물리 큐비트 및 논리 큐비트

Physical and logical qubits

양자컴퓨팅에서 큐비트는 고전컴퓨팅에서 비트(이진수)와 유사한 정보의 단위이지만, 큐비트가 고전적인 비트보다 어떤 면에서 더 강력할 수 있도록 하는 중첩 및 얽힘과 같은 양자역학적 특성에 영향을 받습니다.큐비트는 양자 회로와 양자 논리 게이트로 구성된 양자 알고리즘에서 계산 문제를 해결하기 위해 사용되며, 입출력 및 중간 계산에 사용됩니다.

물리 큐비트는 컴퓨터 [1][2]시스템의 구성요소로 사용되는 2상태 양자 시스템처럼 작동하는 물리 장치입니다.논리 큐비트는 양자 알고리즘 또는 단일 변환의 대상이[3] 되는 양자 회로에서 지정된 대로 동작하는 물리 큐비트 또는 추상 큐비트이며, 양자 논리 게이트([1][4][5]고전 논리 게이트의 전파 지연)에서 사용할 수 있을 만큼 긴 간섭 시간을 가진다.

2018년 9월 현재 큐비트를 구현하는 데 사용되는 대부분의 기술은 안정성, 비간섭성,[6][7] 내결함성[8][9] 및 [6][9][10]확장성 문제에 직면해 있습니다.그렇기 때문에 양자회로 또는 알고리즘에서와 같이 논리적으로 동작하는 엔티티를 생성하기 위해서는 오류 수정 목적으로 많은 물리 큐비트가 필요합니다.이것은 양자 오류 [3][11]수정의 대상입니다.따라서 현대의 논리 큐비트는 일반적으로 유용한 [1][7][11]계산을 수행하는 데 필요한 안정성, 오류 수정 및 내결함성을 제공하기 위해 많은 물리 큐비트로 구성됩니다.

개요

1비트 및 2비트 양자 게이트 연산은 [12][13][14][15]범용성이 있는 것으로 나타났습니다.양자 알고리즘은 양자 [16][17]회로로서 인스턴스화할 수 있다.

논리 큐비트는 양자 논리 게이트에서 구축될 수 있는 양자 논리 연산의 대상이 되는 양자 알고리즘에서 단일 큐비트가 어떻게 동작해야 하는지를 지정합니다.그러나 현재 기술 문제는 물리적 큐비트로 사용될 수 있는 단일 2상태 양자 시스템이 이 정보를 충분히 유용하게 사용할 수 있을 만큼 안정적으로 인코딩하고 유지하는 것을 막는다.따라서 확장 가능한 양자 컴퓨터를 생성하기 위한 현재의 시도에서는 양자 오류 보정이 필요하며 오류 허용 단일 논리 큐비트를 작성하려면 여러 개의 (현재 많은) 물리적 큐비트를 사용해야 합니다.사용되는 오류 정정 방식 및 각 물리 큐비트의 오류율에 따라 1개의 논리 큐비트는 최대 1,000개의 물리 큐비트로 [18]형성될 수 있습니다.

위상 양자 컴퓨팅

양자역학에서의 위상 효과를 이용하는 위상 큐비트의 접근법은 논리 [10]큐비트당 훨씬 적은 물리 큐비트를 필요로 하거나 심지어 단일 물리 큐비트를 필요로 하는 것으로 제안되어 왔다.위상 큐비트는 반 적분도 아니고 적분도 아닌 스핀을 가진 애니온이라고 불리는 입자의 종류에 의존하며, 따라서 페르미-디락 통계나 보스-아인슈타인 [19]통계에도 따르지 않는다.애니온은 세계선에서 편조 대칭을 나타내며, 큐비트의 안정성을 위해 바람직한 특성을 가지고 있습니다.특히, 스핀-통계정리에 따르면 3개 이상의 공간차원에서 페르미온과 보손만 [19]가능하다는 것이다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ a b c Shaw, Bilal; Wilde, Mark M.; Oreshkov, Ognyan; Kremsky, Isaac; Lidar, Daniel A. (2008-07-18). "Encoding One Logical Qubit Into Six Physical Qubits". Physical Review A. 78 (1): 012337. arXiv:0803.1495. Bibcode:2008PhRvA..78a2337S. doi:10.1103/PhysRevA.78.012337. ISSN 1050-2947. S2CID 40040752.
  2. ^ Viola, Lorenza; Knill, Emanuel; Laflamme, Raymond (2001-09-07). "Constructing Qubits in Physical Systems". Journal of Physics A: Mathematical and General. 34 (35): 7067–7079. arXiv:quant-ph/0101090. Bibcode:2001JPhA...34.7067V. doi:10.1088/0305-4470/34/35/331. ISSN 0305-4470. S2CID 14713492.
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