"Journal Club" IQT یک مجموعه مقاله هفتگی است که مقاله تحقیقاتی اخیر فناوری کوانتومی را تجزیه و تحلیل می کند و تأثیرات آن بر اکوسیستم کوانتومی را مورد بحث قرار می دهد. این مقاله به بحث در مورد یک کاغذ Arxiv توسط محققان دانشگاه واترلو، دانشگاه تورنتو، Ki3 Photonics Technologies، موسسه محاسبات کوانتومی، و موسسه محیطی منتشر شده است که به دنبال طراحی مدار کوانتومی جدید برای تعیین حالت‌های نمودار فوتونیک، یک حالت چند کیوبیتی خاص هستند. نمایندگی توسط یک نمودار 

در یک مقاله اخیر، محققان کانادایی GraphiQ، یک نرم‌افزار متن‌باز نوآورانه را معرفی کردند که برای ایجاد انقلابی در نحوه تولید و بهینه‌سازی حالت‌های نمودار فوتونیک توسط دانشمندان، که برای پیشبرد محاسبات کوانتومی، ارتباطات کوانتومی و مترولوژی کوانتومی ضروری است، طراحی شده است. GraphiQ که بر روی پایتون ساخته شده است، یک ابزار جامع برای محققان و توسعه دهندگان برای شبیه سازی، ارزیابی و بهینه سازی مدارهای هیبریدی فوتون-امیتر ارائه می دهد که برای تولید حالت های درهم تنیده در کاربردهای فناوری کوانتومی بسیار مهم است.

حالات نمودار فوتونیک چیست؟

حالات نمودار فوتونیک نشان دهنده یک منبع پیچیده و محوری در علم اطلاعات کوانتومی است، به ویژه به دلیل ویژگی های درهم تنیدگی منحصر به فرد و تطبیق پذیری آنها در محاسبات کوانتومی و فناوری های ارتباطی. این حالت‌ها از فوتون‌های منفرد تشکیل شده‌اند که در یک پیکربندی خاص در هم تنیده شده‌اند که می‌توان آن را با استفاده از نظریه گراف نشان داد، جایی که راس‌ها نماد فوتون‌ها هستند و یال‌ها نشان‌دهنده درهم‌تنیدگی بین آن‌ها هستند. این نمایش گرافیکی نه تنها به تجسم ساختار درهم تنیدگی کمک می کند، بلکه طراحی و تحلیل الگوریتم ها و پروتکل های کوانتومی را نیز تسهیل می کند.

اهمیت حالت‌های نمودار فوتونیک از چندین ویژگی کلیدی ناشی می‌شود. آنها برای پیاده سازی محاسبات کوانتومی مبتنی بر اندازه گیری (MBQC)، یک الگوی محاسبات کوانتومی جایگزین، اساسی هستند. در MBQC، محاسبات با انجام اندازه‌گیری‌ها بر روی یک حالت اولیه بسیار درهم‌تنیده، مانند حالت نمودار فوتونیک، به‌جای اعمال توالی‌های گیت‌ها به کیوبیت‌ها پیش می‌رود. این رویکرد می تواند به طور قابل توجهی نیازمندی های فیزیکی برای محاسبات کوانتومی را ساده کند، زیرا نیاز به دروازه های کوانتومی پویا را کاهش می دهد و اجازه می دهد تا محاسبات در ساختار خود گراف کدگذاری شوند.

حالت‌های نمودار فوتونیک نیز برای توسعه شبکه‌های ارتباطی کوانتومی، فعال کردن تکرارکننده‌های کوانتومی و ایمن بسیار مهم هستند. توزیع کلید کوانتومی پروتکل ها و مدارهایی که بر استحکام درهم تنیدگی توزیع شده در سراسر شبکه تکیه دارند. در نهایت، مقاومت ذاتی آنها در برابر انواع خاصی از خطاها و توانایی اجرای کدهای تصحیح خطای کوانتومی پیچیده، حالت‌های گراف فوتونیکی را به یک دارایی ارزشمند برای تحقق بخشیده است. تلورانس خطا محاسبات کوانتومی و افزایش دقت کاربردهای مترولوژی کوانتومی

غلبه بر چالش های حالت های نمودار فوتونیک

حالت‌های گراف فوتونیک به طور سنتی در نسل خود با چالش‌هایی روبرو هستند، که در درجه اول به دلیل محدودیت‌های زمان انسجام امیتر و پیچیدگی جفت شدن است. GraphiQ با فعال کردن رویکردهای قطعی برای تولید حالت گراف مستقیم، با دور زدن مسائل مقیاس پذیری روش های احتمالی، به این چالش ها پرداخته است. این رویکردها، از جمله چارچوب‌های مداری جدید، می‌توانند برای کمک به بهبود انواع دیگر فناوری‌های کوانتومی گسترش یابند.

انعطاف پذیری در طراحی مدار

GraphiQ به دلیل تطبیق پذیری خود در طراحی مدار متمایز است و به کاربران امکان می دهد مدارهای کوانتومی را با مدل های مختلف نویز و معیارهای بهینه سازی شبیه سازی کنند، و اطمینان حاصل شود که طرح ها از نظر تئوری سالم و قابل اجرا در تنظیمات آزمایشی دنیای واقعی هستند. توانایی آن در رسیدگی به عیوب مدار و اهداف بهینه سازی تعریف شده توسط کاربر، آن را به ابزاری ضروری برای طراحی مدارهای کوانتومی متناسب با کاربردهای خاص تبدیل می کند.

معماری چارچوب مدار با ماژولار بودن و توسعه پذیری در هسته آن طراحی شده است و محققان را قادر می سازد تا به راحتی عملکردهای آن را مطابق با نیازهای منحصر به فرد خود تطبیق دهند و گسترش دهند. چه در حال کاوش در طرح‌های مدار کوانتومی جدید، ارزیابی عملکرد در برابر محدودیت‌های تجربی، یا بهینه‌سازی برای معیارهای خاص، GraphiQ بستری قوی برای نوآوری در فناوری کوانتومی فراهم می‌کند.

کنا هیوز-کستلبری مدیر ویرایشگر Inside Quantum Technology و ارتباط دهنده علوم در JILA (شرکتی بین دانشگاه کلرادو بولدر و NIST) است. ضربان نوشتن او شامل فناوری عمیق، محاسبات کوانتومی و هوش مصنوعی است. کارهای او در National Geographic، Scientific American، Discover Magazine، New Scientist، Ars Technica و غیره منتشر شده است.

دسته بندی ها:
فوتونیک, محاسبات کوانتومی, تحقیق

برچسب ها:
Canada, GraphiQ, موسسه محاسبات کوانتومی, باشگاه ژورنال, موسسه محیطی, دانشگاه تورنتو, دانشگاه واترلو

• محتوای مبتنی بر SEO و توزیع روابط عمومی. امروز تقویت شوید.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. به خودت قدرت بده دسترسی به اینجا.
• PlatoAiStream. هوش وب 3 دانش تقویت شده دسترسی به اینجا.
• PlatoESG. کربن ، CleanTech، انرژی، محیط، خورشیدی، مدیریت پسماند دسترسی به اینجا.
• PlatoHealth. هوش بیوتکنولوژی و آزمایشات بالینی. دسترسی به اینجا.
• منبع: https://www.insidequantumtechnology.com/news-archive/iqts-journal-club-quantum-circuit-design-for-photonic-graph-states/