Статья

Название статьи ОПТИМИЗАЦИЯ МОДЕЛЕЙ КВАНТОВЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЕЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ НИЗКОУРОВНЕВЫХ КВАНТОВЫХ СХЕМ И ВАРИАТИВНОСТИ ЯДЕР И УЗЛОВ
Автор С. М. Гушанский, В. С. Потапов
Рубрика РАЗДЕЛ V. ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ И ПРОГРАММИРОВАНИЕ
Месяц, год 04, 2018
Индекс УДК 004.032
DOI
Аннотация Определены и проанализированы основные понятия в области квантовой информации, среди которых квантовые схемы, логические гейты и кубиты. Также произведен вывод различных вариаций оптимизации, регулируемых количественными соотношениями ядер (одно ядро или несколько) и узлов (один узел или несколько), что может быть использовано для реализации симуляции мультиузловой квантовой схемы. Актуальность данных исследований заключается нахождении всевозможных методах оптимизации моделей квантовых вычислительных устройств. Что станет еще одним шагом вперед в исследованиях элементарной теоретической базы квантового вычислительного устройства и, как следствие, практической, физической реализации этого устройства. Актуальность работ в данном направлении объясняется также большим числом как экспериментальных, так и теоретических работ, посвящённых данным вопросам. Научная новизна данного направления в первую очередь выражается в постоянном обновлении и дополнении поля квантовых исследований по ряду направлений, а компьютерная симуляция квантовых физических явлений и особенностей, достаточно слабо освещена в мире. Целью работы является компьютерное моделирование низкоуровневых случайных квантовых схем, что позволит проанализировать функционирование созданной ранее модели квантового вычислительного устройства, а также оптимизировать ее с использованием низкоуровневых квантовых схем и вариативности ядер и узлов.

Скачать в PDF

Ключевые слова Матрица плотности; кубит; оптимизация; квантовая схема; вектор; квантовое ядро.
Библиографический список 1. Denis D. Sukachev, Alp. Sipahigil, Mikhail D. Lukin. Silicon-Vacancy Spin Qubit in Diamond: A Quantum Memory Exceeding 10 ms with Single-Shot State Readout // Physical review letters. – 2017. – Vol. 199.
2. Mikhail D. Lukin. Probing many-body dynamics on a 51-atom quantum simulator // Nature. – November 2013. – Vol. 551.
3. Guzik V., Gushanskiy S., Polenov M., Potapov V. Architecture and Software Implementation of a Quantum Computer Model // Artificial Intelligence Perspectives in Intelligent Systems. Proceedings of the 5th Computer Science On-line Conference 2016 (CSOC). – Springer International Publishing AG Switzerland, 2016. – P. 59-68.
4. Квантовое состояние // Википедия. – URL: http://ru.wikipedia.org/?oldid=90522592 (дата обращения: 26.01.2018).
5. Koen De Raedt, Kristel Michielsen, Hans De Raedt, Binh Trieu, Guido Arnold, Marcus Richter, Th. Lippert, H. Watanabe, and N. Ito. Massively parallel quantum computer simulator // Computer Physics Communications. – 2007. – No. 2 (176), – P. 121-136.
6. Sergio Boixo, Sergei V. Isakov, Vadim N. Smelyanskiy, Ryan Babbush, Nan Ding, Zhang Jiang, John M. Martinis, and Hartmut Neven. Characterizing quantum supremacy in near-term devices // arXiv preprint arXiv:1608.00263. – 2016.
7. Stierhoff G.C., Davis A.G. A History of the IBM Systems Journal // IEEE Annals of the History of Computing. – 1998. – Vol. 20, No. 1. – P. 29-35. – DOI:10.1109/85.646206.
8. Экспоненциальный рост // Википедия. – URL: https://ru.wikipedia.org/?oldid=79197692 (дата обращения: 26.06.2016).
9. Lipschutz S., Lipson M. Linear Algebra (Schaum’s Outlines) // 4th McGraw Hill. – 2009.
– ISBN 978-0-07-154352-1.
10. Халмош П. Конечномерные векторные пространства = Finite-dimensional vector spaces. – М.: Физматгиз, 1963. – 264 с.
11. Альфред В. Ахо, Моника С. Лам, Рави Сети, Джеффри Д. Ульман. Компиляторы: принципы, технологии и инструментарий = Compilers: Principles, Techniques, and Tools. – 2-е изд. – М.: Вильямс, 2008. – ISBN 978-5-8459-1349-4.
12. Collier David. The Comparative Method. In Ada W. Finifter, ed. Political Sciences: The State of the Discipline // Washington, DC: American Science Association. – 1993. – P. 105-119.
13. Vectorization // Wikipedia, The Free Encyclopedia. Retrieved 13:38, June 16, 2018, from https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Vectorization&oldid=829988201.
14. C.P. Williams. Explorations in Quantum Computing // Texts in Computer Science. – Springer-Verlag, 2011. – P. 51-122. – ISBN 978-1-84628-887-6, doi:10.1007/978-1-84628-887-6_2.
15. Kunle Olukotun. Chip Multiprocessor Architecture // Techniques to Improve Throughput and Latency. – Morgan and Claypool Publishers, 2007. – 154 p. – ISBN 159829122X.
16. Tzvetan Metodi, Arvin I. Faruque, Frederic T. Chong. Quantum Computing for Computer Architects. – 2nd Ed. – Morgan & Claypool Publishers, 2011. – 15 p. – ISBN 9781608456192.
17. Inverter (logic gate) // Wikipedia, The Free Encyclopedia. Retrieved 13:41, June 16, 2018, from https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Inverter_(logic_gate)&oldid=844691629.
18. Lachowicz Dr. Pawel. Walsh–Hadamard Transform and Tests for Randomness of Financial Return-Series (April 7, 2015). – http://www.quantatrisk.com/2015/04/07/walsh-hadamard-transform-python-tests-for-randomness-of-financial-return-series/.
19. Guzik V., Gushanskiy S., Polenov M., Potapov V. The Computational Structure of the Quantum Computer Simulator and Its Performance Evaluation // CSOC2018 2018: Software Engineering and Algorithms in Intelligent Systems. – Springer International Publishing AG Switzerland, 2018. – P. 198-207.
20. Потапов В.С., Гушанский С.М. Разработка методики моделирования запутанных квантовых вычислений, применимых в квантовых алгоритмах // Информатизация и связь.
– 2018. – № 2. – С. 38-42.
21. Cayirci E. Modeling and simulation as a cloud service: a survey // Simulation Conference (WSC). – 2013. – P. 389-400.
22. Zwiebach Barton. A First Course in String Theory. – Cambridge University Press, 2009.
– ISBN 978-0-521-88032-9.
23. Nielsen M., Chuang I. Quantum Computation and Quantum Information. – Cambridge University Press, 2000.
24. What is the Amplitude of a Wave? // Regents of the University of California. Universe of Light. – 1996. – Retrieved 2008-08-22.
25. Data cluster // Wikipedia, The Free Encyclopedia. Retrieved 13:52, June 16, 2018, from https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Data_cluster&oldid=784026338.
26. Латыпов Н.Н., Ёлкин С.В., Гаврилов Д.А. Инженерная эвристика / под. ред. А.А. Вассермана. – М.: Астрель, 2012. – 320 с.

Comments are closed.