Аннотация.

Работа посвящена задачам моделирования элементной базы квантовых компьютеров. Дается краткое введение в математический формализм описания квантовых вентилей – логических элементов квантового компьютера. Рассматриваются важные задачи моделирования элементной базы квантового компьютера и некоторые примеры их численного решения. Описываются вычислительные особенности таких задач и причины необходимости использования высокопроизводительных систем. Приводятся результаты моделирования многокубитового квантового преобразования Фурье и алгоритма Гровера, полученные с использованием персональных компьютеров и суперкомпьютера МВС-100К РАН.

Ключевые слова:

кубит, квантовый вентиль, деполяризующий шум, амплитудная и фазовая релаксация квантовое преобразование Фурье, алгоритм Гровера.

Стр. 3-15.

Yu.I. Bogdanov, N.A. Bogdanova, V.F. Luckichev, A.A. Orlikovsky, I.A. Semenihin, A.S. Holevo, A.Yu. Chernyavskiy

"Numerical tasks of quantum computer circuits modeling"

This paper is devoted to tasks of modeling quantum computer circuits. We give a brief introduction to the mathematical formalism of quantum gates (an analog of logic gates of classical computers). Further, we consider important tasks of quantum computer circuits' modeling and provide some examples of numerical solutions of such problems. Computational features of such tasks and the reasons behind the need to use high-performance computational systems are also considered. Finally, the results of supercomputer modeling of many-qubit quantum Fourier transform and Grovers's algorithm are provided.

Keywords: qubit, quantum gate, a depolarizing noise, amplitude and phase relaxation of the quantum, Fourier transform, Grover's algorithm

Полная версия статьи в формате pdf.