Thực thi một số thuật toán lượng tử cơ bản

##plugins.themes.academic_pro.article.main##

Author

  • Dụng Văn Lữ
    Trường Đại học Sư phạm - Đại học Đà Nẵng
    Lê Lệ Hằng
    Trường Đại học Kinh tế - Kỹ thuật Công nghiệp

Từ khóa:

Thuật toán lượng tử
thuật toán Deutsch
thuật toán Bernstein-Vazirani
thuật toán Simon
thuật toán Grover

Tóm tắt

Trong bài báo này, nhóm tác giả thực thi các thuật toán lượng tử Deutsch-Jozsa, Bernstein-Vazirani, Simon và Grover, chạy chúng trên máy tính lượng tử IBM thông qua icloud của trình mô phỏng Qiskit (Qiskitv0.35.0). Nhóm tác giả sử dụng ngôn ngữ lập trình python để mô tả mạch lượng tử của hệ gồm 5 qubit và mô phỏng kết quả đo được (ở dạng xác suất) ứng với mỗi thuật toán trên. Kết quả thực hiện cho thấy, các thuật toán lượng tử có số lần truy vấn ít hơn và tối ưu hơn thuật toán cổ điển vì chúng hoạt động dựa trên tính chất của cơ học lượng tử (tính chồng chất và vướng víu lượng tử). Các thuật toán này tạo cơ sở ý tưởng để xây dựng các thuật toán tối ưu hơn có thể giải các bài toán phức tạp hơn như phân phối khóa lượng tử, sửa lỗi lượng tử, tìm kiếm không cấu trúc, hệ phá mật mã khoá công khai.

Tài liệu tham khảo

    [1] P. Benioff, “The computer as a physical system: A microscopic quantum mechanical Hamiltonian model of computers as represented by Turing machines”, J. Stat. Phys. 22, 1980, 563-591.
    [2] Yu. I. Manin, “Vychislimoe i nevychislimoe” [Computable and Noncomputable] (in Russian), Sov. Radio, 1980, 13-15.
    [3] R. Feynman, “Simulating physics with computers”. International Journal of Theoretical Physics, 21(6–7), 1982, 467-488.
    [4] G. Benenti, G. Casati and G. Strini, Principles of quantum computation and information, World Scientific, 2004.
    [5] D. Deutsch and R. Jozsa, “Rapid solutions of problems by quantum computation”, Proceedings of the Royal Society of London A, 439, 1992 553–558.
    [6] E. Bernstein and U. Vazirani, “Quantum Complexity Theory”, SIAM Journal on Computing, 26(5), 1997, 1411-1473.
    [7] D. R. Simon, “On the Power of Quantum Computation”, SIAM Journal on Computing, 26(5), 1997, 1474–1483.
    [8] L. K. Grover, “A fast quantum mechanical algorithm for database search”, Proceedings of the 28th Annual ACM Symposium on the Theory of Computing (STOC), 1996, 212-219.
    [9] A. Mandviwalla, K. Ohshiro and B. Ji, “Implementing Grover’s Algorithm on the IBM Quantum Computers”, IEEE International Conference on Big Data, 2018, 2531-2537.
    [10] Amira Abbas et al., “Learn Quantum Computation Using Qiskit”, Cqiskit.org/textbook, 2020 [online] https://lab.quantum-computing.ibm.com, 20/04/2022.
    [11] M. Grassl, B. Langenberg, M. Roetteler, R. Steinwandt, “Applying Grover’s Algorithm to AES: Quantum Resource Estimates”, Post-Quantum Cryptography, 9606, 2016, 29-43.
    [12] R. LaRose, “Overview and Comparison of Gate Level Quantum Software Platforms”, arXiv:1807.02500v2, 2019, 10/06/2022.
    [13] Quoc C Nguyen, Le Bin Ho, Lan Nguyen Tran, Hung Q Nguyen, “Qsun: an open-source platform towards practical quantum machine learning applications”, Learn.: Sci. Technol. 3, 2022, 015034.
    [14] Kunal Das, Arindam Sadhu, “Experimental study on the quantum search algorithm over structured datasets using IBMQ experience”, Journal of King Saud University - Computer and Information Sciences, 2022, 12, https://doi.org/10.1016/j.jksuci.2022.01.012.
Xem thêm

##plugins.themes.academic_pro.article.sidebar##

Đã Xuất bản

Jul 31, 2022
Download
PDF
Cách trích dẫn
Dụng Văn Lữ, và Lê Lệ Hằng. “Thực Thi một số thuật toán lượng tử Cơ bản”. Tạp Chí Khoa học Và Công nghệ - Đại học Đà Nẵng, vol 20, số p.h 7, Tháng Bảy 2022, tr 111-6, https://jst-ud.vn/jst-ud/article/view/7832.

##plugins.themes.academic_pro.article.details##

Các bài báo được đọc nhiều nhất của cùng tác giả