Klasik iletişim ile dağıtılmış kuantum hesaplama
Dağıtılmış kuantum hesaplama alanıyla ilgileniyorum, yani daha büyük bir cihaz gerektiren bazı görevleri gerçekleştirebilmek için işbirliği yapmak için birden fazla küçük kuantum cihazı / devresi kullanmakla ilgileniyorum (burada büyük / küçük, cihazın sahip olduğu toplam kübit sayısını ifade eder) ).
Böyle bir paradigma kullanıldığında çözülebilecek basit, soyut problemler arıyorum. Daha da spesifik olmak gerekirse, bu tür aygıtlar arasında dolaşık durumların paylaşılmasının bu tür sorunlarda bir zorunluluk olup olmadığını veya her aygıtın diğerlerinden bağımsız olarak bazı kuantum hesaplamaları gerçekleştireceği şekilde parçalanabilecek görevler olup olmadığını merak ediyorum ve hepsi kısmi sonuçları paylaşmak için klasik iletişimi kullanıyorlar.
Konuyla ilgili herhangi bir makale bilen var mı? Teşekkürler!
Yanıtlar
Dağıtılmış kuantum hesaplama için olası yöntemlerden biri, uzaktan kuantum dolaşıklığıdır. Mihir Pant ve diğerlerinin, kuantum “tekrarlayıcı” düğümleri için protokoller geliştirme önerisi var; bu, bir çift kullanıcının ağdaki çoklu yolların çeşitliliğinden yararlanarak doğrusal bir kuantum tekrarlayıcı zincirinde dolanma oranlarında büyük kazançlar elde etmesini sağlar . Tek tek dolaşma akışları arasında tekrarlayıcı zaman paylaşımı ile mümkün olanı çok aşan hızlarda eşzamanlı olarak birden fazla kullanıcı çiftinin dolanma oluşturmasını sağlayan kuantum tekrarlayıcı protokolleri geliştirmeye çalışıyorlar. Lütfen Nature tarafından yayınlanan aşağıdaki araştırma makalesinde bu yaklaşımla ilgili daha fazla ayrıntı bulun .
Arxiv'de Dağıtılmış Kuantum Hesaplama ve Kuantum İnternet için Kuantum Ara Bağlantılarının kullanılması hakkında yayınlanan bir makale var . Daha çok bir kuantum internetin gerçekleştirilmesi için gerekli dağıtılmış kuantum hesaplama modüllerinin bir derlemesidir. Kuantum ara bağlantıları (QuIC'ler), kuantum durumlarının belirtilen iki fiziksel serbestlik derecesi (malzeme, elektromanyetik, vb.) Arasında aktarılmasına izin veren veya daha genel olarak bir kuantum sistemini klasik olana bağlayan cihazlar veya süreçlerdir. QuIC bileşenlerinin ayrıntılarını görmek için bu makaleyi inceleyebilirseniz iyi olur.
Dağıtık kuantum fazı tahmin algoritmalarının iki farklı dağıtım şemasıyla kullanılmasıyla ilgili yeni bir çalışma daha var. Lütfen ResearchGate ve EuropePMC'de paylaşılan bu makalenin özetini bulun .
Kuantum hesaplamanın ana cazibesi, bazı görevleri klasik bir bilgisayardan daha hızlı yapabilmesidir. Bu, dolaşıklık, faz girişimi vb. Gibi benzersiz kuantum fenomenlerine dayanır. Bu, kuantum belleğindeki tüm kübitlerin birbiriyle "konuşabilmesini" gerektirir. Kübitlerin alt kümeleri fiziksel olarak ayrılırsa ve yalnızca klasik kanallar aracılığıyla bağlanırsa, farklı alt kümelerden gelen kübitler birbirine karışamayacağı için bu özelliği kaybedersiniz.
Buna bakmanın başka bir yolu, eğer varsa $N$ küçük kuantum bilgisayarlar, daha sonra en fazla $N$bu bilgisayarlardan birinin çalışmasının katı. Yani bu model, küçük kuantum bilgisayarlardan birinin başarabileceklerine kıyasla doğrusal bir iyileştirmeden daha iyi bir şeye izin vermiyor. Doğrusal hızlanmadan daha iyi olan herhangi bir kuantum algoritması (örneğin, Grover veya Shor) bu modelde uygulanamaz.