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拓扑量子电路到物理硬件的映射。

Mapping of topological quantum circuits to physical hardware.

机构信息

University of Passau, Innstr. 43, 94032 Passau, Germany.

National Institute of Informatics, 2-1-2 Hitotsubashi, Chiyoda-ku, Tokyo 101-8430, Japan.

出版信息

Sci Rep. 2014 Apr 11;4:4657. doi: 10.1038/srep04657.

DOI:10.1038/srep04657
PMID:24722360
原文链接:https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC3983617/
Abstract

Topological quantum computation is a promising technique to achieve large-scale, error-corrected computation. Quantum hardware is used to create a large, 3-dimensional lattice of entangled qubits while performing computation requires strategic measurement in accordance with a topological circuit specification. The specification is a geometric structure that defines encoded information and fault-tolerant operations. The compilation of a topological circuit is one important aspect of programming a quantum computer, another is the mapping of the topological circuit into the operations performed by the hardware. Each qubit has to be controlled, and measurement results are needed to propagate encoded quantum information from input to output. In this work, we introduce an algorithm for mapping an topological circuit to the operations needed by the physical hardware. We determine the control commands for each qubit in the computer and the relevant measurements that are needed to track information as it moves through the circuit.

摘要

拓扑量子计算是一种很有前途的技术,可以实现大规模、纠错计算。量子硬件用于创建一个大型的、三维的纠缠量子比特晶格,而执行计算则需要根据拓扑电路规范进行策略性测量。规范是一种几何结构,定义了编码信息和容错操作。拓扑电路的编译是量子计算机编程的一个重要方面,另一个方面是将拓扑电路映射到硬件执行的操作。每个量子比特都需要被控制,并且需要测量结果来将编码的量子信息从输入传播到输出。在这项工作中,我们引入了一种将拓扑电路映射到物理硬件所需操作的算法。我们确定了计算机中每个量子比特的控制命令,以及在信息通过电路移动时需要的相关测量。

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