Дистилляция магического состояния
-
Дистилляция магического состояния
- Метод создания точных квантовых состояний из зашумленных для создания отказоустойчивых квантовых компьютеров.
- Связана с квантовой контекстуальностью, повышающей мощность квантовых компьютеров.
-
История и теоретическая основа
- Предложена Эмануэлем Ниллом в 2004 году и проанализирована Бравым и Китаевым в том же году.
- Теорема Готтесмана-Нилла указывает на возможность идеального моделирования некоторых квантовых операций на классических компьютерах.
- Для универсальных квантовых вычислений требуется способность выполнять операции, выходящие за пределы группы Клиффорда.
-
Процедуры дистилляции
- Предложено множество процедур дистилляции кубитов в магическом состоянии с различными преимуществами.
-
Формализм стабилизатора
- Группа Клиффорда включает в себя операции с кубитами, которые могут быть эффективно смоделированы на классических компьютерах.
- Набор вентилей с неклиффордовской операцией универсален для квантовых вычислений.
-
Магические состояния
- Магические состояния очищаются от копий в смешанном состоянии и обычно передаются через вспомогательное устройство схемы.
- Пример магического состояния для ворот T — |M⟩ = cos(β/2)|0⟩ + e^(iπ/4)sin(β/2)|1⟩, где β = arccos(1/√3).
-
Алгоритм очистки для дистилляции |M〉
- Первый алгоритм дистилляции магического состояния, разработанный Бравым и Китаевым.