Arhitectura circuitelor cuantice

Trimis la data: 2007-02-22 Materia: Fizica Nivel: Liceu Pagini: 11 Nota: / 10 Downloads: 88
Autor: Sorin Dimensiune: 107kb Voturi: Tipul fisierelor: doc Acorda si tu o nota acestui referat: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
vezi mai multe detalii vezi mai putine detalii
Raporteaza o eroare
Referat despre Arhitectura circuitelor cuantice
Abstract
In lucrarea de fata va prezentam o metoda optima in realizarea arhitecturii circuitelor cuantice. Metoda se bazeaza pe notiunea de creasta cuantica, care defineste placa de circuit cuantic in structura careia pot fi inserate subcircuite variabile. Metoda poate in primul rand arata procesarea informatiei cuantice, precum si stocarea si recuperarea, respectiv multiplicarea (clonarea) canalelor cuantice.

Referat despre Arhitectura circuitelor cuantice
Introducere
Mecanica cuantica a avut un impact foarte mare atat in tehnologie cat si in societate. Este suficient sa citam realizarea tranzistorului, poate cea mai remarcabila dintre aplicatiile sale. In prezent, mecanica cuantica ofera o cale complet noua si promitatoare de progres atat in stiintele fundamentale cat si in aplicatiile tehnologice. Ne referim la faptul ca mecanica cuantica poate fi folosita acum pentru procesarea si transmiterea informatiei [1],[2].

In toate aplicatiile, problema esentiala o reprezinta abordarea unei inalte precizii in determinarea parametrilor cu alte cuvinte efectuarea unor transformari care depind de parametrii necunoscuti, aceste aplicatii se regasesc in tehnologii de inalta precizie si inalta sensibilitate ca de pilda, frecvente inalte [3], litografie cuantica [4], microscopie cu fotoni [5], sincrinizare de timp [6].

Parametrii sunt in general codificati avand la baza o transformare ca in toate problemele de metrologie cuantica [7] si deoarece insasi estimarea poate fi considerata un caz special de transformare ea poate fi redusa la o problema generata de executarea unei transformari cerute.

Asociind portile logice din electronica neliniara, cu portile cuantice, putem spune ca unitate de transmitere al informatiei neliniare (bitul), este asociata cu unitatea de trandmitere a informatiei cuantice (qubitul), iar diferenta dintre ele consta in faptul ca, bitul ia starile logice 0 sau 1, iar qubitul poate lua stari diferite de 0 sau 1. Este de asemenea posibil sa se formeze o combinatie liniara de stari prin superpozitii [2].

Baza unui circuit cuantic este de fapt o retea de porti cuantice in care exista un numar de N porti care sunt combinate practic cu N subcircuite variabile (Fig. 1).

Structura unui circuit cuantic
Aceste N sloturi care alcatuiesc placa – structura de baza al unui circuit cuantic, se pot denumi si canale cuantice. In lucrarea de fata va prezentam o metoda completa pentru optimizarea arhitecturii circuitelor cuantice. Dupa prezentarea avantajelor conectivitatii circuitelor, vom introduce notiunea de creasta cuantica, care defineste placa unui circuit cuantic, in structura careia pot fi inserate subcircuite variabile. Va prezentam de asemenea optimizarea metodei, bazata pe o structura convexa pentru alegerea crestelor cuantice.
Ca finalitate vom prezenta doua noi aplicatii care simplifica mult solutionarea problemelor circuitelor cuantice.

1. Generalitati
Calculele sunt efectuate prin intermediul operatorilor care transforma starea curenta. Practic, suntem intr-un domeniu unde domnesc legile fizicii cuantice: operatorii nu pot, d opera decat in conformitate cu aceste legi, iar compunerea lor nu trebuie in nici un caz sa altereze aceste legi. Cum starile iau forma unor vectori, acesti operatori vor lua in mod natural forma unor matrice (cu coeficienti complecsi din moment ce opereaza intr-un spatiu Hilbert).

Circuitele cuantice opereaza cu transformari ale parametrilor de intrare/iesire. Circuitele cuantice sunt conectate intre ele pe placa prin fire sau legaturi cuantice. In cazul sistemelor cuantice legaturile sunt in general diferite intre intrarile si iesirile circuitelor. Asociem spatiile Hilbert , conexiunilor pentru fiecare intrare-respectiv iesire si notam starile corespunzatoare cu Fiecare transformare liniara este descrisa de relatia (1).

unde: k – factor de proportionalitate
0 k = , cu posibilitatea ca corespunde starii . In acest caz putem scrie legea transformarii lineare ca fiind:
(2)
unde: este transformarea lineara cuantica, aceasta transformare este intotdeauna pozitiva. Transformarea poate fi rescrisa utilizand reprezentarea “Choi – Jamiolkowski”corespunzatoare urmatoarei corespondente intre transformarea liniara si operatorul Choi, unde:

T – transpozitia in baza ortonormata { } pentru H .
Transformarea are loc daca si numai daca operatorul C (Choi), este intotdeauna pozitiv. Deoarece in retelele cuantice sunt conectate mai multe circuite, este foarte important sa folosim o notatie foarte simpla pentru conexiunea circuitelor intre ele, cat si notatia terminalelor (firelor) portilor cuantice (Fig.2).

Conectarea a doua sau mai multe porti cuantice, se face dupa urmatoarele reguli:
R:1 (Etichetarea sau marcarea). Fiecare fir cuantic este marcat de o caracteristica diferita, exceptie facand al 4-lea fir (d), care devine fir comun si se conecteaza la poarta urmatoare, acest fir fiind etichetat la fel.

R:2 (Multiplicarea). Multiplicarea a doi operatori Choi, inseamna si , iar conexiunea echivalenta este

R:3 (Compunerea sau compozitia). La conectarea a doua circuite A si B asociate spatiilor Hilbert, regula de compunere se obtine din ecuatiile (2 si 3), dat de produsul

Stiri
Nota explicativa
Referatele si lucrarile oferite de Referate.ro au scop educativ si orientativ pentru cercetare academica.

Iti recomandam ca referatele pe care le downloadezi de pe site sa le utilizezi doar ca sursa de inspiratie sau ca resurse educationale pentru conceperea unui referat nou, propriu si original.

Referat.ro te invata cum sa faci o lucrare de nota 10!
Linkuri utile
Programeaza-te online la salonul favorit Descarca gratuit aplicatiile pentru iOS si Android Materiale educative Jocuri Cele mai tari jocuri de pe net Referate scoala Resurse, lucrari, referate materiale pentru lucrari de nota 10
Toate imaginile, textele sau alte materiale prezentate pe site sunt proprietatea referat.ro fiind interzisa reproducerea integrala sau partiala a continutului acestui site pe alte siteuri sau in orice alta forma fara acordul scris al referat.ro. Va rugam sa consultati Termenii si conditiile de utilizare a site-ului. Informati-va despre Politica de confidentialitate. Daca aveti intrebari sau sugestii care pot ajuta la dezvoltarea site-ului va rugam sa ne scrieti la adresa webmaster@referat.ro.