古典的な通信による分散量子コンピューティング
私は分散量子コンピューティングの分野に興味があります。つまり、複数の小さな量子デバイス/回路を使用して、より大きなデバイスを必要とするタスクを実行できるようにします（大/小はデバイスが持つキュービットの総数を指します） ）。
そのようなパラダイムを利用すれば解決できる、シンプルで抽象的な問題を探しています。もっと具体的に言うと、この種の問題では、このようなデバイス間でもつれ状態を共有することが必須なのか、それとも各デバイスが他のデバイスから独立して量子計算を実行するように分解できるタスクがあるのだろうか。それらはすべて、部分的な結果などを共有するために古典的なコミュニケーションを使用しています。
誰かがこの主題に関する記事を知っていますか？ありがとう！
回答
分散量子コンピューティングの可能な方法の1つは、リモート量子エンタングルメントです。 Mihir Pantらによる提案では、量子「リピーター」ノードのプロトコルを開発します。これにより、ネットワーク内の複数のパスの多様性を活用することで、ユーザーのペアが量子リピーターの線形チェーンでエンタングルメント率を大幅に向上させることができます。 。彼らは、複数のユーザーペアが個々のエンタングルメントフローを支援するリピーターのタイムシェアリングで可能な速度をはるかに超える速度でエンタングルメントを同時に生成できるようにする量子リピータープロトコルを開発しようとしています。このアプローチの詳細については、Natureが発行した次の研究記事をご覧ください。
分散量子コンピューティングと量子インターネットのための量子相互接続の使用についてarxivに発表された論文があります。これは、量子インターネットの実現に必要な分散量子コンピューティングモジュールをまとめたものです。量子相互接続（QuIC）は、指定された2つの物理的自由度（材料、電磁気など）間で量子状態を転送できるようにするデバイスまたはプロセスです。または、より広義には、量子システムを従来のシステムに接続します。このペーパーを調べて、QuICコンポーネントの詳細を確認できれば便利です。
2つの異なる分布スキームを使用した分散量子位相推定アルゴリズムの使用に関する別の最近の研究があります。ResearchGateとEuropePMCで共有されているこの論文の要約を見つけてください。
量子コンピューティングの主な魅力は、従来のコンピューターよりも高速にいくつかのタスクを実行できることです。これは、エンタングルメント、位相干渉などの固有の量子現象に依存しています。これには、量子メモリ内のすべての量子ビットが相互に「通信」できる必要があります。キュービットのサブセットが物理的に分離されており、従来のチャネルを介してのみリンクされている場合、個別のサブセットからのキュービットを絡ませることができないため、このプロパティは失われます。
これを見る別の方法は、 $N$ 小さな量子コンピューターなら、せいぜいできる $N$それらのコンピュータの1つの仕事の倍。したがって、このモデルでは、単一の小さな量子コンピューターが達成できることを直線的に改善すること以上のことはできません。線形スピードアップよりも優れた量子アルゴリズム（GroverやShorなど）は、このモデルに実装できません。