อะไรเป็นตัวกำหนดโทโพโลยี / การเชื่อมต่อของคอมพิวเตอร์ควอนตัม?
คอมพิวเตอร์ควอนตัมบางเครื่องเก็บ qubits ไว้ในอาร์เรย์ 2 มิติ ฉันเคยเห็นโทโพโลยี 1D ด้วยซ้ำฉันคิดว่า
บน IBM Q คุณสามารถดูได้ว่า qubits ใดพูดคุยกับ qubit ใด ฉันต้องการทราบว่าอะไรเป็นตัวกำหนด / จำกัด การเชื่อมต่อของแต่ละ qubit
ฉันคิดว่ามันมีอะไรเกี่ยวข้องกับการหลอกลวง? แต่มีเหตุผลเฉพาะอื่น ๆ ?
คำตอบ
สิ่งที่ จำกัด การเชื่อมต่อคือคำถามเฉพาะแพลตฟอร์มในที่สุด ตัวอย่างเช่นในคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่ติดกับดักไอออนไอออนทั้งหมดจะถูกรวมเข้าด้วยกันผ่านโหมดการเคลื่อนที่แบบรวมเพื่อให้ qubits ทั้งหมด "เชื่อมต่อกัน" เพื่อให้กราฟของการเชื่อมต่อ qubit-qubit เสร็จสมบูรณ์
แนวทางที่เป็นกระแสหลักมากขึ้น (อย่างน้อยในอุตสาหกรรม) เกี่ยวข้องกับการใช้ qubits ตัวนำยิ่งยวดซึ่งครอบคลุมสวนสัตว์ที่เติบโตขึ้นเรื่อย ๆ ในรูปแบบ qubit ที่แตกต่างกัน (ทรานสโมนฟลักโซเนียม ฯลฯ ) แต่ละแบบมีข้อดีและข้อเสีย เนื่องจากการออกแบบเหล่านี้ถูกประดิษฐ์ขึ้นโดยกระบวนการพิมพ์หินลงบนพื้นผิว 2 มิติรูปทรงเรขาคณิตของเครื่องบินจึงเป็นข้อ จำกัด ที่ qubits สามารถพูดคุยกันได้ ความยากอยู่ที่ความจริงที่ว่าด้านบนของข้อต่อเหล่านี้ qubits ยังต้องการไดรฟ์และสายการอ่านข้อมูลที่ต้องไปถึงขอบของชิปเพื่อให้สัญญาณสามารถส่งผ่านตัวเรือนชิป qubit และไปยังฮาร์ดแวร์ควบคุมแบบคลาสสิกได้ในที่สุด มีหลายวิธีในการรับ "เส้น" (ท่อนำคลื่นโคพลานาร์) เพื่อข้ามไปบนชิปผ่านทางสะพานอากาศและมีการทำงานในปัจจุบันเกี่ยวกับเทคโนโลยีบูรณาการ 3D ที่สามารถ "ทำลายระนาบ" ได้ซึ่งแง่มุมต่างๆของการทำงานของชิปจะกระจายไปตามเวเฟอร์ที่แตกต่างกันซึ่งสามารถวางซ้อนกันและเชื่อมต่อกันในแนวตั้งได้
นอกจากนี้เช่นเดียวกับที่คุณกล่าวมาการตกแต่งภายในก็เป็นปัญหาเช่นกันเนื่องจากสำหรับ qubit บางประเภทการมีข้อต่อมากเกินไปอาจทำให้เกิดการเบียดกันของความถี่ได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อมีการใช้ประตูสอง qubit (เช่น CNOT) การสั่นพ้องเฉพาะระหว่าง qubits คู่จะถูกขับเคลื่อนโดยสัญญาณที่กำหนดเวลาและมีรูปร่างอย่างแม่นยำ เมื่อมีข้อต่อหลายตัวจะมีการสั่นพ้องที่เป็นไปได้มากมายที่สามารถขับเคลื่อนได้เมื่อต้องการเพียงอันเดียวสำหรับประตู ดังนั้นการแยกสัญญาณที่ต้องการจึงทำได้ยากขึ้นเรื่อย ๆ (สัญญาณอาจมีข้อ จำกัด เกี่ยวกับความบริสุทธิ์ของสเปกตรัม) และเสียงสะท้อนปลอมเหล่านี้ (การพูดคุยข้ามสาย) จะส่งผลให้เกิดการพันกันที่ผิดพลาด