Дозволені ворота CNOT для квантового комп'ютера IBM Q 5

Я намагаюсь зробити кілька тестів на комп'ютері IBM Q5 IBM квантового досвіду для деяких простих протоколів виправлення помилок, але, як я бачу, деякі операції між кубітами не дозволяються.

Наприклад, неможливо виконати операцію CNOT з четвертим кубітом або при виборі одного для як цільового кубіта для операції, це не дозволяє використовувати жоден з інших кубітів як кубіти управління.

Я замислювався над тим, що, можливо, це відбувається через фізичну реалізацію такого комп’ютера, але оскільки я не знаю багато про побудову квантових комп'ютерів, я не знаю, чи це може бути причиною. Тож мені цікаво, чи це насправді проблема, чи інакше, чому ці операції не дозволені.

Так, фізична реалізація є обмеженням. Якщо ви подивитесь на зображення процесора, то помітите з'єднання між кубітами. Це дає вам уявлення про те, як можна виконати два кубітні ворота між певними кубітами.

Ось документація на тенеріфе. У розділі під назвою Дві ворота Qubit внизу ви можете прочитати деталі. Також вказівки до воріт також описані у файлі журналу.

https://github.com/QISKit/qiskit-backend-information/tree/master/backends/tenerife/V1

П’ять кубітних пристроїв IBM мають архітектуру "краватки", що означає, що взаємодія між ними може бути лише певними парами кубітів. Вони показані в відповідь Ендрю O .

Взаємодія, яка може бути здійснена між цими парами кубітів, є CNOT з певним напрямком. Однак реалізувати інших можливо побічно.

Наприклад, щоб виконати CNOT з керуванням q0 та q1 як цільовим, використовуйте

h q[0];
h q[1];
cx q[1], q[0];
h q[1];
h q[0];

Сказане можна додати в редактор QASM. Або ви можете зробити те ж саме з графічним інтерфейсом: це CNOT з Хадамадами до і після обох кубітів. Адамари ефективно перетворюють напрямок CNOT.