Ancilla bit - Ancilla bit

Ancilla bity jsou některé další bity používané k dosažení určitých konkrétních cílů ve výpočtu (např. reverzibilní výpočet). v klasický výpočet, libovolný paměťový bit lze libovolně zapínat a vypínat, což nevyžaduje žádné předchozí znalosti ani další gadgetry. To však není tento případ kvantové výpočty nebo klasické reverzibilní výpočet. V těchto modely výpočtu, Všechno operace na paměť počítače musí být reverzibilní a přepnutím nebo zapnutím bitů by se ztratila informace o počáteční hodnotě tohoto bitu. Z tohoto důvodu v a kvantový algoritmus neexistuje způsob, jak deterministicky dát bity do konkrétního předepsaného Stát pokud není jednomu udělen přístup k bitům, jejichž původní stav je znám předem. Takové bity, jejichž hodnoty jsou známy a priori, jsou známé jako ancilla bity kvantově nebo reverzibilně výpočetní úkol.

Pomocí tří bitů ancilla a čtyř Brány Toffoli postavit bránu NOT s 5 ovládacími prvky. Bity ancilly skončily vyhodeny, protože účinky na ně nebyly nepočítaný.

A triviální použití pro ancilla bity je degradace komplikovaných kvantových bran na jednoduché brány. Například umístěním ovládacích prvků na doplňkové bity, a Toffoli brána lze použít jako a řízená NOT brána nebo a NENÍ brána.[1]:29

U klasického reverzibilního výpočtu je známo, že pro univerzální výpočet je nezbytný a dostatečný jediný bit doplňku.[2] Další doplňkové bity nejsou nutné, ale další pracovní prostor může umožnit jednodušší obvod konstrukce, které používají méně bran.[1]:131

v kvantové výpočty, kvantová katalýza používá Ancilla qubits ukládat zapletené stavy, které umožňují úkoly, které by za normálních okolností nebyly možné místní operace a klasická komunikace (LOCC).[3] Kvantové počítače také používají ancilla bity kvantová korekce chyb.[4]

Reference

  1. ^ A b Nielsen, Michael A.; Chuang, Isaac L. (2010). Kvantové výpočty a kvantové informace (2. vyd.). Cambridge: Cambridge University Press. ISBN  978-1-107-00217-3.
  2. ^ Aaronson, Scott; Grier, Daniel; Schaeffer, Luke (2015). "Klasifikace reverzibilních bitových operací". arXiv:1504.05155 [kvant. ph ].
  3. ^ Azuma, Koji; Koashi, Masato; Imoto, Nobuyuki (2008). "Kvantová katalýza informací". arXiv:0804.2426 [kvant. ph ].
  4. ^ Shor, Peter W. (1. října 1995). „Schéma pro snížení dekoherence v kvantové paměti počítače“. Fyzický přehled A. 52 (4): R2493 – R2496. Bibcode:1995PhRvA..52.2493S. doi:10.1103 / PhysRevA.52.R2493. PMID  9912632. Citováno 6. června 2015.