Kemungkinan gerbang kuantum "reset"

Saya ingin memiliki gerbang "reset". Gerbang ini akan memiliki efek untuk membawa qubit kepada negara. Jelas, gerbang seperti itu bukan kesatuan (dan jadi saya tidak dapat menemukan implementasi yang dapat diandalkan dalam hal gerbang universal). $\mid0\rangle$

Sekarang untuk kebutuhan khusus saya, saya perlu kemampuan ini untuk me-reset qubit atau mendaftar kuantum untuk menyatakan bahwa sehingga pengguna dapat selalu mulai dari . Saya sedang membuat sebuah bahasa pemrograman kecil yang transpiles untuk qasm, dan ketika suatu fungsi keluar, saya ingin semua lokal (quantum) variabel (qubit) ulang untuk sehingga mereka dapat digunakan kembali. Instruksi reset QASM tidak bekerja pada prosesor sebenarnya. $\mid0\rangle$ $\mid0\rangle$

Saya pikir sesuatu untuk efek ini dapat dicapai dengan estimasi fase kuantum tapi saya bertanya-tanya apakah ada cara lain.

quantum-gate programming Ntwali B.
sumber

"Saya ingin semua lokal (quantum) variabel (qubit) ulang untuk

sehingga mereka dapat digunakan kembali" => sebagian besar waktu, ini harus dilakukan oleh uncomputation dan bukan oleh reseting brutal qubit yang tidak terpakai. Jika salah satu dari qubit "tidak digunakan" ini masih terjerat dengan qubit "sedang digunakan", mengatur ulang qubit yang tidak digunakan juga akan memengaruhi status yang digunakan, yang sebagian besar waktu tidak diinginkan.

| 0 ⟩

$\vert 0 \rangle$

Nelimee

@N awal Saya setuju. Menyetel ulang secara brutal tidak aman. Saya mulai puas dengan hanya memperingatkan pengguna ketika qubit (daftar) sudah digunakan.

Ntwali B.

@Nelimee Jika mereka terjerat, uncomputing juga akan mempengaruhi qubit yang terjerat dalam satu atau lain cara.

Norbert Schuch

@Blue terima kasih untuk hasil editnya. Bahkan tidak menyadari betapa tidak masuk akalnya judul pertanyaan itu.

Ntwali B.

Jawaban:

$Z$

Memang, jika Anda ingin menerapkan operasi non-kesatuan, Anda memerlukan semacam operasi pengukuran di suatu tempat, apakah itu pengukuran langsung, atau penerapan peta CP atau POVM (tetapi untuk opsi ini, Anda perlu memperkenalkan ancillas dari kondisi tetap, yang agak meniadakan poin). Atau Anda dapat menggunakan noise dalam sistem, tetapi Anda tidak mungkin memiliki kontrol yang cukup - bagaimanapun juga, noise! Tentu saja, tidak satu pun dari opsi ini hanya mengatur ulang qubit tunggal; segala sesuatu yang terkait dengan qubit juga terpengaruh, tapi itu semacam definisi "reset" dalam konteks kuantum.

Satu-satunya pilihan lain adalah untuk tidak menghitung, tetapi ini bukan opsi umum karena, secara umum Anda harus mengomputasi seluruh perhitungan untuk mengatur ulang bahkan satu qubit tunggal, dan yang mengatur ulang semuanya. Kecuali itu tidak berfungsi dengan sempurna karena kesalahan. Anda akan lebih baik memulai perhitungan baru. Ada skenario khusus di mana ancilla qubit digunakan dan dapat dihitung, tetapi ini biasanya dibangun ke dalam algoritma karena langkah tanpa perhitungan penting untuk menghilangkan beberapa keterjeratan yang tidak diinginkan yang jika tidak akan muncul.

DaftWullie
sumber

Ini hampir tetapi karena saya menargetkan QASM, itu tidak memungkinkan menerapkan gerbang lebih lanjut ke qubit setelah pengukuran. Dan tentu saja, setiap qubit yang terjerat juga akan ditentukan statusnya. Seperti mengomentari jawaban lain, usaha saya salah arah tetapi saya menghargai semua jawaban.

Ntwali B.

Anda harus membedakan antara apa yang QASM tidak izinkan dan apa yang tidak diizinkan oleh perangkat keras saat ini. Beristirahat atau menerapkan gerbang setelah pengukuran benar-benar baik di QASM (saya berbicara tentang OpenQASM). Tetapi ini adalah batasan perangkat keras saat ini yang tidak dapat dilakukan operasi ini. Jika Anda membuat QASM seperti itu, Anda masih bisa mensimulasikannya. Dan perangkat keras masa depan yang tidak terlalu jauh juga akan mendukungnya.

Ali Javadi

∣ 0 ⟩

$\mid0\rangle$

Saya tidak berpikir bahwa Anda dapat mencapai ini dengan satu gerbang, tetapi hal paling keren dari gerbang kuantum dan transformasi kesatuan adalah bahwa mereka dapat dibalik, oleh karena itu, ketika menerapkan fungsi dalam rangkaian kuantum Anda, semua yang perlu Anda lakukan adalah 'uncompute' hanya dengan membalikkan gerbang yang Anda gunakan.

$\vert 0\rangle$

Ini berarti Anda harus "mengatur ulang" dengan cara tertentu untuk setiap fungsi.

FSic
sumber

itu hanya berfungsi jika Anda tahu bahwa tidak ada kesalahan terjadi. Dalam sistem yang bising, Anda tidak dapat mengurungkan kebisingan.

DaftWullie

Ini bukan ide yang buruk. Dan dari sudut pandang pemrograman, itu bisa dilakukan juga. Meskipun setelah banyak berpikir, upaya saya ini salah arah karena tiga alasan: 1) perhitungan tidak akan mengembalikan perhitungan yang berguna, dan untuk ketidakpuasan pengguna, fungsi akan tampak tidak melakukan apa-apa 2) kita tidak dapat menghitung perhitungan jika ada satu. 3) seperti yang disarankan @DaftWulie, keberadaan kesalahan membuat skema goyah dan kesalahan mungkin akan terjadi. Tapi saya senang Anda mengusulkan ini. Terima kasih.

Ntwali B.

@NtwaliB. Untuk logika klasik selalu dimungkinkan untuk mengomputasi (= reset) ruang kerja ancilla sambil menjaga hasil yang diinginkan, itulah titik kunci dari perhitungan reversibel klasik.

Norbert Schuch

@NorbertSchuch Itu benar. Tapi saya berbicara tentang qubit sewenang-wenang bukan ancilla cbits setelah pengukuran.

Ntwali B.