การวิเคราะห์ความผันกลับได้และค่าความลึกวิกฤตของควอนตัมคอมพิวเตอร์ ภายใต้สัญญาณรบกวนด้วยการจำลองวงจร
DOI:
https://doi.org/10.65205/jcct.2026.e3448คำสำคัญ:
คอมพิวเตอร์ควอนตัม, การจำลองวงจร, ลอชมิดต์เอคโค, สัญญาณรบกวน, ความลึกวิกฤตบทคัดย่อ
งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อ 1) จำลองพฤติกรรมการย้อนกลับของเวลาในระบบควอนตัมโกลาหล 2) วิเคราะห์ความสัมพันธ์เชิงปริมาณระหว่างระดับสัญญาณรบกวนและขนาดระบบ และ 3) นำเสนอเกณฑ์ความลึกวิกฤตสำหรับประเมินขีดจำกัดเบื้องต้นของคอมพิวเตอร์ควอนตัม วิธีดำเนินการวิจัยเป็นการศึกษาเชิงจำลองพฤติกรรมของระบบควอนตัมผ่านการจำลองวงจรด้วย Qiskit เพื่อประเมินค่าความน่าจะเป็นในการย้อนกลับภายใต้สัญญาณรบกวนชนิด Depolarizing ในช่วงร้อยละ 0-2 ผลการวิจัยพบว่า สัญญาณรบกวนส่งผลให้ความสามารถในการย้อนกลับของระบบลดลงอย่างรวดเร็ว โดยระบบขนาดใหญ่ N = 6 มีความไวต่อสัญญาณรบกวนสูงกว่าระบบขนาดเล็ก N = 4 ประมาณร้อยละ 45 เมื่อพิจารณาจากการลดลงเชิงสัมพัทธ์ของค่าความลึกวิกฤต ซึ่งลดลงจาก 15 ขั้น เหลือเพียง 11 ขั้น ที่ระดับสัญญาณรบกวนร้อยละ 1 จากผลการศึกษานี้ จึงเสนอให้ใช้ค่าความลึกวิกฤตเป็นดัชนีเชิงการจำลองสำหรับการประเมินข้อจำกัดที่เกิดจากสัญญาณรบกวนในระบบคอมพิวเตอร์ควอนตัมยุค NISQ
Downloads
เอกสารอ้างอิง
Aleksandrowicz, G., Alexander, T., Barkoutsos, P., Bello, L., Ben-Haim, Y., Bucher, D., Cabrera-Hernández, F. J., Carballo-Franquis, J., Chen, A., Chen, C.-F., Chow, J. M., Córcoles-Gonzales, A. D., Cross, A. J., Cross, A., Cruz-Benito, J., Culver, C., De La Puente González, S., De La Torre, E., Ding, D., … Zoufal, C. (2019). Qiskit: An Open-source Framework for Quantum Computing [Computer Software]. Zenodo. https://doi.org/10.5281/ZENODO.2562111
Anand, A., Srivastava, S., Gangopadhyay, S., & Ghose, S. (2024). Simulating Quantum Chaos on a Quantum Computer. Scientific Reports, 14, 26890. https://doi.org/10.1038/s41598-024-76448-0 DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-024-76448-0
Goussev, A., Jalabert, R. A., Pastawski, H. M., & Wisniacki, D. A. (2012). Loschmidt Echo. Scholarpedia, 7(8), 11687. https://doi.org/10.4249/scholarpedia.11687 DOI: https://doi.org/10.4249/scholarpedia.11687
Jurcevic, P., Javadi-Abhari, A., Bishop, L. S., Lauer, I., Bogorin, D. F., Brink, M., Capelluto, L., Günlük, O., Itoko, T., Kanazawa, N., Kandala, A., Keefe, G. A., Krsulich, K., Landers, W., Lewandowski, E. P., McClure, D. T., Nannicini, G., Narasgond, A., Nayfeh, H. M., … Gambetta, J. M. (2021). Demonstration of Quantum Volume 64 on a Superconducting Quantum Computing System. Quantum Science and Technology, 6(2), 025020. https://doi.org/10.1088/2058-9565/abe519 DOI: https://doi.org/10.1088/2058-9565/abe519
Kim, Y., Eddins, A., Anand, S., Wei, K. X., van den Berg, E., Rosenblatt, S., Nayfeh, H., Wu, Y., Zaletel, M., Temme, K., & Kandala, A. (2023). Evidence for the Utility of Quantum Computing Before Fault Tolerance. Nature, 618(7965), 500-505. https://doi.org/10.1038/s41586-023-06096-3 DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-023-06096-3
Lesovik, G. B., Sadovskyy, I. A., Suslov, M. V., Lebedev, A. V., & Vinokur, V. M. (2019). Arrow of Time and Its Reversal on the IBM Quantum Computer. Scientific Reports, 9(1), 4396. https://doi.org/10.1038/s41598-019-40765-6 DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-019-40765-6
Peres, A. (1984). Stability of Quantum Motion in Chaotic and Regular Systems. Physical Review A, 30(4), 1610-1615. https://doi.org/10.1103/PhysRevA.30.1610 DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevA.30.1610
Preskill, J. (2018). Quantum Computing in the NISQ Era and Beyond. Quantum, 2, 79. https://doi.org/10.22331/q-2018-08-06-79 DOI: https://doi.org/10.22331/q-2018-08-06-79
ดาวน์โหลด
เผยแพร่แล้ว
รูปแบบการอ้างอิง
ฉบับ
ประเภทบทความ
หมวดหมู่
สัญญาอนุญาต
ลิขสิทธิ์ (c) 2026 วารสารคอมพิวเตอร์และเทคโนโลยีสร้างสรรค์
อนุญาตภายใต้เงื่อนไข Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
