Generación de gráficos para estados cuánticos utilizando Qiskit y su aplicación para redes neuronales cuánticas
Autores: Tudorache, Alexandru-Gabriel
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Generación de gráficos para estados cuánticos utilizando Qiskit y su aplicación para redes neuronales cuánticas
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Teoría cuántica
Simulación
Tecnología de procesamiento
Gráfico de exploración
Qubits
Compuertas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 33
Citaciones: Sin citaciones
Este documento describe un enfoque práctico de la teoría cuántica utilizando la tecnología de simulación y procesamiento disponible hoy en día. El proyecto propuesto nos permite crear un grafo de exploración para que, dada una configuración inicial de los qubits, se creen todos los estados posibles dados un conjunto de compuertas seleccionadas por el usuario. Para cada nodo en el grafo, podemos obtener varios tipos de información como las compuertas aplicadas desde el estado inicial (la ruta de transición), el costo necesario, la representación del circuito cuántico, así como las amplitudes de cada estado. El proyecto está diseñado no como un objetivo final, sino más bien como una plataforma de procesamiento que permite a los usuarios visualizar y explorar diversas soluciones para diferentes problemas cuánticos de una manera mucho más sencilla. Luego describimos algunas aplicaciones potenciales de este proyecto en otros campos de investigación, ilustrando la forma en que los estados del grafo pueden ser utilizados como nodos en una nueva interpretación de una red neuronal cuántica; se presentan los pasos de una cadena de procesamiento híbrida para el problema de encontrar uno o más estados que verifiquen ciertas condiciones. Estos conceptos también pueden ser utilizados en la academia, siendo su implementación posible con la ayuda del lenguaje de programación Python, la biblioteca NumPy y Qiskit, el marco cuántico de código abierto desarrollado por IBM.
Descripción
Este documento describe un enfoque práctico de la teoría cuántica utilizando la tecnología de simulación y procesamiento disponible hoy en día. El proyecto propuesto nos permite crear un grafo de exploración para que, dada una configuración inicial de los qubits, se creen todos los estados posibles dados un conjunto de compuertas seleccionadas por el usuario. Para cada nodo en el grafo, podemos obtener varios tipos de información como las compuertas aplicadas desde el estado inicial (la ruta de transición), el costo necesario, la representación del circuito cuántico, así como las amplitudes de cada estado. El proyecto está diseñado no como un objetivo final, sino más bien como una plataforma de procesamiento que permite a los usuarios visualizar y explorar diversas soluciones para diferentes problemas cuánticos de una manera mucho más sencilla. Luego describimos algunas aplicaciones potenciales de este proyecto en otros campos de investigación, ilustrando la forma en que los estados del grafo pueden ser utilizados como nodos en una nueva interpretación de una red neuronal cuántica; se presentan los pasos de una cadena de procesamiento híbrida para el problema de encontrar uno o más estados que verifiquen ciertas condiciones. Estos conceptos también pueden ser utilizados en la academia, siendo su implementación posible con la ayuda del lenguaje de programación Python, la biblioteca NumPy y Qiskit, el marco cuántico de código abierto desarrollado por IBM.