உங்கள் குவாண்டம் செயலியைப் பற்றி அறிந்து கொள்வது

குவாண்டம் கணினிகள் குவிட்ஸிலிருந்து கட்டப்பட்டுள்ளன. ஆனால் நிறைய குவிட்ஸ் இருந்தால் மட்டும் போதாது.

முழுமையான தனிமையில் பணிபுரியும் ஒரு பில்லியன் குவிட்கள் ஒருபோதும் எதையும் அடையாது. அவர்கள் ஒருவருக்கொருவர் பேச வேண்டும். கட்டுப்படுத்தப்பட்ட செயல்பாடுகள் என்று அழைக்கப்படுவதன் மூலம் இணைக்கப்பட வேண்டிய அவசியம் இதன் பொருள். ஒவ்வொரு சாதனத்திற்கும் அதன் சொந்த விதிகள் உள்ளன, அதற்காக எந்த ஜோடி குவிட்களை இந்த வழியில் இணைக்க முடியும். ஒரு சாதனத்தின் சிறந்த இணைப்பு, சக்திவாய்ந்த குவாண்டம் வழிமுறைகளை செயல்படுத்த விரைவாகவும் எளிதாகவும் இருக்கும்.

பிழைகளின் தன்மையும் ஒரு முக்கியமான காரணியாகும். குவாண்டம் கம்ப்யூட்டிங்கின் காலத்திற்குள், எதுவும் சரியாக இருக்காது. எனவே என்ன வகையான பிழைகள் நடக்கும், அவை எவ்வளவு சாத்தியம், மற்றும் நாம் அக்கறை கொண்ட பயன்பாடுகளில் அவற்றின் விளைவுகளைத் தணிக்க முடியுமா என்பதை நாம் அறிந்து கொள்ள வேண்டும்.

குவாண்டம் சாதனத்தின் மூன்று மிக முக்கியமான அம்சங்கள் இவை: குவிட் எண், இணைப்பு மற்றும் இரைச்சல் நிலை. ஒரு குவாண்டம் கணினி என்ன செய்ய முடியும் என்பது பற்றி ஏதேனும் யோசனை பெற, நீங்கள் அனைத்தையும் தெரிந்து கொள்ள வேண்டும்.

எனவே ஒரு குவாண்டம் சாதனத்தில் இயங்கும் ஒரு விளையாட்டை உருவாக்குவோம், இவை அனைத்தையும் நேரடியாகக் காண்பிப்போம். விளையாட்டை விளையாடுவதன் மூலம், சாதனம் எவ்வளவு பெரியது மற்றும் இணைக்கப்பட்டுள்ளது என்பதை வீரர் பார்ப்பார். உண்மையான சாதனத்தில் ஒரு ரன் ஒரு சிமுலேட்டரில் ஒன்றை ஒப்பிடுவதன் மூலம், சத்தம் எவ்வளவு சக்தி வாய்ந்தது என்பதை அவர்கள் பார்ப்பார்கள். சில பிழையைத் தணிப்பதன் மூலம் மீண்டும் விளையாடுவதன் மூலம், சற்று சத்தமில்லாத குவாண்டம் கணினிகளின் சகாப்தத்தில் கூட எவ்வளவு பயனுள்ள தகவல்களைக் காப்பாற்ற முடியும் என்ற யோசனை அவர்களுக்கு கிடைக்கும். இந்த விளையாட்டை குவாண்டம் அற்புதம் என்று அழைப்போம், அதை 'ibmq_16_melbourne' என அழைக்கப்படும் ஐபிஎம் சாதனத்தில் விளையாடுவோம்.

மேலே உள்ள படம் மெல்போர்ன் சாதனத்தில் என்ன நடக்கிறது என்பதற்கான விரைவான வழிகாட்டியை வழங்குகிறது. வண்ண வட்டங்களால் காட்டப்படும் 0 முதல் 13 வரை எண்ணப்பட்ட 14 குவிட்கள் உள்ளன. கட்டுப்படுத்தப்பட்ட செயல்பாட்டின் மூலம் ஒருவருக்கொருவர் பேசக்கூடிய வினாக்கள் வரிகளால் இணைக்கப்பட்டுள்ளன, அவை ஒவ்வொன்றிற்கும் ஒரு பெயருக்கான கடிதம் வழங்கப்பட்டுள்ளது.

கட்டுப்படுத்தப்பட்ட செயல்பாடுகளில் நீங்கள் செய்யக்கூடிய மிகவும் பயனுள்ள விஷயம், சிக்கலை உருவாக்கி கையாளுதல். இதன் மூலம் மட்டுமே எங்கள் வினாடிகளுக்குத் திறந்திருக்கும் சாத்தியக்கூறுகளின் முழு இடத்தையும் ஆராய முடியும், மேலும் கிளாசிக்கல் கணினிகளுக்கு நடைமுறையில் சாத்தியமில்லாத விஷயங்களைச் செய்வோம் என்று நம்புகிறோம்.

எளிமையான வகையான சிக்கலில் இரண்டு வினாடிகள் உள்ளன. இது ஒவ்வொன்றும் சீரற்றதாக இருக்கும், ஆனால் அவற்றுக்கிடையேயான தொடர்புகளுடன் விளைவிக்கும். எடுத்துக்காட்டாக, ஓரிரு வினாடிகளில் பின்வரும் நிரலைக் கவனியுங்கள்.

இது ஒரு சுற்று வரைபடம்: எங்கள் திட்டத்தில் உள்ள குவிட்களின் வரலாறு இடமிருந்து வலமாகச் சொல்லப்படுகிறது.

இங்கே நாம் π / 2 கோணத்திற்கு ஒரு rx செயல்பாட்டைச் செய்கிறோம், இதன் விளைவாக அரை x வாயில் அவசியம். பகுதி NOT கேட்ஸ் விளையாட்டைக் கொண்ட போர்க்கப்பல்களில் நாங்கள் 'பகுதி NOT' என்று அழைத்ததற்கு இது ஒரு எடுத்துக்காட்டு. | 0⟩ முதல் | 1⟩ வரை எல்லா வழிகளிலும் புரட்டுவதற்குப் பதிலாக, அது இடையில் ஒரு குவாண்டம் சூப்பர் பொசிஷன் நிலையில் நிறுத்துகிறது.

இரண்டு குவிட்களிலும் செயல்படும் செயல்பாடு ஒரு கட்டுப்படுத்தப்பட்ட- NOT ஆகும், இது முதல் நிலை நிலையில் இருக்கும்போது மட்டுமே கீழ் குவிட்டிற்கு ஒரு NOT ஐப் பயன்படுத்துகிறது | 1⟩. முதன்மையானது இரண்டு சாத்தியக்கூறுகளின் சூப்பர் போசிஷனில் இருப்பதால், கட்டுப்படுத்தப்பட்ட-நோட்டின் விளைவு, சூப்பர் போசிஷனை கீழ் குவிட்டிலும் பரப்புவதாகும்: இரண்டின் ஒருங்கிணைந்த சூப்பர் போசிஷன் | 0⟩ மற்றும் இரண்டுமே | 1⟩.

ஒவ்வொரு குவிட்டிலிருந்தும் ஒரு எளிய பிட்டைப் பிரித்தெடுப்பதே சுற்றுவட்டத்தின் இறுதிப் பகுதி: | 0⟩ 0 ஆகிறது, | ​​0⟩ 1 ஆகிறது, மற்றும் ஒரு சூப்பர் போசிஷன் ஒன்று அல்லது மற்றொன்றின் சீரற்ற தேர்வாகிறது. ஆனால் இரண்டு வினாடிகளும் இந்த விஷயத்தில் ஒரு சீரற்ற முடிவைக் கொடுக்கும் என்றாலும், அவை எப்போதும் ஒப்புக்கொள்வது உறுதி.

இதைச் சரிபார்க்க, அதை இயக்குவோம். இதன் விளைவாக,

{'11': 503, '00': 521}

நிரல் இயக்கப்பட்ட 1024 மாதிரிகளில், அனைத்து முடிவுகளும் `00` அல்லது` 11`. ஒவ்வொன்றிற்கும் ஏறக்குறைய சமமான மாதிரிகள் உள்ளன. எல்லாம் கணித்தபடி.

Π / 2 இன் மதிப்பை மாற்றுவதன் மூலம் நாம் சூப்பர் போசிஷனின் தன்மையை மாற்றலாம். குறைந்த மதிப்பு 0 இன் வெளியீடுகளுக்கு அதிக சார்புடைய முடிவுகளை உருவாக்கும், மேலும் π க்கு நெருக்கமான மதிப்பு 1 களுக்கு ஒரு சார்பு விளைவிக்கும். இதன் பொருள், ஒவ்வொரு வெளியீட்டும் 1 ஐக் கொடுக்கும் நிகழ்தகவை நாம் மாற்றலாம். ஆனால் நாம் தேர்வுசெய்த மதிப்பு எதுவாக இருந்தாலும், இந்த சுற்று சுற்று இரண்டு வினாடிகளுக்கான முடிவுகள் எப்போதும் ஒப்புக்கொள்வதை உறுதி செய்கிறது.

இந்த விளையாட்டில் சாதனம் முழுவதும் இந்த ஜோடி சிக்கலான குவிட்களை உருவாக்குவோம். இதைச் செய்ய, நாம் முதலில் வினாடிகளை ஒரே மாதிரியாக இணைக்க ஒரு வழியைத் தேர்வு செய்ய வேண்டும் (சில உதிரிபாகங்களை விட்டுச்செல்லலாம்). இந்த இணைத்தல் தோராயமாக தேர்வு செய்யப்படும், மேலும் விளையாட்டின் முழு புள்ளியும் ஜோடி என்ன என்பதை யூகிக்க வேண்டும்.

சீரற்ற இணைத்தல் கிடைத்தவுடன், ஒவ்வொரு சுயாதீன ஜோடியிலும் மேலே உள்ள குவாண்டம் நிரலை இயக்குவோம். நாங்கள் ஒரு வித்தியாசத்தை அறிமுகப்படுத்துவோம்: ஒவ்வொரு ஜோடிக்கும் நாம் rx செயல்பாட்டிற்கு வேறுபட்ட மதிப்பைத் தோராயமாகத் தேர்ந்தெடுப்போம், எனவே ஜோடி குயிட்களால் பகிரப்பட்ட சீரற்ற தன்மை ஜோடி முதல் ஜோடி வரை வேறுபடும்.

நாம் சுற்றுகளை இயக்கும்போது, ​​இதன் விளைவாக 14 பிட்களின் சரம் இருக்கும்: ஒவ்வொரு பிட் ஒவ்வொரு குவிட்டின் வெளியீட்டை விவரிக்கும். புள்ளிவிவரங்களை எடுக்க பல மாதிரிகளுக்கு நாங்கள் அதை இயக்குவதால், முழு முடிவு வெளிவந்த அனைத்து பிட் சரங்களின் பட்டியலாகவும், ஒவ்வொன்றும் எத்தனை முறை நிகழ்ந்தன என்பதையும் சேர்த்து இருக்கும்.

விளையாட்டின் நோக்கம் வெளியீட்டை இணைப்பதை வீரர் குறைப்பதே என்பதால், இந்தத் தரவை எல்லாம் அவற்றில் விட்டுவிடலாம். ஆனால் அது மிகவும் வேடிக்கையாக இருக்காது. அதற்கு பதிலாக, நாம் முக்கியமான புள்ளிகளில் கவனம் செலுத்தலாம்:

  • ஒவ்வொரு குவிட்டிற்கும் 0 க்கு பதிலாக 1 வெளியீட்டைக் கொடுக்கும் நிகழ்தகவு என்ன?
  • இணைக்கப்பட்ட ஒவ்வொரு ஜோடிகளும் ஒரே மதிப்பைக் கொடுக்கும் நிகழ்தகவு என்ன?

அந்த தகவலை சாதனத்தின் எங்கள் படத்தில் வைக்கலாம். எடுத்துக்காட்டாக, இங்கே ஒரு குறிப்பிட்ட ரன்கள் உள்ளன.

ஒவ்வொரு குவிட்டிலும் காண்பிக்கப்படும் எண் இதன் விளைவாக இருந்த மாதிரிகளின் சதவீதமாகும். ஒவ்வொரு இணைப்பிலும் உள்ள எண் என்பது மாதிரிகளின் சதவீதமாகும், அதற்கான ஜோடி குவிட்டுகள் உடன்படாத விளைவுகளைக் கொண்டிருந்தன. இந்த தகவலுடன், சிக்கியுள்ள ஜோடிகளின் ஜோடிகளை நாம் எளிதாகக் காணலாம்: 1 ஐ வெளியிடுவதற்கான அதே நிகழ்தகவைப் பகிர்ந்து கொள்ளும் குவிட்களைத் தேடுவதன் மூலம் அல்லது ஒருபோதும் உடன்படாத ஜோடிகளைக் கண்டுபிடிப்பதன் மூலம்.

மேலே உள்ள தரவு ஒரு சிமுலேட்டரிலிருந்து பிரித்தெடுக்கப்பட்டது. இப்போது உண்மையான குவாண்டம் சாதனத்தில் இதை முயற்சிப்போம்.

இங்கே முடிவுகள் சிமுலேட்டரைப் பொறுத்தவரை தெளிவாக இல்லை. சத்தத்தின் விளைவுகள் மிகவும் வலுவானவை, இது ஜோடிகளை அடையாளம் காண்பது மிகவும் கடினமானது.

ஆனால் அனைத்தும் இழக்கப்படவில்லை! நாம் சில பிழைகளைத் தணிக்க முடியும். வெளியீட்டில் ஒரு குறிப்பிட்ட கட்டமைப்பு இருக்க வேண்டும் என்பதை நாங்கள் அறிவோம், எனவே அந்த கட்டமைப்பைத் தேடலாம் மற்றும் முடிவை சுத்தம் செய்ய அதைப் பயன்படுத்தலாம்.

அதை செய்ய மிகவும் எளிமையான வழி இங்கே. முதலாவதாக, ஒவ்வொரு குவிட் அதன் அண்டை நாடுகளையும் பார்த்து, அதில் எது அதிகம் உடன்படுகிறது என்பதைப் பார்க்கும். இந்த மிகவும் ஏற்றுக்கொள்ளக்கூடிய குவிட் அதன் கூட்டாளர் என்று அது கருதுகிறது. அதன் முடிவுகளில் உள்ள பிழைகளை முயற்சித்து சமநிலைப்படுத்த, அந்த குவிட்டிற்கு 1 வெளியீட்டைப் பெறுவதற்கான நிகழ்தகவை இரண்டிலிருந்தும் சராசரியாக மாற்றுவோம்.

விஷயங்கள் மேம்பட்டிருந்தாலும், அவை எந்த வகையிலும் முழுமையடையவில்லை. ஏனென்றால், எங்கள் பிழையைத் தணிக்கும் திட்டம் மிகவும் எளிமையானது, மேலும் இது செயல்பாட்டின் முடிவில் உருட்டப்படுகிறது. பிழை தணிப்பு சக்திவாய்ந்த விளைவுகளை ஏற்படுத்தக்கூடும், ஆனால் குவாண்டம் நிரலில் கட்டமைக்கப்படும் போது இது மிகவும் பயனுள்ளதாக இருக்கும் (இந்த திட்டத்தை விரிவாக்க விரும்பினால் நீங்களே பரிசோதனை செய்ய முயற்சி செய்யலாம்).

இப்போதைக்கு, இந்த தணிக்கப்பட்ட முடிவுகளைப் பயன்படுத்தி விளையாட்டை விளையாடுவோம்.

எங்கள் வேலை என்னவென்றால், குவிட்டுகளில் உள்ள எண்களைப் பார்ப்பது, மற்றும் ஒரே எண்ணைக் கொண்ட ஜோடிகளைக் கண்டுபிடிக்க முயற்சி செய்யுங்கள், அல்லது குறைந்தபட்சம் முடிந்தவரை நெருக்கமாக இருக்கும் எண்களைக் கொண்டிருக்க வேண்டும். இடதுபுறத்தில் உள்ள இரண்டு 48 கள் ஒரு நல்ல தொடக்கமாகத் தெரிகிறது. எனவே சிக்கலாக இருப்பதாக நாம் கருதும் ஒரு ஜோடி A க்கு செல்லலாம்.

ஜோடி H இன் இரண்டு 46 கள் ஒருவருக்கொருவர் ஒரே மாதிரியானவை, மேலும் அவற்றின் அண்டை நாடுகளிலிருந்து முற்றிலும் வேறுபட்டவை. எனவே அதற்கும் நாங்கள் செல்வோம்.

பின்னர் ஜோடி E மிகவும் உறுதியாக தெரிகிறது.

மற்றும் ஜோடி சி.

சத்தம் நமக்கு கொஞ்சம் கடினமாக இருக்கும் ஒரு இடத்தை இப்போது அடைந்துவிட்டோம். 42 ஐ 55, அல்லது 56 உடன் இணைக்க வேண்டுமா? 55 மதிப்பு நெருக்கமாக இருப்பதால், நாங்கள் ஜோடி O க்கு செல்வோம்.

இறுதியாக எதுவுமில்லாமல் ஜோடியாக இருந்திருக்க வேண்டிய இரண்டு வினாடிகள் எஞ்சியுள்ளன. இந்த சாதனத்தின் இணைப்பு வரைபடம் கட்டமைக்கப்பட்டதன் காரணமாக அது எப்போதும் நடக்கும். எனவே நாங்கள் தீர்வை அடைந்துவிட்டோம்! ஆனால் அது சரியானதா?

சத்தமில்லாத உருவகப்படுத்துதலை மீண்டும் பார்ப்போம், அங்கு சரியான இணைத்தல் மிகவும் எளிதாக இருந்தது.

இங்கே சரியான உடன்பாட்டைக் காட்டும் ஜோடிகள் தான் நாங்கள் தேர்ந்தெடுத்தவை. எனவே நாங்கள் உண்மையில் சரியானவர்கள். நாங்கள் ஒரு குவாண்டம் கணினியில் ஒரு விளையாட்டை விளையாடினோம், நாங்கள் வென்றோம்!

அடுத்து என்ன?

நீங்கள் குவாண்டம் நிரலாக்கத்துடன் தொடங்க விரும்பினால், கிஸ்கிட் டுடோரியலில் கிடைக்கும் இந்த விளையாட்டிற்கான மூலக் குறியீட்டை ஏன் பார்க்கக்கூடாது.

நீங்கள் அதை நீட்டிக்கக்கூடிய வழிகளுக்காக சில யோசனைகளை நாங்கள் சேகரித்தோம்

  • விளையாட்டை விளையாட ஒரு வழிமுறையை எழுதுங்கள். தரவை பகுப்பாய்வு செய்வதன் மூலம் ஜோடிகளை முடிந்தவரை சரியானதாக இது யூகிக்கும்.
  • சத்தம் இல்லாதபோது புதிர் தீர்க்க மிகவும் எளிதானது. நீங்கள் வெவ்வேறு சிரம நிலைகளை அறிமுகப்படுத்தலாம்.
  • இங்கே பயன்படுத்தப்படும் பிழை குறைப்பு மிகவும் எளிமையானது. இந்த பேச்சில் விவரிக்கப்பட்டுள்ள 'வலுவான கட்ட மதிப்பீடு' போன்ற அதிநவீன ஒன்றை நீங்கள் செயல்படுத்த முயற்சி செய்யலாம்.
  • ஒரு சாதனத்தில் எந்த வினாடிகளும் வேடிக்கையாக இருக்காமல் இருப்பதை உறுதிசெய்ய, மூன்று குவிட் கொண்டவை போன்ற மிகவும் சிக்கலான சிக்கலான மாநிலங்களைப் பயன்படுத்த முடியுமா?

இது மற்றும் எங்கள் பிற குவாண்டம் விளையாட்டுகளுடன் மகிழுங்கள்!