Questions tagged «quantum-gate»

如果有足够的门，则通用门集可以模仿任何其他类型的门的操作。例如，一组通用的量子门是Hadamard（ HHH ），π/ 8π/8\pi/8相移（ ŤTT ）和CNOTCNOT\mathrm{CNOT}门。一个人如何反驳或证明诸如{H,T}{H,T}\{H,T\}，{CNOT,T}{CNOT,T}\{\mathrm{CNOT},T\}或{CNOT,H}{CNOT,H}\{\mathrm{CNOT}, H\}之类的一组门的普遍性？

13 quantum-gate  universal-gates 

我读到可以在Fock状态下对qubit进行编码，例如存在或不存在光子。如何在Fock状态下执行单量子位旋转？

13 quantum-gate  quantum-state 

在这个答案中，我提到了CNOT，H，X，Z和门形成一个通用门集，只要有足够数量的门，它就可以任意接近于复制任何单位量子门（我知道这一点）事实由Umesh Vazirani教授的EdX讲座提供）。但是，对此有任何数学依据吗？应该有！我尝试搜索相关论文，但找不到很多。π/8π/8\pi/8

13 quantum-gate  universal-gates  gate-synthesis 

假设我们使用一些通用门集（例如CNOT门和单量子位unit）对aries 进行电路分解。是否有记下相应的控制整体的电路的直接方式ç Ù使用同一通用栅极组？UUUCUCUC_U 例如，以为电路：U=iY=HXHXU=iY=HXHXU=i Y = H X H X 我们可以代替由栅极Ç X（CNOT）门以获得Ç ù：XXXCXCXC_XCUCUC_U 这是有效的，因为如果控制qubit处于状态目标上的动作是ħ 2 = 我，而对于| 1 ⟩它适用于电路ü。对于不同的U，尤其是当它作用于几个量子位时，提出这样的电路可能很麻烦。如果您知道如何构造U，是否有配方获得C U的电路？|0⟩|0⟩|0\rangleH2=IH2=IH^2=\mathbb{I}|1⟩|1⟩|1\rangleUUUUUUCUCUC_UUUU

13 quantum-gate  circuit-construction  universal-gates  gate-synthesis 

这里有一个最近的问题，询问如何将4量子位门CCCZ（受控-受控-受控Z）编译为简单的1量子位和2量子位门，到目前为止给出的唯一答案需要63个门！ 第一步是使用Nielsen＆Chuang提供的C U构造：nn^n 在这意味着4个CCNOT门和3个简单门（1个CNOT和2个Hadamards足以对目标量子位和最后一个工作量子位进行最终CZ）。n=3n=3n=3 本文的定理1表示，一般而言，CCNOT需要9个1量子位和6个2量子位门（总共15个）： 这表示： （4个CCNOT）x（每个CCNOT 15个门）+（1个CNOT）+（2个Hadamards）= 63个门。 在评论中，已经建议可以使用“自动程序”进一步编译63个门，例如根据自动组的理论。 如何进行这种“自动编译”？在这种情况下，它将减少多少个1量子位和2量子位门？

12 quantum-gate  circuit-construction  programming  gate-synthesis  mathematics 

交换门是否等于只交换两个量子位的导线？ 如果是，为什么在我们要应用交换门时不只是切换电线？

12 quantum-gate 

量子计算机能够有效地模拟任何其他量子系统。因此，必须有某种等效的（可能是模拟的）量子橡皮擦设置。我希望看到这样的等效电路，称为量子电路，理想情况下是延迟选择量子橡皮擦的变体。 量子擦除器的一个（量子）实验实现是：创建一个双狭缝干涉实验，在该实验中，您可以使用自发的参数降频转换，通过将每个狭缝前面的光子“加倍”来获得双向信息（其物理性质并不重要）就我的观点而言，关键是我们有一个新的光子，我们可以测量该光子以获得哪个方向的信息。除非我们建立量子擦除器，否则干涉图案自然会消失：如果携带“去向”信息的两个“加倍”光子通过50-50分束器以无法再测量“去向”信息的方式叠加，干扰模式再次出现。奇怪的是 我似乎无法在简单的量子比特门中找到令人信服的等效模式和干涉图。但是我也想在量子计算机上进行这种思想（最好是真实的）实验。为此，我需要在量子计算机上运行什么程序（量子电路）？

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我对目前知道的公司正在追求的量子位类型的最新门速度和去相干时间感兴趣： 超导量子位 离子阱量子位 光子量子位。 我在哪里可以找到这些文件，并且在哪里可以定期更新这些文件？ 多年来，已经有各种出版的表格描述了各种类型的qubit的时间（包括著名的Los Alamos国家实验室QC路线图），但是数字总是变化而已发表的论文却没有。 我需要这些数字来回答这个问题，因为我想将FMO中的1ps退相干时间与最新的QC候选者中的退相干时间和门控时间进行比较，因此我大致为此寻找了一些合理的值时间段，但我不再知道该去哪里。 此答案给出了有史以来最长的相干时间，但未给出门限时间：量子比特以0.9999的保真度存活的最长时间是多少？ 詹姆斯·沃顿（James Wootton）谈到了以上三种量子比特类型的优缺点，但没有谈到门/去相干时间。在这个答案中：什么是制造误差最小的量子计算机的前沿技术？

12 quantum-gate  architecture  resource-request  experiment  decoherence 

在我最近提出的一个问题的评论中，user1271772和我之间进行了关于正运算符的讨论。 我知道对于正迹保留运算符（例如部分转置），如果它在混合状态则尽管是有效的密度矩阵，但它会掩盖系统的密度矩阵纠缠到-因此这不是有效的运算符。ΛΛ\Lambdaρρ\rhoΛ(ρ)Λ（ρ）\Lambda(\rho) 但是，这和user1271772的评论让我开始思考。在不属于较大系统的状态下操作确实会给出有效的密度矩阵，并且没有关联的纠缠系统将其分解。ΛΛ\Lambda 因此，我的问题是：是否允许这样的操作（即，正图在不属于较大系统的状态下的动作）。如果没有，为什么不呢？如果是这样，是否可以将任何正图扩展到完全正图（也许很简单）？

12 quantum-gate  quantum-state  quantum-information  quantum-channel  quantum-operation 

我希望能够为IBM Q Experience上的实际设备应用门的受控版本（绕Y轴旋转）。能做到吗？如果是这样，怎么办？RyRyR_y

11 gate-synthesis  ibm-q-experience  quantum-gate 

鉴于无法从物理上分辨出状态的全局阶段，为什么量子电路用of而不是特殊unit来表述？我得到的一个答案是，这只是为了方便，但我仍然不确定。 一个相关的问题是：就某些基本门而言，a的（数学矩阵）和的物理实现方式是否存在差异？假设没有（这是我的理解）。然后，和的物理实现应相同（只需将控件添加到基本门）。但是随后我陷入了一个矛盾，即这两个unit的和在相位上可能不相等（作为数学矩阵），因此看来它们对应于不同的物理实现是合理的。üüUV：= e我αüV：=Ë一世αü V: =e^{i\alpha}UÇ - üC--üc\text{-}UÇ - VC--Vc\text{-}VÇ - üC--üc\text{-}UÇ - VC--Vc\text{-}V 我在这里的推理中做错了什么，因为这表明和即使在阶段上等效也必须以不同的方式实现？üüUVVV 另一个相关的问题（实际上是我的困惑的根源，我将不胜感激地回答这个问题）：似乎可以使用量子电路来估计复数重叠的模数和相位（请参阅https://arxiv.org/abs/quant-ph/0203016）。但这是否又不是暗示和明显不同？⟨ ψ | ü| ψ⟩⟨ψ|ü|ψ⟩\langle\psi|U|\psi\rangleüüUË我αüË一世αüe^{i\alpha}U

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当用量子电路表达计算时，人们利用了门（也就是（通常）unit演化）。 从某种意义上说，它们是相当神秘的对象，因为它们在状态上执行“魔术”离散操作。它们本质上是黑匣子，在研究量子算法时其内部工作通常不涉及。但是，这不是量子力学的工作原理：状态遵循薛定er方程以连续的方式演化。 换句话说，在谈论量子门和操作时，人们忽略了实现上述演化的动态（即哈密顿量），这是在实验体系结构中实际实现门的方式。 一种方法是根据基本（在给定的实验架构中）的门分解门。这是唯一的方法吗？这样的“基本”门又如何呢？如何实现通常发现的动力？

11 quantum-gate  architecture  physical-realization  hamiltonian-simulation  dynamics 

我目前有2个unit矩阵，希望以尽可能少的量子门来近似达到良好的精度。 就我而言，这两个矩阵是： 非门的平方根（直至全局相位） G = − 12–√（我1个1个一世） = e− 34πX--√G=-1个2（一世1个1个一世）=Ë-34πXG = \frac{-1}{\sqrt{2}}\begin{pmatrix} i & 1 \\ 1 & i \end{pmatrix} = e^{-\frac{3}{4}\pi} \sqrt{X} W=⎛⎝⎜⎜⎜⎜⎜1000012√12√0012√−12√00001⎞⎠⎟⎟⎟⎟⎟W=(1000012120012−1200001）W = \begin{pmatrix} 1&0&0&0\\ 0&\frac{1}{\sqrt{2}}&\frac{1}{\sqrt{2}}&0\\ 0&\frac{1}{\sqrt{2}}&\frac{-1}{\sqrt{2}}&0\\ 0&0&0&1 \\ \end{pmatrix} 我的问题如下： 如何用尽可能少的量子门和良好的精度来近似这些特定矩阵？ 我想要拥有的东西可以负担得起： 我有能力使用几天/几周的CPU时间和大量 RAM。 我可以花1或2个工作日来寻找数学技巧（在万不得已的情况下，这就是为什么我先在这里询问）。这个时间不包括我需要实现用于第一点的假设算法的时间。 我希望分解几乎是精确的。我目前没有目标精度，但是上面的2个门在我的电路中被广泛使用，并且我不希望错误累积太多。 我希望分解使用尽可能少的量子门。此刻暂时是次要的。 一种好的方法可以让我在量子门的数量和近似精度之间进行权衡。如果无法做到这一点，则可能需要至少10− 610-610^{-6}（以迹线范数为准）的精度（如前所述，我没有估算值，所以我不确定该阈值）。 门集是： { H，X，Y，Z，Rϕ，S，Ť，RX，Rÿ，Rž，CX ，SWAP ，iSWAP ，SWAP------√}{H，X，ÿ，ž，[Rϕ，小号，Ť，[RX，[Rÿ，[Rž，CX，交换，iSWAP，交换} \left\{ H, …

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CCCNOT门是四位可逆门，当且仅当前三位都处于状态时，才翻转其第四位。1个11 如何使用Toffoli门实现CCCNOT门？假设工作空间中的位以一个特定的值（0或1）开头，前提是您将它​​们返回到该值。

10 quantum-gate  gate-synthesis 

首先尝试在这里提问，因为在该站点上曾问过类似的问题。似乎与此网站更相关。 我目前的理解是量子异或门是CNOT门。量子XNOR门是CCNOT门吗？

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