UWAGA Przypomnienie dla osob z grupy odbywajacej sie 21 marca

  • Zajecia planowane na 21 marca (temat: lab 2) nie odbeda sie
  • zajecia te sa wyjatkowo przeniesione na wtorek 26 marca 9:35 s. 3.27 d
  • dla osob, ktore nie moga przyjsc w tym terminie - mozna wciaz dolaczyc do innych grup omawiajacych ten temat (czyli lab2), a wiec:
    • pon 25 marca 9:35 s 4.26 (duzo miejsc)
    • pon 25 marca 12:50 s 3.27 e

Podstawowe informacje

    Na laboratorium będziemy używać różnych narzędzi:

  1. Symulatora kwantowego QUIDE autorstwa Joanny Patrzyk i Bartłomieja Patrzyka wykonanego w ramach pracy magisterskiej.

  2. Komputera kwantowego IBM
    • podręczniki (należy zacząć od beginners guide).
    • składanie prostych bramek można robić w edytorze graficznym . Uruchomienie jest możliwe w trybie symulacyjnym (simulate) albo prawdziwie kwantowym (run).
    • edytor ten ma możliwość przełączenia na konsolę on-line języka QASM.
    • bardziej zawansowana możliwość użycia pythonowego API łączącego się z komputerem kwantowym IBM to QISKit . Połączenie z komputerem IBM jest zdalne, dla prawdziwego urzadzenia kwantowego podajemy token dostepny z konta IBM. Tutorial jak zaczac uzywac QISKita. Uwaga: jest mozliwosc ogladania dokladnych stanów kwantowych (bez tworzenia histogramow) poprzez statevector_simulator
Ćwiczenia QUIDE
  1. Proszę odworzyć w symulatorze QUIDE plik example1.cs pokazujący jak stworzyć jednokubitowy rejestr i jak zastosować na nim bramkę Hadamarda (H). Uruchomic kolejne kroki układu za pomocą strzałek Circut Designer. Zaobserwować zmiany w panelu prawdopodobieństwa.
  2. Wykonać kod w konsoli.
  3. Dodać do rejestru drugi q-bit i zaaplikować na nim bramkę H. Wykonać obwód i zaobserwować zmiany w panelu prawdopodobieństwa.
  4. Sprawdzić w symulatorze działanie bramek X, Y, Z , CNOT, SQRT(X)
  5. Sprawdzić w symulatorze, że SQRT(X)* SQRT(X)=X
  6. Skonstruowac w symulatorze bramke SWAP(i,j) z trzech bramek CNOT(i,j) CNOT(j,i) CNOT(i,j) Sprawdzić, czy działa.
  7. Zbudować bramkę Toffoliego w symulatorze. Zbadać jej działanie.
Cwiczenia z IBM (edytor graficzny).
  1. Uruchomic przykładowe bramki, zaobserwować rezultaty.
  2. Zwrócić uwagę na budowę komputera kwantowego (architektura połączeń), sprawdzic dzialanie bramki CNOT (nie mozna jej utworzyć po miedzy dowolnymi qbitami, a jedynie wybranymi - co wynika z konkretnej architektury). Problem ten obchodzi się stosującnp. takie triki
  3. zaobserwować dekoherencję - w tym celu należy zastosować bramkę X na dowolnym qbicie, a nastepnie zastosować na tym qbicie kilkanaście bramek identycznosciowych. W wyniku dekoherencji, im wieksza ilosc bramek identycznosciowych, tym stan |1> staje się mniej prawdopodobny do uzyskania.
Cwiczenie - stan splątany
  • Stan splątany - wymyslić układ bramek kwantowych produkujących stan splątany, startując z rejestru o w stanie początkowym |00>. Pokazać jego działanie w symulatorze QUIDE lub na komputerze IBM (do wyboru). Umieć wyjaśnić, że nie da sie stanu wynikowego przedstawić jako iloczynu tensorowego dwóch różnych stanów. Czy prawdopodobieństwo wystąpienia "1" pod warunkiem, że na drugim q-bicie jest "0" jest inne niż pod warunkiem, że na drugim q-ubicie jest "1" ?

Zadanie domowe (na nastepne lab):