Calcolo quantistico distribuito con comunicazione classica
Sono interessato al campo del calcolo quantistico distribuito, ovvero l'utilizzo di più dispositivi/circuiti quantistici più piccoli per cooperare per essere in grado di eseguire alcune attività che richiederebbero un dispositivo più grande (dove grande/piccolo si riferisce al numero totale di qubit che il dispositivo ha ).
Sto cercando problemi semplici e astratti che potrebbero essere risolti quando viene utilizzato un tale paradigma. Per essere ancora più specifici, mi chiedo se la condivisione di stati entangled tra tali dispositivi sia un must in questo tipo di problemi, o ci siano attività che potrebbero essere suddivise in modo tale che ogni dispositivo esegua alcuni calcoli quantistici indipendentemente dagli altri, e usano tutti la comunicazione classica per condividere risultati parziali ecc.
Qualcuno conosce articoli sull'argomento? Grazie!
Risposte
Uno dei possibili metodi per il calcolo quantistico distribuito è l'entanglement quantistico remoto. C'è una proposta di Mihir Pant e altri per sviluppare protocolli per nodi "ripetitori" quantistici, che consentono a una coppia di utenti di ottenere grandi guadagni nei tassi di entanglement in una catena lineare di ripetitori quantistici, sfruttando la diversità di percorsi multipli nella rete . Stanno cercando di sviluppare protocolli di ripetitori quantistici che consentano a più coppie di utenti di generare entanglement simultaneamente a velocità che possono superare di gran lunga ciò che è possibile con la condivisione del tempo dei ripetitori tra i flussi di entanglement individuali assistiti. Si prega di trovare maggiori dettagli su questo approccio nel seguente articolo di ricerca pubblicato da Nature.
C'è un articolo pubblicato su arxiv sull'uso delle interconnessioni quantistiche per il calcolo quantistico distribuito e Internet quantistico. È più una raccolta di moduli di calcolo quantistico distribuiti necessari per la realizzazione di un Internet quantistico. Le interconnessioni quantistiche (QuIC) sono dispositivi o processi che consentono il trasferimento di stati quantistici tra due gradi di libertà fisici specificati (materiale, elettromagnetico, ecc.) o, più in generale, collegano un sistema quantistico con uno classico. Sarebbe bello se potessi esplorare questo documento per vedere i dettagli dei componenti QuICs.
C'è un altro lavoro recente sull'uso di algoritmi di stima della fase quantistica distribuita con due diversi schemi di distribuzione. Si prega di trovare il riassunto di questo documento condiviso in ResearchGate e EuropePMC .
L'attrattiva principale dell'informatica quantistica è che può svolgere alcune attività più velocemente di un computer classico. Ciò si basa su fenomeni quantistici unici come entanglement, interferenza di fase, ecc. Ciò richiede che tutti i qubit nella memoria quantistica possano "parlare" tra loro. Se i sottoinsiemi di qubit sono fisicamente separati e collegati solo tramite canali classici, si perde questa proprietà poiché i qubit di sottoinsiemi distinti non possono essere entangled.
Un altro modo di vedere questo è se hai$N$piccoli computer quantistici, allora possono fare al massimo$N$volte il lavoro di uno di quei computer. Quindi questo modello non consente niente di meglio di un miglioramento lineare rispetto a ciò che può ottenere un singolo dei piccoli computer quantistici. Qualsiasi algoritmo quantistico con una velocità migliore di quella lineare (ad esempio Grover o Shor) non può essere implementato in questo modello.