```html لیکوالان: المدینا کیریرا وازکز کارولین تورنو ډیاګو ریست ستیفان وورنر مایکا تکیتا ډینیل ج. ایګر لنډیز کوانټم کمپیوټرونه د کوانټم میخانیک د قوانینو سره معلومات پروسس کوي. اوسنۍ کوانټم هارډویر شور لرونکی دی، یوازې د لنډې مودې لپاره معلومات ساتلی شي او یوازې یو څو کوانټم بټونو ته محدود دی، یعنې کیوبټونه، چې معمولا په یوه سطحه ترتیب شوي دي . په هرصورت، د کوانټم کمپیوټینګ ډیری غوښتنلیکونه د هغه څه څخه ډیر ارتباط ته اړتیا لري چې د یو واحد کوانټم پروسس کولو واحد (QPU) لخوا وړاندیز شوي له سطحې څخه ډیر کیوبټونو ته اړتیا لري. ټولنه هیله لري چې دا محدودیتونه د کلاسیکي مخابراتو په کارولو سره د QPUs په نښلولو سره حل کړي، کوم چې لاهم په تجربوي توګه ثابت شوي ندي. دلته موږ د خطا کم شوي متحرک سرکیټونه او د سرکیټ پرې کولو تجربه کوو ترڅو د کوانټم حالتونه رامینځته کړو چې د 142 کیوبټونو ترټولو پراخه دوه QPUs په ریښتیني وخت کې د 127 کیوبټونو سره نښل شوي سره د دوراني ارتباط ته اړتیا لري. په یوه متحرک سرکیټ کې، کوانټم ګیټونه کولی شي د سرکیټ په مینځ کې د اندازو پایلو لخوا په کلاسیک ډول کنټرول شي، یعنې د کیوبټونو د همغږۍ وخت په یوه برخه کې. زموږ د ریښتیني وخت کلاسیک لینک موږ ته اجازه راکوي چې د بل QPU څخه د اندازې پایلې پراساس په یو QPU باندې کوانټم ګیټ تطبیق کړو. برسېره پردې، د خطا کم شوی کنټرول جریان د کیوبټ ارتباط او د هارډویر د قوماندې سیټ ته وده ورکوي، پدې توګه زموږ د کوانټم کمپیوټرونو استقامت زیاتوي. زموږ کار ښیې چې موږ کولی شو د ریښتیني وخت کلاسیک لینک لخوا فعال شوي د خطا کم شوي متحرک سرکیټونو سره څو کوانټم پروسیسرونه د یو په توګه وکاروو. 1 اصلي کوانټم کمپیوټرونه په کوانټم بټونو کې کوډ شوي معلومات د واحد عملیاتو سره پروسس کوي. په هرصورت، کوانټم کمپیوټرونه شور لري او ډیری لوی مقیاس معماری په یوه سطحه lantai کې فزیکي کیوبټونه تنظیموي. سره له دې، اوسني پروسیسرونه د خطا کمولو سره کولی شي د 127 کیوبټونو سره د هارډویر اصلي آیسینګ ماډلونه تقلید کړي او د مشاهداتو اندازه وکړي چې په هغه پیمانه چې د کلاسیک کمپیوټرونو سره د زور له لارې تګلارې پیل کیږي ستونزمن کیږي . د کوانټم کمپیوټرونو ګټورتیا نور په پیمانه او د دوی محدود کیوبټ ارتباط له منځه وړلو پورې اړه لري. ماډولر تګلاره د اوسني شور لرونکي کوانټم پروسیسرونو اندازه کولو لپاره مهمه ده او د غلط ثبوت لپاره اړین فزیکي کیوبټونو لوی شمیر ترلاسه کولو لپاره . ټرپ شوي ایون او غیر جانبدار اټومي جوړښتونه د کیوبټونو په فزیکي لیږدولو سره ماډلولي ترلاسه کولی شي , . په نږدې موده کې، په سوپر کنډکټینګ کیوبټونو کې ماډلولي د لنډ واټن سره نښلولو له لارې ترلاسه کیږي چې نږدې چپس سره نښلوي , . 1 2 3 4 5 6 7 8 په متوسطه موده کې، د مایکروویو رژیم کې د اوږد واټن ګیټونه ممکن د اوږد دودیز کیبلونو له لارې ترسره شي , , . دا به د غیر planos کیوبټ ارتباط لپاره اجازه ورکړي چې د موثر خطا اصلاح لپاره مناسب وي . یوه اوږدمهاله بدیل د ماکروویو څخه آپټیکل ټرانسډکشن په کارولو سره د آپټیکل لینک سره لرې QPUs سره نښلول دي ، کوم چې زموږ د پوهې له مخې، لاهم ندي ښودل شوي. برسېره پردې، متحرک سرکیټونه د کوانټم کمپیوټر عملیاتو سیټ پراخوي د سرکیټ په مینځ کې د اندازو (MCMs) په ترسره کولو او په کلاسیک ډول د کیوبټونو د همغږۍ وخت کې د ګیټ کنټرول کولو له لارې. دوی د الګوریتم کیفیت ته وده ورکوي او د کیوبټ ارتباط . لکه څنګه چې به موږ وښیو، متحرک سرکیټونه د ریښتیني وخت کلاسیک لینک له لارې QPUs سره په نښلولو سره ماډلولي هم وړوي. 9 10 11 3 12 13 14 موږ د ماډلر معمارۍ کې د اوږد واټن تعاملاتو پلي کولو لپاره د مجازی ګیټونو پر بنسټ یو بشپړ تګلاره غوره کوو. موږ کیوبټونه په هر مناسب موقعیت کې نښلوو او د نیمه احتمالي تخریب (QPD) له لارې د انټینګلمنټ احصایې رامینځته کوو , , . موږ یوه محلي عملیاتو (LO) یوازې سکیم د کلاسیکي مخابراتو (LOCC) لخوا پراخه شوې سره پرتله کوو. د LO سکیم، چې په دوه کیوبټ ترتیب کې ښودل شوی ، یوازې د محلي عملیاتو سره د څو کوانټم سرکیټونو پلي کولو ته اړتیا لري. په مقابل کې، د LOCC پلي کولو لپاره، موږ د دوه کیوبټ ګیټونو رامینځته کولو لپاره د ټیلیپورټیشن سرکیټ کې د بیل جوڑوں مصرف کوو , . په کوانټم هارډویر کې د لږ او سطحې ارتباط سره، د هرډول کیوبټونو ترمینځ د بیل جوړه رامینځته کولو لپاره د اوږد واټن کنټرول شوی-NOT (CNOT) ګیټ ته اړتیا لري. د دې ګیټونو څخه د مخنیوي لپاره، موږ د ځایی عملیاتو په اوږدو کې د QPD کاروو چې د کټ شوي بیل جوڑوں پایله لري چې ټیلیپورټیشن مصرفوي. LO ته کلاسیکي لینک ته اړتیا نلري او له همدې امله د LOCC په پرتله پلي کول خورا ساده دي. په هرصورت، لکه څنګه چې LOCC یوازې یو واحد پیرامیټریز شوی ټیمپلیټ سرکیټ ته اړتیا لري، دا د LO په پرتله د ترتیب کولو لپاره خورا مؤثره دی او د دې QPD لګښت د LO سکیم له لګښت څخه کم دی. 15 16 17 16 17 18 19 20 زموږ کار څلور مهمې مرستې کوي. لومړی، موږ د مجازی ګیټونو پلي کولو لپاره د کوانټم سرکیټونو او QPD وړاندې کوو لکه څنګه چې په حواله کې . دوهم، موږ د متحرک سرکیټونو کې د کلاسیکي کنټرول هارډویر د پاتې کیدو له امله رامینځته شوي خطاګانې له مینځه وړو او کموو د متحرک انحراف او صفر-شور د اضافه کولو ترکیب سره . دریم، موږ د 103-نوډ ګراف حالت باندې دوراني پولي حالتونه انجینر کولو لپاره دا مېتودونه کاروو. څلورم، موږ د دوه جلا QPUs ترمنځ د ریښتیني وخت کلاسیکي اړیکې مظاهره کوو، پدې سره دا ښیې چې د توزیع شوي QPUs سیسټم د کلاسیک لینک له لارې د یو په توګه عملیات کیدی شي . د متحرک سرکیټونو سره په ترکیب کې، دا موږ ته اجازه راکوي چې دواړه چپس د یو واحد کوانټم کمپیوټر په توګه عملیات کړو، کوم چې موږ په 142 کیوبټونو کې د دواړو وسیلو پراخول یوه دوراني ګراف حالت انجینر کولو سره مثال کوو. موږ د اوږد واټن ګیټونو رامینځته کولو لپاره یوه لاره بحث کوو او زموږ پایله وړاندې کوو. 17 21 22 23 د سرکیټ پرې کول موږ لوی کوانټم سرکیټونه چلوو چې زموږ د هارډویر په کیوبټ شمیر یا ارتباط کې د محدودیتونو له امله مستقیم د اجرا وړ نه وي د ګیټونو په پرې کولو سره. د سرکیټ پرې کول یو پیچلی سرکیټ په فرعي سرکیټونو ویشي چې په انفرادي ډول اجرا کیدی شي , , , , , . په هرصورت، موږ باید د سرکیټونو زیاته شمیر ترسره کړو، کوم چې موږ یې نمونې اخیستل (sampling overhead) بولو. له دې فرعي سرکیټونو څخه پایلې بیا د اصلي سرکیټ پایلې ته د رسیدو لپاره په کلاسیک ډول سره یوځای کیږي ( ). 15 16 17 24 25 26 طریقې لکه څنګه چې زموږ د کار یوه اصلي برخه د LOCC سره د مجازی ګیټونو پلي کول دي، موږ ښیې چې څنګه د ځایی عملیاتو سره اړین کټ شوي بیل جوڑے رامینځته کړو. دلته، څو کټ شوي بیل جوڑے د پیرامیټریز شوي کوانټم سرکیټونو لخوا انجینر کیږي، کوم چې موږ یې د کټ بیل جوڑے فابریکه (Fig. ) بولو. په ورته وخت کې د څو جوړو پرې کول د نمونې اخیستلو لږ لګښت ته اړتیا لري . لکه څنګه چې کټ شوي بیل جوڑے فابریکه دوه جلا کوانټم سرکیټونه جوړوي، موږ هر فرعي سرکیټ کیوبټونو ته نږدې ځای پرځای کوو چې اوږد واټن ګیټونه لري. بیا پایله شوې سرچینه د ټیلیپورټیشن سرکیټ کې مصرف کیږي. د مثال په توګه، په Fig. کې، کټ شوي بیل جوڑے د کیوبټ جوړو (0, 1) او (2, 3) باندې د CNOT ګیټونو رامینځته کولو لپاره مصرف کیږي (وګورئ Section ‘ ’). 1b,c 17 1b د کټ شوي بیل جوڑے فابریکې ، د IBM کوانټم سیسټم دوه معمارۍ depictions. دلته، دوه 127 کیوبټ ایګل QPUs د ریښتیني وخت کلاسیک لینک سره وصل شوي دي. هر QPU د خپل ریک په خپل الکترونیک لخوا کنټرول کیږي. موږ دواړه ریکونه په کلکه همغږي کوو ترڅو دواړه QPUs د یو په توګه عملیات کړو. ، د مجازی CNOT ګیټونو پلي کولو لپاره د ټیمپلیټ کوانټم سرکیټ په کیوبټ جوړو ( 0, 1) او ( 2, 3) باندې د LOCC لخوا د ټیلیپورټیشن سرکیټ کې د کټ شوي بیل جوڑوں مصرف کولو له لارې. ارغواني دوه ګوني کرښې د ریښتیني وخت کلاسیک لینک استازیتوب کوي. ، د کټ شوي بیل جوړه فابریکې 2( ) د دوه په ورته وخت کې کټ شوي بیل جوڑوں لپاره. QPD د 27 مختلف پیرامیټری سیټونو مجموعي لري . دلته،. a b q q q q c C θ i θ i دوراني پولي حالتونه موږ د ibm_kyiv، یو ایګل پروسیسر ، په یوه ګراف حالت | ⟩ کې د دوراني پولي حالتونو سره جوړوو، د هغه د فزیکي ارتباط لخوا ایښودل شوي محدودیتونو څخه هاخوا (وګورئ Section ‘ ’). دلته، = 103 نوډونه لري او څلور اوږد واټن اړخونو ته اړتیا لري lr = {(1, 95), (2, 98), (6, 102), (7, 97)} د ایګل پروسیسر له پورتنۍ او ښکته کیوبټونو ترمنځ (Fig. ). موږ په هر نوډ ∈ او د هر اړخ ( , ) ∈ په اوږدو کې د محصولاتو څخه جوړ شوي د څنډې سټیبلایزرونه اندازه کوو. له دې سټیبلایزرونو څخه، موږ د انټینګلمنټ شاهدي = جوړوو، کوم چې منفي دی که چیرې د اړخ ( , ) ∈ له لارې انټینګلمنټ شتون ولري (ref. ) (وګورئ Section ‘ ’). موږ په bipartite انټینګلمنټ تمرکز کوو ځکه چې دا هغه سرچینه ده چې موږ یې د مجازی ګیټونو سره بیا رامینځته کول غواړو. له دوه څخه ډیرو ګوندونو ترمنځ د انټینګلمنټ شاهدانو اندازه کول یوازې د غیر مجازی ګیټونو او اندازو کیفیت اندازه کوي، چې د مجازی ګیټونو اغیزه روښانه کوي. 1 G د ګراف حالتونه G I V I E 2a i V i j E SiSj Si W ij S i S j i j E 27 د انټینګلمنټ شاهدي ، درې اړخیزه ګراف په یوه ټیوب لرونکي شکل کې په خپل ځان تاو شوی دی د (1, 95)، (2, 98)، (6, 102) او (7, 97) اړخونو لخوا چې په نیلي رنګ کې روښانه شوي. موږ دا اړخونه پرې کوو. ، نوډ سټیبلایزرونه (پورته) او شاهدان ، (لاندې)، د 1 معیاري انحراف سره د نوډونو او اړخونو لپاره چې د اوږد واټن اړخونو ته نږدې دي. عمودي نقطې کرښې سټیبلایزرونه او شاهدان د پرې شوي اړخونو څخه د دوی واټن له مخې ګروپ کوي. ، د سټیبلایزر غلطیو تجمعی توزیع فنکشن. ستوري د نوډ سټیبلایزرونه په ګوته کوي چې یوه اړخ د اوږد واټن ګیټ لخوا پلي شوي. د ډراپ شوي اړخ بنچمارک (ډش-ډاټډ سور کرښه) کې، اوږد واټن ګیټونه نه پلي کیږي او له همدې امله ستوري-په ګوته شوي سټیبلایزرونه واحدي خطا لري. خړ ساحه د احتمالي ډله ده چې د پرې کولو څخه اغیزمن شوي نوډ سټیبلایزرونو سره مطابقت لري. – ، په دوه اړخیزو ترتیبونو کې، شنه نوډونه 95، 98، 102 او 97 نوډونه د پرې شوي اړخونو ښودلو لپاره نقل کوي. په کې نیلي نوډونه د کټ شوي بیل جوړو رامینځته کولو لپاره د کیوبټ سرچینې دي. د نوډ رنګ د اندازه شوي سټیبلایزر − 1 مطلق خطا ده ، لکه څنګه چې د رنګ بار لخوا ښودل شوي. یوه اړخ تور دی که انټینګلمنټ احصایې په 99٪ باور کچه کې کشف شي او ارغواني که نه. په کې، اوږد واټن ګیټونه د SWAP ګیټونو سره پلي کیږي. په کې، ورته ګیټونه د LOCC سره پلي کیږي. په کې، دوی په بشپړه توګه نه پلي کیږي. a b Sj W ij c Sj d f e i Si d e f موږ | ⟩ د دریو مختلفو میتودونو په کارولو سره چمتو کوو. د هارډویر اصلي اړخونه تل د CNOT ګیټونو سره پلي کیږي مګر دوراني پولي حالتونه د (1) SWAP ګیټونو، (2) LOCC او (3) LO سره پلي کیږي ترڅو د ټول lantai سره کیوبټونه وصل کړي. د LOCC او LO ترمنځ اصلي توپیر د 2 اندازې پایلو باندې شرط شوي واحد-کیوبټ ګیټونو یوه فیډ-فارورډ عملیاتو دی، چیرې چې د پرې کولو شمیر دی. د 22 حالاتو څخه هر یو د مناسب کیوبټونو په او/یا ګیټونو یو ځانګړی ترکیب هڅوي. د اندازې پایلې ترلاسه کول، د اړوند حالت ټاکل او پر اساس یې عمل کول په ریښتیني وخت کې د کنټرول هارډویر لخوا ترسره کیږي، د ثابت اضافه شوي ځنډ په لګښت. موږ د صفر-شور د اضافه کولو له لارې د دې ځنډ څخه رامینځته شوي خطاګانې کموو او له منځه یوهو او سټیګرډ ډینامیک ډی کوپلینګ , (وګورئ Section ‘ ’). G n n n X Z 22 21 28 د خطا کم شوي کوانټم سرکیټ سویچ لارښوونې موږ د | ⟩ د SWAP، LOCC او LO پلي کولو د ورته ګراف حالت په کارولو سره بنچمارک کوو چې ′ = ( , ′) د اوږد واټن ګیټونو په لرې کولو سره، یعنې ′ = lr لاسته راځي. د | ′⟩ تیارولو سرکیټ له همدې امله یوازې 112 CNOT ګیټونو ته اړتیا لري چې په دریو طبقو کې د ایګل پروسیسر د هیکساګونل ټاپولوجي سره سم تنظیم شوي. دا سرکیټ به د | ⟩ د نوډ او څنډې سټیبلایزرونو اندازه کولو کې لویې خطاګانې راپور کړي ځکه چې دا د | ′⟩ پلي کولو لپاره ډیزاین شوی. موږ دا د هارډویر اصلي بنچمارک د ډراپ شوي اړخ بنچمارک بولو. د سویپ پر بنسټ سرکیټ ته د اوږد واټن اړخونو lr جوړولو لپاره اضافي 262 CNOT ګیټونو ته اړتیا لري، کوم چې د اندازه شوي سټیبلایزرونو ارزښت په ډراماتیک ډول کموي (Fig. ). په مقابل کې، د lr په اړخونو کې د LOCC او LO پلي کول د SWAP ګیټونو ته اړتیا نلري. د دوی د نوډ او څنډې سټیبلایزرونو خطاګانې د پرې شوي ګیټ کې دخیل نه وي نوډونو لپاره د ډراپ شوي اړخ بنچمارک ته نږدې تعقیبوي (Fig. ). برعکس، د سټیبلایزرونه چې د مجازی ګیټ په وسیله اغیزمن کیږي د ډراپ شوي اړخ بنچمارک او سویپ پلي کولو څخه ټیټه خطا لري (Fig. ، ستوري مارکرونه). د کیفیت د عمومي معیار په توګه، موږ لومړی د نوډ سټیبلایزرونو باندې د مطلق خطاګانو مجموعه راپور کوو، یعنې ∑ ∈ ∣ − 1∣ (Extended Data Table ). لوی سویپ سرچارج د 44.3 مطلق خطا مجموعې لپاره مسؤل دی. د ډراپ شوي اړخ بنچمارک پر 13.1 خطا د څلورو پرې کولو په څلورو نوډونو باندې غالبه ده (Fig. ، ستوري مارکرونه). په مقابل کې، د LO او LOCC خطاګانې د MCMs لخوا اغیزمن شوي. موږ د ټیلیپورټیشن سرکیټ او کټ شوي بیل جوړو کې د ځنډونو او CNOT ګیټونو له امله LO په LOCC باندې 1.9 اضافي خطا نسبت کوو. د سویپ پر بنسټ پایلو کې، په 99٪ باور کچه کې په 35 له 116 اړخونو څخه انټینګلمنټ نه کشفوي (Fig. ). د LO او LOCC پلي کولو لپاره، په کې په ټولو اړخونو کې د انټینګلمنټ احصایې په 99٪ باور کچه کې شاهدي ورکوي (Fig. ). دا معیارونه ښیې چې مجازی اوږد واټن ګیټونه د دوی په سویپونو ویشلو په پرتله د سټیبلایزرونو سره کوچنۍ خطاګانې تولیدوي. برسېره پردې، دوی د انټینګلمنټ احصایې تاییدولو لپاره د تغیر ټیټ ساتي. G G V E E EE G G G E 2b–d E 2b,c 2c i V Si 1 2c W ij 2b,d W ij G 2e د دوه QPUs د یو په توګه عملیات اوس موږ دوه ایګل QPUs د 127 کیوبټونو سره د ریښتیني وخت کلاسیک اړیکې له لارې په یوه QPU کې سره یوځای کوو. وسیلې د یو لوی، لوی پروسیسر په توګه چلول د لوی کیوبټ راجستر پراخول د کوانټم سرکیټونو پلي کول شامل دي. د واحد ګیټونو او اندازو سربیره چې په ګډ QPU باندې په ورته وخت کې پرمخ ځي، موږ د هغه ګیټونو ترسره کولو لپاره متحرک سرکیټونه کاروو چې په دواړو وسیلو کې په کیوبټونو عمل کوي. دا د فزیکي جلا وسیلو ترمنځ د دقیق همغږۍ او چټک کلاسیکي مخابراتو لخوا وړ کیږي چې د اندازې پایلې راټولولو او د ټول سیسټم په اوږدو کې د کنټرول جریان ټاکلو لپاره اړین دي
