Kvanttipiiri

Kvanttipiiri on yleisin malli kvanttilaskennan toteuttamiseen ja se on analoginen klassisten digitaalipiirien kanssa. Se rakentuu kvanttiporteiksi kutsutuista reversiibeleistä (tilanmuutoksista palautettavissa olevista) logiikkaporttien sarjasta, jotka vaikuttavat kubittien kvanttitiloihin. Toisin kuin klassiset piirit, kvanttiportit ovat unitaarisia operaattoreita ja siten palautuvia, joten piirissä on oltava yhtä monta tulo- kuin lähtökubittia. Mittausprosessi rikkoo useimmissa tapauksissa palautuvuuden, sillä aaltofunktio romahtaa mitattuun tilaan.

Kvanttipiirit esitetään vaakasuorina viivoina, jotka edustavat kubitteja, ja laatikkoina, jotka edustavat kvanttiportteja. Niitä luetaan vasemmalta oikealle alkaen alkuperäisistä kubiteista, jotka muuttavat tilansa kulkiessaan eri porttien läpi. Monissa tapauksissa piirin lopussa on kubittien mittauksia, jotka on esitetty kaksinkertaisilla viivoilla ja jotka yhdistävät kubitit klassiseen rekisteriin, joka ottaa arvot 0 ja 1. Tämän graafisen esityksen alkuperä voidaan jäljittää Richard Feynmanin vuonna 1986 laatimaan varhaiseen versioon kvanttipiiristä.

Lähteet

1 2 Nielsen, Michael A. & Chuang, Isaac: Quantum Computation and Quantum Information, s. 26-28. Cambridge University Press, 2010. ISBN 978-1-10700-217-3 Kustantajan verkkosivut Viitattu 4.12.2023. (englanniksi)
↑ Rantala Risto (päätoim.) & Itkonen Mikko & Suramo, Ari (toimittajat): ”reversiibeli”, Otavan tietosanakirja. (Lainaus: ”reversiibeli, fysiikassa, kemiassa: palautuva (tilanmuutos).”) Helsinki: Otava, 1997. ISBN 951-1-15139-8
↑ Honkala, Juha & Halinen, Ari (toim.): ”reversiibeli”, CD-Facta 2005: suomenkielinen tietosanakirja. (lainaus: ”reversiibeli (< lat.), palautuva, käänteinen. Vastakohta: irreversiibeli.”) Helsinki: WSOY, 2004. ISBN 951-0-29149-8
↑ Galindo, Alberto & Miguel Angelo Martin-Delgado: Information and computation: Classical and quantum aspects. Reviews of Modern Physics, 2002, 74. vsk, nro 2, s. 347–423. American Physical Society. doi:10.1103/RevModPhys.74.347 (englanniksi)
↑ Biham, Eli; Brassard, Gilles; Kenigsberg, Dan; Mor, Tal: Quantum computing without entanglement. Theoretical Computer Science, 2004, 320. vsk, nro 1, s. 15–33. Theoretical Computer Science. doi:10.1016/j.tcs.2004.03.041 MR:2060181 S2CID:295103 Artikkelin verkkoversio. Viitattu 4.12.2023. (englanniksi)
↑ Hirvensalo, Mika: Quantum computing. 2. painos. Springer, 2010. doi:10.1007/978-3-662-09636-9 ISBN 978-3-6420-7383-0 ISSN 1619-7127 E-ISSN 2627-6461 Finna:vaski.708997 (englanniksi)
↑ Williams, Colin P.: Explorations in Quantum Computing, s. 123–200. 2. painos. Lontoo: Springer, 2011. doi:10.1007/978-1-84628-887-6 ISBN 978-1-4471-6801-0 ISSN 1868-0941 E-ISSN 1868-095X Kustantajan verkkosivut Viitattu 4.12.2023. (englanniksi)
↑ Feynman, Richard P.: Quantum mechanical computers. Foundations of Physics, 1986, 16. vsk, nro 6, s. 507-531. Springer Science and Business Media. doi:10.1007/bf01886518 ISSN 0015-9018 Artikkelin verkkoversio. Viitattu 4.12.2023. (englanniksi)

Kvantti-informaatiotiede

Yleiset

Kvanttiviestintä

Kvanttialgoritmit

Kvanttilaskennan monimutkaisuusteoria

Kvanttilaskennan mallit

Kvanttisuorittimien suorituskykyindikaattorit

Kvanttitilavuus

Dekoherenssin ennaltaehkäisy

Kvanttivirheenkorjaus

Fyysiset toteutustavat

Kvanttioptiikka	Kaviteetti-QED
Erittäin kylmät atomit	Ioniloukku
Spin-pohjaiset	Ydinmagneettinen resonanssi
Suprajohteisiin perustuva	Varauskubitti Vuokubitti Faasikubitti Transmon Unimon

[nil-1] 1 2 Nielsen, Michael A. & Chuang, Isaac: Quantum Computation and Quantum Information, s. 26-28. Cambridge University Press, 2010. ISBN 978-1-10700-217-3 Kustantajan verkkosivut Viitattu 4.12.2023. (englanniksi)

[otv-2] Rantala Risto (päätoim.) & Itkonen Mikko & Suramo, Ari (toimittajat): ”reversiibeli”, Otavan tietosanakirja. (Lainaus: ”reversiibeli, fysiikassa, kemiassa: palautuva (tilanmuutos).”) Helsinki: Otava, 1997. ISBN 951-1-15139-8

[Fa-3] Honkala, Juha & Halinen, Ari (toim.): ”reversiibeli”, CD-Facta 2005: suomenkielinen tietosanakirja. (lainaus: ”reversiibeli (< lat.), palautuva, käänteinen. Vastakohta: irreversiibeli.”) Helsinki: WSOY, 2004. ISBN 951-0-29149-8

[4] Galindo, Alberto & Miguel Angelo Martin-Delgado: Information and computation: Classical and quantum aspects. Reviews of Modern Physics, 2002, 74. vsk, nro 2, s. 347–423. American Physical Society. doi:10.1103/RevModPhys.74.347 (englanniksi)

[5] Biham, Eli; Brassard, Gilles; Kenigsberg, Dan; Mor, Tal: Quantum computing without entanglement. Theoretical Computer Science, 2004, 320. vsk, nro 1, s. 15–33. Theoretical Computer Science. doi:10.1016/j.tcs.2004.03.041 MR:2060181 S2CID:295103 Artikkelin verkkoversio. Viitattu 4.12.2023. (englanniksi)

[6] Hirvensalo, Mika: Quantum computing. 2. painos. Springer, 2010. doi:10.1007/978-3-662-09636-9 ISBN 978-3-6420-7383-0 ISSN 1619-7127 E-ISSN 2627-6461 Finna:vaski.708997 (englanniksi)

[7] Williams, Colin P.: Explorations in Quantum Computing, s. 123–200. 2. painos. Lontoo: Springer, 2011. doi:10.1007/978-1-84628-887-6 ISBN 978-1-4471-6801-0 ISSN 1868-0941 E-ISSN 1868-095X Kustantajan verkkosivut Viitattu 4.12.2023. (englanniksi)

[8] Feynman, Richard P.: Quantum mechanical computers. Foundations of Physics, 1986, 16. vsk, nro 6, s. 507-531. Springer Science and Business Media. doi:10.1007/bf01886518 ISSN 0015-9018 Artikkelin verkkoversio. Viitattu 4.12.2023. (englanniksi)