Вспомогательные биты - это некоторые дополнительные биты, используемые для достижения определенных целей в вычислениях (например, обратимые вычисления). В классических вычислениях любой бит памяти может быть включен или выключен по желанию, не требуя предварительных знаний или дополнительных приспособлений. Однако это не относится к квантовым вычислениям или классическим обратимым вычислениям . В этих моделях вычислений все операции с памятью компьютера должны быть обратимыми, и включение или выключение бита приведет к потере информации о начальном значении этого бита. По этой причине в квантовом алгоритме нет способа детерминированно поместить биты в конкретное предписанное состояние.если только не будет предоставлен доступ к битам, исходное состояние которых известно заранее. Такие биты, значения которых известны априори , известны как вспомогательные биты в квантовой или обратимой вычислительной задаче .
Тривиальное использование для Ancilla бит понижая сложные квантовые ворота в простые ворота. Например, разместив элементы управления на вспомогательных битах, вентиль Тоффоли можно использовать как управляемый вентиль НЕ или вентиль НЕ . [1] : 29
Известно, что для классических обратимых вычислений постоянное количество вспомогательных битов O (1) необходимо и достаточно для универсальных вычислений. [2] Дополнительные вспомогательные биты не требуются, но дополнительное рабочее пространство позволяет создавать более простые схемы с меньшим количеством вентилей. [1] : 131
Анцилла кубиты
Концепция вспомогательного бита может быть расширена для квантовых вычислений с точки зрения вспомогательных кубитов , которые могут использоваться, например, для квантовой коррекции ошибок . [3]
Квантовый катализ использует вспомогательные кубиты для хранения запутанных состояний, которые позволяют выполнять задачи, которые обычно невозможны при локальных операциях и классической коммуникации (LOCC). [4]
Рекомендации
- ^ a b Нильсен, Майкл А .; Чуанг, Исаак Л. (2010). Квантовые вычисления и квантовая информация (2-е изд.). Кембридж: Издательство Кембриджского университета. ISBN 978-1-107-00217-3.
- ^ Ааронсон, Скотт; Гриер, Дэниел; Шеффер, Люк (2015). «Классификация обратимых битовых операций». arXiv : 1504.05155 [ квант-ф ].
- ^ Шор, Питер У. (1 октября 1995 г.). «Схема уменьшения декогеренции в памяти квантового компьютера» . Physical Review . 52 (4): R2493 – R2496. Bibcode : 1995PhRvA..52.2493S . DOI : 10.1103 / PhysRevA.52.R2493 . PMID 9912632 . Дата обращения 6 июня 2015 .
- ^ Адзума, Кодзи; Коаши, Масато; Имото, Нобуюки (2008). «Квантовый катализ информации». arXiv : 0804.2426 [ квант-ф ].