Glosar de calcul cuantic

Un algoritm de căutare cuantică ce găsește un element marcat într-o listă nesortată, pătratic mai rapid decât orice algoritm clasic.

Un algoritm cuantic de factorizare a numerelor întregi, cu accelerare exponențială față de cei mai buni algoritmi clasici cunoscuți.

O accelerare sau îmbunătățire demonstrată, în care un computer cuantic depășește cel mai bun algoritm clasic pe o sarcină practică.

Un algoritm cuantic-clasic care folosește o QPU pentru subrutine cuantice și un computer clasic pentru optimizare și control.

Tehnici clasice de post-procesare care reduc efectul zgomotului hardware fără corecție completă a erorilor cuantice.

Benchmark-ul IonQ pentru numărul de qubiți efectiv utilizabili pe care un sistem îi oferă pentru rularea unui algoritm, ținând cont de conectivitate, fidelitatea porților și adâncimea circuitului, nu de simpla numărare a qubiților fizici.

Un algoritm cuantic timpuriu care determină dacă o funcție ascunsă este constantă sau echilibrată printr-o singură interogare, față de până la jumătate din intrările posibile clasic, important istoric ca prima dovadă că computerele cuantice pot oferi o accelerare exponențială.

Un algoritm cuantic, numit după Harrow, Hassidim și Lloyd, care rezolvă sisteme de ecuații liniare exponențial mai rapid decât metodele clasice, sub un set specific și restrictiv de condiții.

Numărul total de execuții ale circuitului alocate pentru o sarcină cuantică: o limită practică de resurse.

Eroarea totală tolerabilă acumulată pe parcursul unui circuit înainte ca rezultatele să devină nesigure.

O secvență de porți cuantice aplicate unui registru de qubiți, urmată de măsurători.

Conectarea mai multor QPU-uri prin interconexiuni cuantice, astfel încât acestea să se comporte ca o singură mașină logică mai mare.

Tehnici de detectare și corectare a erorilor din circuitele cuantice fără a măsura (și deci prăbuși) qubiții.

Algoritmi criptografici clasici concepuți pentru a fi siguri împotriva atacurilor atât din partea computerelor clasice, cât și a celor cuantice.

Un circuit cuantic parametrizat ale cărui unghiuri de poartă sunt ajustate de un optimizator clasic pentru a minimiza o funcție de cost.

Algoritmul de încapsulare a cheilor bazat pe rețele, pe care NIST l-a standardizat ca ML-KEM, înlocuitorul post-cuantic pentru schimbul de chei Diffie-Hellman și RSA.

Algoritmul de semnătură digitală bazat pe rețele, pe care NIST l-a standardizat ca ML-DSA, principalul înlocuitor post-cuantic pentru semnăturile RSA și ECDSA.

Circuit Layer Operations Per Second: benchmark-ul de viteză al IBM, care măsoară cât de rapid execută un sistem cuantic circuite complete, folosit împreună cu Quantum Volume pentru calitate.

Un protocol care trimite doi biți de informație clasică transmițând fizic doar un singur qubit, folosind o pereche întrepătrunsă partajată în prealabil pentru a dubla capacitatea clasică a canalului.

Pierderea proprietăților cuantice atunci când un qubit interacționează cu mediul său.

Calculul clasic care transformă măsurătorile sindromului de eroare într-o corecție reală.

Un inginer software care scrie circuite cuantice și algoritmi hibrizi folosind SDK-uri cuantice precum Qiskit, PennyLane sau HLQuantum.

Un algoritm care estimează faza valorii proprii a unui operator unitar: subrutina care stă la baza algoritmului Shor și a calculelor de energie din chimia cuantică.

Un algoritm cuantic care estimează amplitudinea de probabilitate a unui rezultat marcat, pătratic mai rapid decât eșantionarea Monte Carlo clasică, baza accelerărilor cuantice propuse în evaluarea instrumentelor derivate și analiza riscului.

O măsură (de la 0 la 1) a cât de aproape este o operație sau stare cuantică reală de ținta ideală.

Un algoritm de semnătură digitală bazat pe rețele, pe care NIST l-a standardizat ca FN-DSA, ales pentru dimensiunea compactă a semnăturii sale, acolo unde lățimea de bandă sau spațiul de stocare sunt limitate.

Actul de a observa starea unui qubit, care prăbușește suprapunerea într-un 0 sau 1 definit.

Noisy Intermediate-Scale Quantum: dispozitive cu 50-1000 de qubiți, fără corecție completă a erorilor.

Porțile fundamentale cu un qubit X, Y, Z: formând baza tuturor operațiilor cuantice.

O operație unitară care transformă starea unuia sau mai multor qubiți.

Poarta H: creează o suprapunere egală a lui |0⟩ și |1⟩ dintr-o stare de bază.

Controlled-NOT: o poartă cu doi qubiți care inversează qubitul țintă atunci când qubitul de control este |1⟩.

Poarta CCX cu trei qubiți: inversează qubitul țintă doar atunci când ambii qubiți de control sunt |1⟩.

Unitatea fundamentală a informației cuantice: analogul cuantic al bitului clasic.

Quantum Processing Unit: chipul fizic care execută circuitele cuantice.

Quantum Fourier Transform: analogul cuantic al transformatei Fourier discrete, exponențial mai rapid.

Quantum Approximate Optimization Algorithm: un algoritm hibrid pentru probleme de optimizare combinatorică.

Benchmark-ul cu un singur număr al IBM, care măsoară capacitatea generală a unui computer cuantic, ținând cont de qubiți, conectivitate și fidelitate.

Un qubit auxiliar folosit ca ajutor în calculele cuantice, adesea pentru detectarea erorilor sau phase kickback.

Un qubit corectat de erori, codificat pe mulți qubiți fizici: unitatea de calcul în computerele cuantice tolerante la erori.

Momentul ipotetic în care un computer cuantic sparge criptografia cu cheie publică folosită în prezent.

Un qubit construit dintr-un circuit supraconductor care conține una sau mai multe joncțiuni Josephson, răcit aproape de zero absolut și controlat cu pulsuri de microunde.

Un qubit codificat în nivelurile de energie interne ale unui ion individual, menținut pe loc de câmpuri electromagnetice și controlat cu pulsuri laser.

Un qubit codificat într-o proprietate a unui singur foton, precum polarizarea sau traiectoria, care poate călători printr-o fibră optică și poate funcționa fără răcire criogenică profundă.

Un qubit codificat în stările interne ale unui singur atom neutru, menținut pe loc de un fascicul laser focalizat (o pensetă optică), stările Rydberg fiind folosite pentru a întrepătrunde atomii vecini.

Un qubit codificat în starea de spin a unui singur electron sau nucleu, confinat într-un punct cuantic semiconductor, construit folosind procese adaptate din fabricarea convențională a cipurilor.

Un qubit teoretizat care codifică informația în împletirea unor cvasiparticule exotice, astfel încât erorile sunt suprimate de topologia proprie a qubitului, nu corectate ulterior.

Un sistem care conectează procesoare cuantice separate prin distribuirea întrepătrunderii între ele, transportată de obicei de fotoni.

O abordare specializată a calculului cuantic care găsește soluții de energie joasă pentru probleme de optimizare, prin evoluarea lentă a unui sistem de qubiți dintr-o stare inițială simplă către una a cărei configurație de cea mai joasă energie codifică răspunsul.

Capacitatea unui sistem cuantic de a exista în mai multe stări simultan.

O reprezentare geometrică a tuturor stărilor posibile ale unui singur qubit, ca punct pe o sferă unitate.

Una dintre cele patru stări cu doi qubiți maxim întrepătrunse: cel mai simplu exemplu de întrepătrundere cuantică.

O unitate de lucru trimisă unui serviciu cloud cuantic: unul sau mai multe circuite de rulat pe o QPU sau un simulator.

Un algoritm de semnătură digitală fără stare, bazat pe hash, pe care NIST l-a standardizat ca SLH-DSA, oferind o alternativă conservatoare în cazul în care schemele bazate pe rețele ar fi vreodată sparte.

Demonstrarea faptului că un computer cuantic poate rezolva o sarcină specifică, adesea artificial construită, mai rapid decât orice computer sau algoritm clasic, indiferent dacă sarcina în sine este utilă.

Procesul de compilare a unui circuit cuantic în setul nativ de porți și conectivitatea de qubiți a unui dispozitiv specific.

T1 este timpul de relaxare energetică a qubitului; T2 este timpul de coerență (defazare). Ambele limitează durata circuitului.

Un protocol care transmite starea exactă a unui qubit necunoscut către un qubit aflat la distanță, folosind întrepătrundere partajată în prealabil și doi biți clasici, fără a mișca fizic particula sau a încălca teorema de neclonare.

Termenul folosit de IBM pentru circuitele cuantice prea complexe pentru a fi simulate clasic, dar care rulează pe QPU-uri reale.

Variational Quantum Eigensolver: un algoritm hibrid cuantic-clasic pentru găsirea energiilor stării fundamentale.

Incertitudinea statistică din rezultatele măsurătorilor, rezultată din rularea unui circuit cuantic de un număr finit de ori.

O corelație cuantică între doi sau mai mulți qubiți, în care stările lor rămân legate indiferent de distanță.