态自旋纠缠三重态对的退相干:局部振动与离域振动
上下文:我们处于固态。在具有单重态基态的系统进行光子吸收后,该系统经历一个自旋单重态激子的自旋守恒裂变为两个自旋三重态激子的过程(有关上下文,请参见并苯和杂并苯材料中的三重态对纠缠态)。这些自旋三重态对在固体中传播,仍然纠缠在一起。所有此操作的与量子计算相关的目标是将两个飞行量子位的纠缠转移到空间中固定的两个位置,并且还受到很好的保护,以免发生退相干(顺磁离子中核自旋的低能激发,例如)。 问题(2)和问题:最终,两个三胞胎之间的纠缠消失了,此外,三胞胎不可避免地找到了一种放松回到单重态的方法,以光子的形式发射能量。我想计算振动如何影响这些过程。我假设可以主要考虑局部振动来计算两个三重态中的每一个的独立弛豫,例如,遵循与此处采用的相似的过程(确定分子自旋量子位和单分子磁体的弛豫中的关键局部振动)。纠缠损失的计算是否必然与同时涉及两个三胞胎的局部环境的离域振动模式有关?
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