Yüksek performanslı kuantum hesaplama simülasyonları

Abstract

Kuantum hesaplama, Verileri işlemek, düzenlemek, depolamak ve benzeri işlemleri yapmak için kuantum fiziğini kullanan kuantum bilgisayarlarının kullanımı. Klasik bilgisayar, bit denilen verilerle ilgilenir. Öte yandan, kuantum bilgisayarları kuantum bitleri üzerinde çalışmaktadır. kubit, | 0> ve | 1> olarak ifade edilen temel vektörlerle temsil edilir. Kuantum hesaplamada, bir kuantum mantık kapı (kuantum kapı), kubitler üzerinde çalışan temel bir kuantum devresidir. Onlar kuantum devrelerin yapı taşlarıdır. Bazı kapılar tek bir kubit çalışırdır. Ayrıca, Toffoli ve Kontrollü NOT kapıları gibi birden fazla kubitler üzerinde hareket eder. Pauli kapıları, Hadamard, tek yuvalı kapıların örnekleridir. Bilindiği gibi dünyada toplu kullanıma açık bir şekilde sunulan kuantum bilgisayarlar çok sınırlıdır. Bunların arasında IBM tarafından kullanıma sunulan iki adet 5 kubitlik sistemler bulunmaktadır. Aynı şekilde IBM tarafından geliştirilen QISKIT sistemi ile bu fiziksel sistemlerde test kodları denenebilmektedir. Bilindiği gibi 5 kubit bir sistemde sağlıklı bir kuantum sistem sentezlenemez. Bu nedenle QU Touch şirketinin bir ürünü olan QX gibi bazı simülatör kullanarak kuantum kapılarını simüle edebiliriz. Böylece klasik bilgisayarlarda benzetmeye çalışmaktadır. Quantum computing, The use of quantum computers that use quantum physics to process data, arrange, store and so on. Classical computer deals with data called bits. On the other hand, quantum computers operate on quantum bits (qubits). Qubits are represented by basis vectors expressed as |0> and |1>. In quantum computing, a quantum logic gate (quantum gate) is a basic quantum circuit operating on qubits. They are the building blocks of quantum circuits. While some gates operate on a single qubit. Also, some quantum gates such as Toffoli and Controlled NOT gate manipulate multiple qubits. Pauli gates, Hadamard are examples of single-qubit gates. Because the lack of resources, we cannot handle our huge applications on physical quantum computers. So we are able to simulate on classic computers. There are some simulator tools such as QISKIT that developed by IBM and QX by QU Touch company. In this research, we used QISKIT simulator which is an open-source platform. There are Education and Business options for QISKIT. We can install It on a local machine or we access online and it includes a code editor (QASM) and a graphical user interface.