|
|
Simulation and Analysis of Quantum Circuits
Jobranová, Sára ; Havlena, Vojtěch (oponent) ; Lengál, Ondřej (vedoucí práce)
Simulation of quantum circuits is a key tool for future advancements in the promising field of quantum computing. Due to the fact that this task is very computationally demanding, the performance of state-of-the-art simulators on more complex circuits is still far from satisfactory. In this thesis, we propose a new approach to simulate quantum circuits and present an implementation based on this approach. Our simulation technique allows for accurate simulation and is based on multi-terminal binary decision diagrams. We extended the usual process of a decision diagram-based simulation by symbolic execution of repeating structures in a quantum circuit (such as loops), where we compute the big-step semantics of this structure and do not re-evaluate the gates. We show that symbolic loop execution significantly accelerates the simulation and that the implemented tool is not only competitive with other state-of-the-art simulators, but also greatly outperforms the state of the art for many quantum circuits.
|
|
|
Kvantové aplikace založené na platformě IBM QX
POLÁK, Josef
Tato bakalářská práce se snaží přiblížit a objasnit fungování kvantové informatiky. První část práce objasňuje základy kvantové mechaniky, které je nutné znát pro pochopení následujících základů kvantové informatiky. V těchto základech jsou objasněný výrazy jako kvantový bit, kvantové logické brány a mnohé další vlastnosti kvantového světa (pozitivní i negativní). Pro představu jsou uvedeny i nejznámější algoritmy, které jsou založené na kvantových výpočtech. Další z cílů práce je přiblížit a seznámit platformu IBM QX. Na té se lze seznámit s kvantovými obvody a spustit vlastní kvantové obvody na kvantových počítačích sdílených na cloudu. Poslední částí je vývoj aplikace řešící problém obchodního cestujícího. Byl vybrán algoritmus, který funguje na klasickém počítači. Poté byl zapojen kvantový výpočet do algoritmu pro urychlení. Nakonec následovala tvorba uživatelského rozhraní. Aplikace spíš ukazuje fungování kvantových výpočtů, než že by mohla být použitelná v praxi. Po přepracování by bylo možné využit v logistice.
|
|
|
Kvantové výpočty v mnohočásticové fyzice
Brandejs, Jan ; Cejnar, Pavel (vedoucí práce) ; Knapp, František (oponent)
Název práce: Kvantové výpočty v mnohočásticové fyzice Autor: Jan Brandejs Katedra: Ústav částicové a jaderné fyziky Vedoucí bakalářské práce: prof. RNDr. Pavel Cejnar, Dr., DSc., Ústav částicové a jaderné fyziky Abstrakt: Při simulaci mnohočásticových kvantových systém· obvykle dochází k exponenciální explozi výpočetní složitosti. Kvantové počítače umožňují ten- to problém principiálně vyřešit. Díky práci R. Feynmanna je známo, že axiomy teorie složitosti vychází z fyzikálních zákon·. Situace se změní, zavedeme-li do výpočetního procesu mimo klasické fyziky i kvantovou teorii. Ukazuje se, že pro efektivní simulaci kvantového systému je vhodné použít jiný, lépe kontrolovatelný kvantový systém. Realizace výpočtu s využitím q-bit· a kvantového paralelismu pak ve vybraných případech vede k zásadní redukci složitosti. Kvantové počítače potenciálně umožňují realizaci výpočt· a simulací, které jsou s klasickými počíta- či prakticky neproveditelné. Zejména na poli kvantové chemie vyvstává možnost přímočaré aplikace. Tato práce je zaměřena na použití kvantových počítač· pro mnohočásticové problémy a obsahuje analýzu složitosti kvantové simulace atomo- vých jader. Klíčová slova: kvantový počítač, kvantová simulace, mnohočásticová fyzika
|
host ::
RSS.