Аналіз та візуалізація кубітівних перетворень на сфері Блоха: дослідження квантових вентилів, стійкості до шуму та обчислювальних застосувань

Автори Chandrappa S1, Prithviraj2, Namratha Jain S3, Guru Prasad M S4, Madhusudhana K5, Akshay M Davanageri6
Афіліація

1Department of Computer Science and Engineering, Jain (Deemed-to-be University), School of Engineering and Technology, Bengaluru, India

2Department of Computer Science and Engineering, Nitte (Deemed to be University), NMAM Institute of Technology, Nitte, Karkala, 574110 India

3Department of Physics, SDM College (Autonomous), Ujire, Karnataka, India

4Department of Computer Science and Engineering, Graphic Era (Deemed to be University), Dehradun, India

5Department of Electronics & Communication Engineering, SDM Institute of Technology, Ujire, India

6Department of Computer Science and Engineering, Dayanand Sagar University, Bengaluru, India

 

Е-mail prithvijain28@gmail.com
Випуск Том 17, Рік 2025, Номер 6
Дати Одержано 02 серпня 2025; у відредагованій формі 15 грудня 2025; опубліковано online грудня 2025
Цитування Chandrappa S1, Prithviraj2, Namratha Jain S та ін., Ж. нано- електрон. фіз. 17 № 6, 06016 (2025)
DOI https://doi.org/10.21272/jnep.17(6).06016
PACS Number(s) 03.67.Lx, 07.05.Tp
Ключові слова Фізика (12) , Квант (89) , Кубіт (3) , Адамар, Паулі, Заплутаність (2) , Суперпозиція (2) , Шум (16) .
Анотація

У роботі досліджено трансформацію та поведінку квантових станів за допомогою візуалізацій сфери Блоха, щоб забезпечити інтуїтивне розуміння квантових явищ, включаючи концепції як квантових обчислень, так і нанофізики. Застосовуючи квантові вентилі, такі як Адамар, Паулі-X, Паулі-Y та Паулі-Z, демонструється еволюція кубітів. Дослідження використовує принципи квантової суперпозиції, заплутаності та когерентності, які є ключовими в нанорозмірних системах, для аналізу динаміки кубітів. Крім того, фазовий шум, критичний фактор у нанорозмірних квантових пристроях, вводиться для моделювання реальних квантових помилок, а точність розраховується для вимірювання стійкості квантових станів до такого шуму. Підхід розглядає стійкість до шуму в нанорозмірних квантових пристроях, поєднуючи аналіз фазового шуму, вимірювання точності та квантову заплутаність. Новизна підходу підкреслюється шляхом порівняння з існуючими дослідженнями з квантової томографії станів та квантової оптимізації на основі машинного навчання. Результати матимуть пряме застосування в квантовому розподілі ключів (КРК), квантовій корекції помилок та безпечному квантовому зв'язку.

Перелік посилань