Допоміжний біт
Допоміжні біти — це деякі додаткові біти, які використовуються для досягнення певних цілей в обчисленні (наприклад, оборотне обчислення). У класичних обчисленнях будь-який біт пам'яті можна вмикати або вимикати за бажанням, не вимагаючи попередніх знань або додаткових пристосувань. Однак це не так у квантових обчисленнях або класичних оборотних обчисленнях. У цих моделях обчислень всі операції над пам'яттю комп'ютера повинні бути оборотними, а через вмикання та вимикання втрачається інформація про початковий значення цього біта. З цієї причини в квантовому алгоритмі неможливо детерміновано встановити біти в конкретний прописаний стан, якщо тільки йому не надано доступ до бітів, початковий стан яких відомий заздалегідь. Такі біти, значення яких відомі «апріорі», відомі як «біти допоміжних елементів» у квантових або оборотних обчислювальних завданнях[en].
Тривіальне використання допоміжних бітів зменшує складні квантові вентилі до простих. Наприклад, розмістивши входи керування на допоміжних бітах, вентиль Тоффолі можна використовувати як CNOT або вентиль НЕ.[1]
Для класичних оборотних обчислень відомо, що один допоміжний біт необхідний і достатній для універсального обчислення.[2] Допоміжні біти не обов'язкові, але додатковий робочий простір може дозволити більш прості схеми конструкцій, які використовують менше вентилів.[1]
У квантових обчисленнях, квантовому каталізі[en] допоміжні кубіти використовуються для зберігання заплутаних станів, які дають змогу виконувати завдання, які зазвичай неможливі за допомогою локальних операцій та класичної комунікації.[3] Квантові комп'ютери також використовують допоміжні біти для квантової корекції помилок.[4]
Примітки ред.
- ↑ а б Nielsen, Michael A.; Chuang, Isaac L. (2010). Quantum Computation and Quantum Information (вид. 2nd). Cambridge: Cambridge University Press. ISBN 978-1-107-00217-3.
- ↑ Aaronson, Scott; Grier, Daniel; Schaeffer, Luke (2015). The Classification of Reversible Bit Operations. arXiv:1504.05155 [quant-ph].
- ↑ Azuma, Koji; Koashi, Masato; Imoto, Nobuyuki (2008). Quantum catalysis of information. arXiv:0804.2426 [quant-ph].
- ↑ Shor, Peter W. (1 жовтня 1995). Scheme for reducing decoherence in quantum computer memory. Physical Review A. 52 (4): R2493—R2496. Bibcode:1995PhRvA..52.2493S. doi:10.1103/PhysRevA.52.R2493. PMID 9912632. Архів оригіналу за 29 серпня 2017. Процитовано 6 червня 2015.