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Principio de medición diferida

Dos circuitos lógicos cuánticos equivalentes . Uno en el que la medición se realiza primero, y otro en el que una operación condicionada al cúbit que se va a medir se realiza pr...

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Dos circuitos lógicos cuánticos equivalentes . Uno en el que la medición se realiza primero, y otro en el que una operación condicionada al cúbit que se va a medir se realiza primero.
La medición se realiza con anticipación y se envían los bits clásicos resultantes. Los bits clásicos controlan si se ejecutan las compuertas X y Z de 1 qubit, lo que permite la teletransportación. [ 1 ]
Al posponer la medición, es necesario aplicar las compuertas -X y -Z controladas por dos cúbits , lo que requiere que ambos cúbits estén cerca (es decir, a una distancia donde se puedan controlar los efectos cuánticos de dos cúbits), limitando así la distancia de la teletransportación. Si bien son lógicamente equivalentes, aplazar la medición tiene implicaciones físicas.
Ejemplo: Dos variantes del circuito de teletransportación . Los estados de 2 cúbits.|Φ+⟩{\displaystyle |\Phi ^{+}\rangle }y|β00⟩{\displaystyle |\beta _ {00}\rangle}refiérase al mismo estado de Bell .

El principio de medición diferida es un resultado de la computación cuántica que establece que retrasar las mediciones hasta el final de una computación cuántica no afecta la distribución de probabilidad de los resultados. [ 2 ] [ 3 ]

Una consecuencia del principio de medición diferida es que la medición conmuta con el condicionamiento. La elección de medir un cúbit antes, después o durante una operación condicionada a dicho cúbit no tendrá ningún efecto observable en los resultados finales esperados del circuito.

Gracias al principio de medición diferida, las mediciones en un circuito cuántico a menudo se pueden reprogramar para que se realicen en momentos más oportunos. Por ejemplo, medir los cúbits lo antes posible puede reducir el número máximo de cúbits almacenados simultáneamente, lo que potencialmente permite ejecutar un algoritmo en una computadora cuántica más pequeña o simularlo de manera más eficiente. Alternativamente, diferir todas las mediciones hasta el final de los circuitos permite analizarlos utilizando únicamente estados puros (ya que de otro modo se necesitarían matrices de densidad ).

En los bloques de código con corrección de errores , el conjunto de instrucciones se limita a un conjunto discreto no universal . [ 4 ] Este conjunto de instrucciones con corrección de errores casi siempre incluye las puertas de Pauli (porque el grupo de Pauli describe los efectos de decoherencia de un solo cúbit ). Una forma de extender el conjunto de instrucciones con corrección de errores es explotar el principio de medición diferida, para convertir las puertas de Pauli controladas cuánticamente que normalmente no están en el conjunto de instrucciones con corrección de errores, en puertas de Pauli controladas clásicamente , que sí lo están. Dado que el extremo receptor del circuito de teletransportación son solo puertas de Pauli, se puede usar para inyectar puertas en el bloque de código corregido [ 5 ] y, en algunos casos, dependiendo del código de error utilizado, permite extender el conjunto de instrucciones con corrección de errores disponible ( cúbit lógico ) a un conjunto universal.

Véase también

Referencias

  1. ↑ Nielsen, Michael A.; Chuang , Isaac (2010). Computación cuántica e información cuántica . Cambridge: Cambridge University Press . págs. 26–28 . ISBN  978-1-10700-217-3OCLC 43641333​​ 
  2. ↑ Michael A. Nielsen; Isaac L. Chuang (9 de diciembre de 2010). "4.4 Medición". Computación cuántica e información cuántica: edición del décimo aniversario . Cambridge University Press. pág. 186. ISBN  978-1-139-49548-6.
  3. ↑ Odel A. Cross (5 de noviembre de 2012). "5.2.2 Medición diferida". Temas en computación cuántica . OA Cross. pág. 348. ISBN  978-1-4800-2749-7.
  4. ↑ Williams, Colin P. (2011). Exploraciones en computación cuántica . Springer . ISBN 978-1-84628-887-6.
  5. ↑ Gottesman, Daniel; Chuang, Isaac L. (1999). "La teletransportación cuántica es una primitiva computacional universal". Nature . 402 (6760): 390– 393. arXiv : quant-ph/9908010 . Bibcode : 1999Natur.402..390G . doi : 10.1038/46503 . S2CID 4411647 . 
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