Los bits auxiliares son algunos bits adicionales que se utilizan para lograr algunos objetivos específicos en el cálculo (por ejemplo, cálculo reversible). En la computación clásica , cualquier bit de memoria puede activarse o desactivarse a voluntad, sin necesidad de conocimientos previos ni de dispositivos adicionales. Sin embargo, este no es el caso de la computación cuántica o la computación reversible clásica . En estos modelos de computación , todas las operaciones en la memoria de la computadora deben ser reversibles, y activar o desactivar un bit perdería la información sobre el valor inicial de ese bit. Por esta razón, en un algoritmo cuántico no hay forma de poner bits de manera determinista en un estado prescrito específico.a menos que se le dé acceso a bits cuyo estado original se conozca de antemano. Dichos bits, cuyos valores se conocen a priori , se conocen como bits auxiliares en una tarea de computación cuántica o reversible .
Un uso trivial de los bits auxiliares es degradar compuertas cuánticas complicadas a compuertas simples. Por ejemplo, al colocar controles en los bits auxiliares, una puerta Toffoli se puede usar como una puerta NOT controlada o como una puerta NOT . [1] : 29
Para el cálculo reversible clásico, se sabe que un número constante O (1) de bits auxiliares es necesario y suficiente para el cálculo universal. [2] No se necesitan bits auxiliares adicionales, pero el espacio de trabajo adicional puede permitir construcciones de circuitos más simples que usan menos puertas. [1] : 131
Ancilla qubits
El concepto de bit ancilla se puede ampliar para la computación cuántica en términos de qubits ancilla , que se pueden utilizar, por ejemplo, para la corrección de errores cuánticos . [3]
La catálisis cuántica utiliza qubits ancilla para almacenar estados entrelazados que permiten tareas que normalmente no serían posibles con operaciones locales y comunicación clásica (LOCC). [4]
Referencias
- ↑ a b Nielsen, Michael A .; Chuang, Isaac L. (2010). Computación cuántica e información cuántica (2ª ed.). Cambridge: Cambridge University Press. ISBN 978-1-107-00217-3.
- ^ Aaronson, Scott; Grier, Daniel; Schaeffer, Luke (2015). "La clasificación de operaciones de bits reversibles". arXiv : 1504,05155 [ ph cuantitativo ].
- ^ Shor, Peter W. (1 de octubre de 1995). "Esquema para reducir la decoherencia en la memoria de la computadora cuántica" . Physical Review A . 52 (4): R2493 – R2496. Código Bibliográfico : 1995PhRvA..52.2493S . doi : 10.1103 / PhysRevA.52.R2493 . PMID 9912632 . Consultado el 6 de junio de 2015 .
- ^ Azuma, Koji; Koashi, Masato; Imoto, Nobuyuki (2008). "Catálisis cuántica de información". arXiv : 0804,2426 [ quant-ph ].