Nuevos circuitos cuánticos sin permutaciones para implementar operaciones unitarias de 3 y 4 qubits
Autores: Grigoryan, Artyom M.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Nuevos circuitos cuánticos sin permutaciones para implementar operaciones unitarias de 3 y 4 qubits
Categoría
Gestión y administración
Subcategoría
Gestión de la tecnología y la inovación
Palabras clave
Transformación de montón inducida por señales cuánticas
Descomposición QR
Operaciones de múltiples qubits
Ruta rápida de cálculo
Circuitos cuánticos
Puertas de rotación de Givens
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
El artículo presenta el método de transformación inducida por señal cuántica (QsiHT) de la descomposición QR de operaciones multi-qubit. Esta transformación puede ser generada por una señal dada, utilizando diferentes caminos u órdenes de procesamiento de los datos. Proponemos utilizar el concepto del camino rápido de cálculo del QsiHT y aplicar tales transformaciones en cada etapa de la descomposición de la matriz. Esto nos permite construir circuitos cuánticos para operaciones unitarias multi-qubit sin permutaciones. Se consideran operaciones unitarias con matrices reales y complejas. Los casos de operaciones de 3 y 4 qubits se describen en detalle con circuitos cuánticos. Estos circuitos utilizan un máximo de 28 y 120 puertas de rotación de Givens para operaciones reales de 3 y 4 qubits, respectivamente. Todas las rotaciones se realizan solo en planos de bits adyacentes. Para la operación unitaria compleja, cada una de las puertas de Givens se utiliza en pares con dos puertas de rotación Z. Estos dos tipos de rotaciones y la puerta de fase global son el conjunto de puertas universal para operaciones multi-qubit. El enfoque presentado se puede utilizar para implementar circuitos cuánticos para n-qubits cuando n>=2, con un máximo de (4n/2-2n-1) rotaciones de Givens y sin permutaciones.
Descripción
El artículo presenta el método de transformación inducida por señal cuántica (QsiHT) de la descomposición QR de operaciones multi-qubit. Esta transformación puede ser generada por una señal dada, utilizando diferentes caminos u órdenes de procesamiento de los datos. Proponemos utilizar el concepto del camino rápido de cálculo del QsiHT y aplicar tales transformaciones en cada etapa de la descomposición de la matriz. Esto nos permite construir circuitos cuánticos para operaciones unitarias multi-qubit sin permutaciones. Se consideran operaciones unitarias con matrices reales y complejas. Los casos de operaciones de 3 y 4 qubits se describen en detalle con circuitos cuánticos. Estos circuitos utilizan un máximo de 28 y 120 puertas de rotación de Givens para operaciones reales de 3 y 4 qubits, respectivamente. Todas las rotaciones se realizan solo en planos de bits adyacentes. Para la operación unitaria compleja, cada una de las puertas de Givens se utiliza en pares con dos puertas de rotación Z. Estos dos tipos de rotaciones y la puerta de fase global son el conjunto de puertas universal para operaciones multi-qubit. El enfoque presentado se puede utilizar para implementar circuitos cuánticos para n-qubits cuando n>=2, con un máximo de (4n/2-2n-1) rotaciones de Givens y sin permutaciones.