양자 게이트 순간 이동이란 무엇입니까?

양자 상태 텔레포트는 양자 공유 프로토콜로 초기 공유 얽힌 상태, 벨 측정, 클래식 통신 및 로컬 회전을 사용하여 두 당사자간에 큐 비트가 전송됩니다. 분명히 양자 게이트 순간 이동이라고도합니다.

양자 게이트 순간 이동이란 무엇이며 어떤 용도로 사용됩니까?

특히 양자 회로를 시뮬레이션 할 수있는 응용 분야에 관심이 있습니다.

양자 게이트 텔레포트는 텔레포트되는 동안 알 수없는 상태에 양자 게이트를 적용 할 수있는 행위입니다. 이것은 그래프 상태를 사용하여 측정 기반 계산 을 설명 할 수있는 방법 중 하나입니다 .

일반적으로 순간 이동은 알 수없는 양자 상태 $|\psi\rangle$ 앨리스가 보유하고 벨 상태에서 두 개의 큐 비트 $|\Psi\rangle=(|00\rangle+|11\rangle)/\sqrt{2}$ 는 Alice와 Bob이 공유했습니다. 앨리스가 4 가능한 대답 중 하나와 밥이 앨리스의 측정 결과에 따라 자신의 큐 비트 보유를 받고, 벨 상태 측정을 수행, 4 개 상태 중 하나$|\psi\rangle,X|\psi\rangle,Z|\psi\rangle,ZX|\psi\rangle.$따라서 Bob이 Alice가 얻은 결과를 알게되면 적절한 Paulis를 적용하여 보상 할 수 있습니다.

$U$ 를 1 큐빗 단위로 하자 . 가정 앨리스와 밥 점유율 $(\mathbb{I}\otimes U)|\Psi\rangle$ 대신 $|\Psi\rangle$ . 텔레포트 프로토콜을 반복하면 Bob은 이제 $U|\psi\rangle,UX|\psi\rangle,UZ|\psi\rangle,UZX|\psi\rangle$ , 우리가 같이 다시 쓸 수있는 $U|\psi\rangle,(UXU^\dagger)U|\psi\rangle,(UZU^\dagger)U|\psi\rangle,(UZXU^\dagger)U|\psi\rangle.$Bob이 주어진 측정 결과에 대해해야하는 보상은 대괄호로 표시됩니다. 종종 이것들은 정상적인 순간 이동 (즉, 파울리 회전)에 대해해야 할 보상보다 나쁘지 않습니다. 예를 들어$U$ 가하다 마드 회전 인 경우 수정 사항은$(\mathbb{I},Z,X,XZ)$ . 따라서 순간 이동 중에하다 마드를 적용하면 순간 이동하는 상태가 변경됩니다 (최고 자미 코프 스키 이소 형과밀접한 관련이 있습니다). Pauli 게이트와 위상 게이트에 대해 동일한 작업을 수행 할 수 있습니다.$\sqrt{Z}=S$입니다. 또한이 프로토콜을 반복하여 더 복잡한 계산을 작성하는 경우 이러한 수정 내용을 기록한 후 나중에 적용하면 충분합니다.

Pauli 게이트가 필요하지 않더라도 ( T = √ 의 경우와 동일)$T=\sqrt{S}$ ), 보상은 게이트를 직접 구현하는 것보다 쉬울 수 있습니다. 이는 내결함성 T 게이트 구성의 기초입니다.

실제로, 한 쌍의 큐빗 사이에 제어 된 NOT을 적용하기 위해 유사한 작업을 수행 할 수 있습니다. 이번에 필요한 상태는 $|\Psi\rangle_{A_1B_1}|\Psi\rangle_{A_1B_1}$ , 그리고 제어 사이에인가 NOT- $B_1$ 및 $B_2$ . 이번에는 16 개의 가능한 보상 회전이 있지만 모두 Pauli 작업이 제어 된 NOT의 동작을 통해 어떻게 전파되는지에 관한 것이며 다시 Pauli 작업을 제공합니다.

게이트 텔레포트는 원칙적으로 얽힌 상태를 통해 큐 비트를 텔레포트하여 사용 가능한 게이트 세트에서 다른 게이트를 생성 할 수있는 방법입니다. 이 방법의 사용의 예는 세트를 보편적으로 만들기 위해 Clifford 게이트 세트에서 T 게이트를 만드는 것입니다. 이 특별한 경우의 구성은 특수 T ancillae를 사용하여 수행됩니다. 표준 참조는 arXiv : quant-ph / 9908010 에서 찾을 수 있습니다 .

양자 회로를 시뮬레이션하기 위해 게이트 텔레포트를 사용하여 ancillae qubit (게이트 수에 따라 달라지는 ancillae 수)를 사용하여 회로 주변으로 게이트를 이동할 수 있습니다.