Лекция 10. Альтернативные способы вычислений на квантовых схемах

На этой Лекции мы обсудили некоторые альтернативные методы проведения вычислений при помощи квантовых схем. Рассмотрение таких методов полезно как с чисто исследовательской точки зрения, так и для реализации вычислений на различных физических платформах. При вычислениях на основе измерений, готовится большое запутанное состояние, называемое кластерным, которое затем последовательно измеряется локально, при этом последующие измерения зависят от результатов предыдущих. Корректность этого метода основана на протоколе однобитовой телепортации, и этот метод требует обработки классической информации во время вычислений. С другой стороны, любую квантовую схему можно свести к последовательным запутывающим измерениям над изначально сепарабельным состоянием. Как частный случай, иногда интересно изучать модель одного чистого кубита, в которой разрешается провести одно запутывающее измерение над максимально смешанным состоянием. При помощи теста Адамара, даже в такой ограниченной модели, оказывается возможным решать некоторый круг интересных задач. В теории помехоустойчивости, существуют методы для исправления ошибок на вентилях Клиффорда вида $\langle H,S, C\mathrm{NOT}\rangle$. Для того, чтобы добиться универсальности, можно реализовывать вентиль $T$ при помощи протокола инъекции магического состояния. Оказывается, что произвольные квантовые вычисления можно проводить при помощи последовательных запутывающих Паули-измерений над магическим состоянием.