論文の概要: Measurement-based Quantum Computation as a Tangram Puzzle
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2210.11465v1
- Date: Thu, 20 Oct 2022 17:59:02 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-18 20:03:24.224379
- Title: Measurement-based Quantum Computation as a Tangram Puzzle
- Title（参考訳）: タングラムパズルとしての計測に基づく量子計算
- Authors: Ashlesha Patil, Yosef P. Jacobson, Don Towsley and Saikat Guha
- Abstract要約: このプロジェクトは、高校生から量子コンピューティング研究者まで幅広い聴衆にMBQCを導入することを目的としている。
MBQCに量子回路をマッピングすることは、各回路のゲートに対応する一組のポリオミノを配置することと同値であることを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 13.57610339512334
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: Measurement-Based Quantum Computing (MBQC), proposed in 2001 is a model of
quantum computing that achieves quantum computation by performing a series of
adaptive single-qubit measurements on an entangled cluster state. Our project
is aimed at introducing MBQC to a wide audience ranging from high school
students to quantum computing researchers through a Tangram puzzle with a
modified set of rules, played on an applet. The rules can be understood without
any background in quantum computing. The player is provided a quantum circuit,
shown using gates from a universal gate set, which the player must map
correctly to a playing board using polyominos. Polyominos or 'puzzle blocks'
are the building blocks of our game. They consist of square tiles joined
edge-to-edge to form different colored shapes. Each tile represents a
single-qubit measurement basis, differentiated by its color. Polyominos rest on
a square-grid playing board, which signifies a cluster state. We show that
mapping a quantum circuit to MBQC is equivalent to arranging a set of
polyominos, each corresponding to a gate in the circuit on the playing board,
subject to certain rules, which involve rotating and deforming polyominos. We
state the rules in simple terms with no reference to quantum computing. The
player has to place polyominos on the playing board conforming to the rules.
Any correct solution creates a valid realization of the quantum circuit in
MBQC. A higher-scoring correct solution fills up less space on the board,
resulting in a lower-overhead embedding of the circuit in MBQC, an open and
challenging research problem.
- Abstract（参考訳）: 2001年に提唱された測定に基づく量子コンピューティング(mbqc)は、一連の適応的単一量子ビット計測をエンタングルクラスタ状態上で実行することにより量子計算を実現する量子コンピューティングのモデルである。
本研究の目的は,高校生から量子コンピュータ研究者まで,アプレットでプレイする規則を修正したタングラムパズルを用いて,幅広いオーディエンスにmbqcを導入することである。
この規則は量子コンピューティングの背景なしに理解することができる。
プレイヤーは、ユニバーサルゲートセットからのゲートを使用して示される量子回路を備えており、プレイヤーはポリオミノを使用してプレーボードに正しくマッピングする必要がある。
Polyominos や 'puzzle blocks' は私たちのゲームの構成要素です。
四角いタイルが縁と縁をつなげ、異なる色の形を成す。
各タイルは単一キュービットの測定ベースを表し、色によって区別される。
ポリオミノスは、クラスタ状態を表す正方形グリッドのプレイボードに休む。
量子回路をmbqcにマッピングすることは、再生盤上の回路のゲートに対応するポリオミノの集合を、回転および変形するポリオミノを含む一定のルールに従って配置することと同値であることを示す。
量子コンピューティングとは無関係に、簡単な用語でルールを述べる。
プレイヤーはルールに従ってプレイボードにポリオミノを置く必要がある。
正しい解は、MBQCにおける量子回路の有効な実現を生成する。
より高いスコアの正しい解は、基板上のスペースを減らし、回路をMBQCに低オーバーヘッドで埋め込むという、オープンで挑戦的な研究問題である。
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