Máy tính lượng tử phân tán với giao tiếp cổ điển
Tôi quan tâm đến lĩnh vực tính toán lượng tử phân tán, tức là sử dụng nhiều thiết bị / mạch lượng tử nhỏ hơn để hợp tác để có thể thực hiện một số tác vụ đòi hỏi một thiết bị lớn hơn (trong đó lớn / nhỏ là tổng số qubit mà thiết bị có ).
Tôi đang tìm kiếm các vấn đề đơn giản, trừu tượng có thể được giải quyết khi một mô hình như vậy được sử dụng. Cụ thể hơn, tôi tự hỏi liệu việc chia sẻ các trạng thái vướng víu giữa các thiết bị như vậy có phải là điều bắt buộc trong loại vấn đề này hay không, hay có các nhiệm vụ có thể được chia nhỏ theo cách mà mỗi thiết bị thực hiện một số phép tính lượng tử độc lập với các thiết bị khác, và tất cả đều sử dụng giao tiếp cổ điển để chia sẻ kết quả từng phần, v.v.
Có ai biết bất kỳ bài báo về chủ đề này? Cảm ơn!
Trả lời
Một trong những phương pháp khả thi cho tính toán lượng tử phân tán là rối lượng tử từ xa. Có một đề xuất của Mihir Pant và những người khác để phát triển các giao thức cho các nút "bộ lặp" lượng tử, cho phép một cặp người dùng đạt được lợi ích lớn về tỷ lệ vướng víu trong một chuỗi tuyến tính các bộ lặp lượng tử, bằng cách khai thác sự đa dạng của nhiều đường dẫn trong mạng . Họ đang cố gắng phát triển các giao thức lặp lại lượng tử cho phép nhiều cặp người dùng tạo ra sự vướng víu đồng thời với tốc độ có thể vượt xa những gì có thể với việc chia sẻ thời gian lặp lại giữa việc hỗ trợ các luồng vướng mắc riêng lẻ. Vui lòng tìm thêm thông tin chi tiết về cách tiếp cận này trong bài báo nghiên cứu được xuất bản bởi Nature sau đây .
Có một bài báo được xuất bản trong arxiv về việc sử dụng Kết nối lượng tử cho Máy tính lượng tử phân tán và Internet lượng tử. Nó giống như một tập hợp các mô-đun tính toán lượng tử phân tán cần thiết để thực hiện một mạng internet lượng tử. Liên kết lượng tử (QuIC) là các thiết bị hoặc quy trình cho phép chuyển trạng thái lượng tử giữa hai bậc tự do vật lý xác định (vật chất, điện từ, v.v.), hay nói rộng hơn là kết nối hệ lượng tử với bậc cổ điển. Sẽ rất tuyệt nếu bạn có thể khám phá bài báo này để xem chi tiết về các thành phần của QuICs.
Gần đây có một công trình nghiên cứu khác về việc sử dụng các thuật toán ước lượng pha lượng tử phân tán với hai sơ đồ phân phối khác nhau. Vui lòng tìm phần tóm tắt của bài báo này được chia sẻ trên ResearchGate và EuropePMC .
Điểm hấp dẫn chính của máy tính lượng tử là nó có thể thực hiện một số tác vụ nhanh hơn một máy tính cổ điển. Điều này dựa trên các hiện tượng lượng tử duy nhất như vướng víu, giao thoa pha, v.v. Điều này đòi hỏi tất cả các qubit trong bộ nhớ lượng tử có thể "nói chuyện" với nhau. Nếu các tập con của qubit được tách biệt về mặt vật lý và chỉ được liên kết qua các kênh cổ điển, bạn sẽ mất đặc tính này vì các qubit từ các tập con riêng biệt không thể bị vướng vào nhau.
Một cách khác để xem xét điều này là nếu bạn có $N$ máy tính lượng tử nhỏ, thì chúng có thể làm được nhiều nhất $N$lần công việc của một trong những máy tính đó. Vì vậy, mô hình này không cho phép điều gì tốt hơn một cải tiến tuyến tính so với những gì một máy tính lượng tử nhỏ có thể đạt được. Bất kỳ thuật toán lượng tử nào có tốc độ tăng tốc tốt hơn tuyến tính (ví dụ như Grover hoặc Shor) đều không thể được thực hiện trong mô hình này.