Preview

Вестник СибГУТИ

Расширенный поиск

Разработка и моделирование работы квантовой микроархитектуры с использованием алгоритма оптимизации квантового вычислительного процесса

https://doi.org/10.55648/1998-6920-2021-15-4-76-83

Полный текст:

Аннотация

В настоящее время активно развивается теория квантовых вычислений. Несмотря на то, что квантовое вычислительное устройство обладает некоторыми особенностями, любую задачу, предназначенную для классической ЭВМ, можно воспроизвести и в квантовой системе. Целью исследования является разработка методики для построения моделей квантовых систем с помощью симуляторов. Предметом исследования являются методы построения квантовых вычислительных устройств и систем. В процессе исследования использовались методы системного анализа и компьютерного моделирования, методы объектно-ориентированного проектирования. В решении задач построения модульной квантовой системы с архитектурой открытого типа были использованы современные языки высокого уровня. Разработана и промоделирована работа квантовой микроархитектуры с использованием алгоритма оптимизации квантового вычислительного процесса. Выведена универсальная методология моделирования алгоритмов квантовой природы с использованием аппаратного ядра и требований к взаимной работе программной и аппаратной составляющих для эффективной работы квантовой системы.

Список литературы

1. Feynman R. P. Simulating physics with computers // International Journal of Theoretical Physics. 1982. V. 21, № 6. P. 467-488.

2. Richter M., Arnold G., Trieu B., Lippert T. Massively Parallel Quantum Computer Simulations: Towards Realistic Systems. John von Neumann Institute for Computing, NIC series. 2007. V. 38. P. 61-68.

3. Khalid A. U. FPGA Emulation of Quantum Circuits: master of Computer Engineering thesis: 31.10.2005. McGill University, 2005. 73 p.

4. Alcazar J., Leyton-Ortega V., Perdomo-Ortiz A. Classical versus Quantum Models in Machine Learning: Insights from a Finance Application // Phys. Re. Lett. 2020, arXiv: 1908.10778.

5. Barends R. et al. Coherent Josephson Qubit Suitable for Scalable Quantum Integrated Circuits // Phys. Re. Lett. 2013. arXiv:1304:2322. DOI: 10.1103/PhysRevLett.111. 080502.

6. Shor P. W. Polynomial-Time Algorithms for Prime Factorization and Discrete Logarithms on a Quantum Computer // Foundations of Computer Science: Conference Publications. 1997. P.1484-1509.

7. Guzik V., Gushanskiy S., Polenov M., Potapov V. Architecture and Software Implementation of a Quantum Computer Model // 5th Computer Science On-line Conference 2016 (CSOS), Czech Republic, 2016. P. 59-68.

8. Guzik V. Development of Methodology for Entangled Quantum Calculations Modeling in the Area of Quantum Algorithms // 6th Computer Science On-line Conference 2017 (CSOS), Czech Republic, 2017. P. 106-115.

9. Barenco A., Bennett C. H., Cleve R. et al. Elementary gates for quantum computation // Phys. Rev. A. 1995. V. 52, № 5. P. 3457-3467.

10. Potapov V., Gushanskiy S., Polenov M. The Methodology of Implementation and Simulation of Quantum Algorithms and Processes // IEEE 11th International Conference on Application of Information and Communication Technologies (AICT), 2017. P. 437-441.

11. Gao C., Jiang D., Guo Y., and Chen L. Multi-matrix error estimation and reconciliation for quantum key distribution // Opt. Express. 2019. № 27 (10), 14545.

12. Biamonte J., Wittek P., Pancotti N., Rebentrost P., Wiebe N., and Lloyd S. Quantum machine learning // Nature. 2017. № 549. P. 195-202.

13. Tang E. A quantum-inspired classical algorithm for recommendation systems // Proc. of the 51st Annual ACM SIGACT Symposium on Theory of Computing, 2019. P. 217-228.

14. Abhijith J., and Patel A. Spatial Search on Graphs with Multiple Targets using Flip-flop Quantum Walk // Quantum Information and Computation. 2018. № 18. P. 1295-1331.


Рецензия

Для цитирования:


Потапов В.С., Гушанский С.М. Разработка и моделирование работы квантовой микроархитектуры с использованием алгоритма оптимизации квантового вычислительного процесса. Вестник СибГУТИ. 2021;(4):76-83. https://doi.org/10.55648/1998-6920-2021-15-4-76-83

For citation:


Potapov V..., Gushansky S... Development and simulation of the quantum microarchitecture operation using an optimization algorithm for a quantum calculation process. The Herald of the Siberian State University of Telecommunications and Informatics. 2021;(4):76-83. (In Russ.) https://doi.org/10.55648/1998-6920-2021-15-4-76-83

Просмотров: 17


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1998-6920 (Print)