Portes CNOT autorisées pour l'ordinateur quantique IBM Q 5

J'essaie de faire des tests dans l'ordinateur IBM Q5 d'expérience IBM quantm pour certains protocoles de correction d'erreur simples, mais comme je peux le voir, certaines opérations entre les qubits ne sont pas autorisées.

Par exemple, il n'est pas possible d'effectuer une opération CNOT avec le quatrième qubit ou lors de la sélection d'un pour le qubit cible de l'opération, cela ne permet pas d'utiliser l'un des autres qubits comme qubits de contrôle.

J'ai pensé au fait que c'est peut-être à cause de l'implémentation physique d'un tel ordinateur, mais comme je ne sais pas grand-chose sur la construction d'ordinateurs quantiques, je ne sais pas si cela pourrait être la cause. Je me demande donc si c'est bien là le problème, ou pourquoi ces opérations ne sont pas autorisées.

Oui, l'implémentation physique est la contrainte. Si vous regardez l'image du processeur, vous remarquerez les connexions entre les qubits. Cela vous donne une idée de la façon dont vous pouvez effectuer deux portes de qubit entre des qubits particuliers.

Voici la documentation sur le backend de Tenerife. Dans la section intitulée Deux portes Qubit en bas, vous pouvez lire les détails. Les directions des portes y sont également détaillées dans un fichier journal.

https://github.com/QISKit/qiskit-backend-information/tree/master/backends/tenerife/V1

Les cinq périphériques IBM qubit ont une architecture «nœud papillon», ce qui signifie qu'il n'est possible d'interagir qu'avec certaines paires de qubits. Ceux - ci sont présentés dans la réponse d'Andrew O .

L'interaction qui peut être effectuée entre ces paires de qubits est un CNOT avec une direction particulière. Cependant, il est possible d'en implémenter d'autres indirectement.

Par exemple, pour effectuer un CNOT avec q0 comme contrôle et q1 comme cible, utilisez

h q[0];
h q[1];
cx q[1], q[0];
h q[1];
h q[0];

Ce qui précède peut être ajouté dans l'éditeur QASM. Ou vous pouvez faire la même chose avec l'interface graphique: c'est un CNOT avec Hadamads avant et après sur les deux qubits. Les Hadamards inversent effectivement la direction CNOT.