Este trabajo presenta el diseno de una arquitectura hardware para emular circuitos cuanticos basados en compuertas tipo Toffoli con la cual se pueden emular circuitos de mas de 50 qubits. El estado del sistema se obtiene procesando independientemente cada estado base mediante las funciones determinadas por las compuertas cuanticas para cada qubit; el tiempo requerido para la emulacion crece exponencialmente en funcion del numero de qubits que se usan solamente para generar una superposicion de estados, y no en funcion de la cantidad total de qubits del sistema como ocurre cuando se usa la representacion matricial convencional. Adicionalmente, se diseno un arreglo de unidades de procesamiento para disminuir el tiempo de ejecucion. Los resultados de sintesis permiten concluir que se requieren 9,35 segundos para emular la exponenciacion modular de 8 bits, la cual utiliza 48 qubits, 155.312 compuertas cuanticas y requiere procesar 131.072 estados base. Estos resultados tambien permiten estimar que se pueden implementar 256 unidades de procesamiento de 52 qubits en el FPGA EP3C120F780I7
Tópico:
Low-power high-performance VLSI design
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FuenteDOAJ (DOAJ: Directory of Open Access Journals)