La computadora cuántica unidireccional o basada en mediciones ( MBQC ) es un método de computación cuántica que primero prepara un estado de recurso entrelazado , generalmente un estado de clúster o estado de gráfico , y luego realiza mediciones de un solo qubit en él. Es "unidireccional" porque las mediciones destruyen el estado del recurso.
El resultado de cada medición individual es aleatorio, pero están relacionados de tal manera que el cálculo siempre tiene éxito. En general, las elecciones de la base para las mediciones posteriores deben depender de los resultados de las mediciones anteriores y, por lo tanto, las mediciones no se pueden realizar todas al mismo tiempo.
Equivalencia al modelo de circuito cuántico
Cualquier cálculo unidireccional se puede convertir en un circuito cuántico mediante el uso de puertas cuánticas para preparar el estado del recurso. Para estados de recursos de clústeres y gráficos, esto requiere solo una puerta de dos qubit por enlace, por lo que es eficiente.
A la inversa, cualquier circuito cuántico puede ser simulado por una computadora unidireccional usando un estado de grupo bidimensional como estado de recurso, trazando el diagrama de circuito en el grupo; Medidas Z ( base) eliminan qubits físicos del cúmulo, mientras que las mediciones en el plano XY (base) teletransporta los qubits lógicos a lo largo de los "cables" y realiza las puertas cuánticas requeridas. [1] Esto también es polinomialmente eficiente, ya que el tamaño requerido de clúster escala como el tamaño del circuito (qubits x pasos de tiempo), mientras que el número de pasos de tiempo de medición escala como el número de pasos de tiempo del circuito.
Computadora cuántica de estado de clúster topológico
La computación basada en mediciones en un estado de clúster de celosía 3D periódica se puede utilizar para implementar la corrección de errores cuánticos topológicos. [2] El cálculo del estado de los conglomerados topológicos está estrechamente relacionado con el código tórico de Kitaev , ya que el estado del conglomerado topológico 3D se puede construir y medir a lo largo del tiempo mediante una secuencia repetida de puertas en una matriz 2D. [3]
Implementaciones
Se ha demostrado la computación cuántica unidireccional ejecutando el algoritmo de Grover de 2 qubit en un estado de clúster de fotones de 2x2. [4] [5] Se ha propuesto una computadora cuántica de óptica lineal basada en el cálculo unidireccional. [6]
También se han creado estados de clúster en redes ópticas , [7] pero no se utilizaron para el cálculo ya que los qubits de los átomos estaban demasiado cerca para medirlos individualmente.
El estado AKLT como recurso
Se ha demostrado que el ( giro ) El estado de AKLT en una celosía de panal 2D se puede utilizar como recurso para MBQC. [8] [9] Más recientemente se ha demostrado que un estado AKLT de mezcla de espín se puede utilizar como recurso. [10]
Ver también
Referencias
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- General
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