"가치 적, 보편적, 내결함성 양자 계산"이 연속적인 값으로 가능합니까?

과학계 에서는 KLM (Knill, Knill )이 개척 한 " 선형 광학 양자 컴퓨팅 (LOQC) " 에 따라 광학 수단을 사용하여 "범용, 내결함성"양자 계산을 수행 할 수 있다는 믿음이 널리 퍼져있는 것으로 보인다 . Laflamme, Milburn). 그러나 LOQC는 0 개 또는 1 개의 광자를 포함하는 조명 모드 만 사용합니다.

연속 광 모드에는 정의에 따라 둘 이상의 광자가 포함됩니다. 연속 변수에서의 확률 론적 결함 허용 범용 양자 계산 및 샘플링 문제 논문 Douce et al. (2018) [quant-ph arXiv : 1806.06618v1] 은 "확률적인 범용 내결함성"양자 계산은 연속적인 압착 모드를 사용하여 수행 될 수 있다고 주장한다. 이 논문은 더 나아가서 연속 모드를 사용하여 양자 우월성을 입증 할 수 있다고 주장한다. 실제로이 논문의 초록은 다음과 같이 말합니다.

또한,이 모델은 다항식 계층 구조가 붕괴되지 않는 한, 고전적인 컴퓨터로는 효율적으로 시뮬레이션 할 수없는 샘플링 문제를 산출하도록이 모델을 조정할 수 있음을 보여줍니다.

Xnadu 라는 양자 컴퓨팅 신생 기업은 Seth Lloyd와 함께 여러 논문을 작성했기 때문에 신뢰성이 높으며 궁극적으로 지속적인 조명 모드로 양자 계산을 수행하고 고전적인 컴퓨터보다 더 나은 작업을 수행 할 수 있다고 주장하는 것 같습니다 .

그러나 그들이하고있는 일은 아날로그 컴퓨팅 인 것 같습니다 (아날로그 컴퓨팅에서 내결함성 오류 수정이 가능합니까?). 또한 압착 및 변위 작업을 사용합니다. 이러한 작업은 에너지를 보존하지 않으며 (모드를 짜거나 대체하면 에너지가 변경 될 수 있음) 이러한 작업에는 외부 환경과 거시적 인 양 (양자화되지 않은 양)의 에너지 교환이 필요한 것으로 보입니다. qc. 또한 압착은 제한된 작은 값에 대해서만 실험실에서만 이루어졌으며 보편성을 주장하려면 임의의 큰 압착이 자원으로 필요할 수 있습니다.

제 질문은이 사람들이 너무 낙관적입니까? 실험실에서 연속 조명 모드로 어떤 종류의 컴퓨팅을 현실적으로 수행 할 수 있습니까?

우선, " 연속 변수 (cv)를 가진 양자 정보 "에 대한이 리뷰를 읽어 보시기 바랍니다 . 이력서 아키텍처에 대한 대부분의 질문을 다룹니다. 그것은 매우 큰 검토이므로, 나는 그 논문을 읽고 지금 다시 글을 읽음으로써 내가 기억할 수있는 것으로 당신의 질문에 답하려고 노력할 것입니다.

앞서 언급했듯이 이산 변수 (dv)의 경우, Knill과 Laflamme는 LOQC를 개척했습니다. 그러나이 접근법은 Braunstein et al.에 의한 cv 순간 이동 실현 제안 직후에 cvs로 변환되었다 . 그들은 cv quantum error correction 코드가 선형 광학과 압착 된 빛의 자원만을 사용하여 구현 될 수 있음을 보여 주었다 .

이 유형의 양자 컴퓨터의 보편성에 관해서, 그들은 또한 전자기장의 진폭을위한 보편적 인 양자 컴퓨터가 선형 광학, 압착기 및 적어도 하나의 추가 비선형 광학 소자를 사용하여 구성 될 수 있음을 논문에서 보여 주었다 커 효과로 (pg.48 ~ 50).

나는 그들의 증거를 가능한 한 구두로 간단하게 요약하려고 노력할 것이다.

1) 범용 qcs의 경우 논리 연산은 qubit 논리 게이트 형태의 변수에 거의 영향을 미치지 않으며 게이트를 쌓아서 한정된 수의 변수에 대해 원하는 정밀도로 단일 변환에 영향을 줄 수 있습니다. .

2) 하나의 cv에 대한 임의의 단일 변환은 정의하기 위해 무한한 수의 매개 변수를 필요로하기 때문에, 일반적으로 유한 수의 양자 연산에 의해 근사화 될 수 없다는 주장이 있습니다.

3)이 문제는 Hamiltonian (cvs에 해당하는 연산자의 다항 함수)과 같은 다양한 하위 클래스 변환에 대한 cvs에 대한 범용 양자 계산의 개념을 보여줌으로써 해결됩니다. 한정된 수의 연산의 적용에 의해, 세트의 임의의 변환에 임의로 근접 할 수있는 경우, 연속 양자 연산 세트는 특정 변환 세트에 대해 보편적 인 것으로 지칭 될 것이다.

4) 결과는 EM 분야에 대한 2 차 해밀턴을 구성하는 매우 긴 수학적 증거입니다.

따라서 언급 한 바와 같이 빛을 압착하면 qc에 외부 노이즈가 추가되지만 동일한 노이즈를 수정하는 데 오류가 발생할 수 있다고 생각합니다. 이와 함께 양자 속도 향상에 대한 주장은 임의의 다항식 허미 시안 해밀턴 (Universalian Hamiltonian)이 제공하는 모든 단일 변환 (유니버설 이력서 양자 계산을 수행하는 데 필요한)이 생성한다는 사실에서 비롯됩니다. 정규 연산자에서 이질적 이차.

이러한 비선형 변환은 cv 알고리즘에서 사용될 수 있으며 모든 기존 프로세스에 비해 상당한 속도 향상을 제공 할 수 있습니다.

결론적으로, cv 양자 계산은이 시점에서 대부분 이론적이기 때문에 낙관적입니다. "압축 상태 EPR 얽힘", "일관된 상태 양자 순간 이동"등과 같은 cv 아키텍처에 대한 실험적인 확인은 거의 없습니다. 그러나 최근 "양자 키 분포"및 "양자 메모리 효과"에 대한 최근의 실험은 연속 가변 양자 컴퓨터를 보여줍니다 일부 작업에 더 이상 그렇지 않은 경우 개별 장치만큼 효과적 일 가능성이 있습니다.