مهندس کوانتومی

67. پروژهٔ ۲ — آزمایشگاه الگوریتم کوانتومی

پیاده‌سازی: دویچ، دویچ–جوزا، برنشتاین–وازیرانی، سایمون، گروور، QFT، برآورد فاز، شور. (فصل‌به‌فصل: ۱۹ تا ۲۶.)

مشخصات. بستهٔ qalgo ساخته‌شده روی شبیه‌ساز پروژهٔ ۱ شما (اصلی) و Qiskit (چک متقاطع)، با یک ماژول به‌ازای الگوریتم، هرکدام شامل: اینترفیس اوراکل موردنیازش، سازندهٔ مدار، متد run(shots) و راستی‌آزمای خودش — کدی که تضمین را چک کند (دویچ: یک پرسش، f(0)⊕f(1) درست در هر شات؛ DJ: پاسخ قطعی ثابت/متعادل؛ BV: a دقیق؛ سایمون: پس‌پردازش جبرخطی بازسازی s از ~2n نمونه؛ گروور: احتمال حالت نشانه‌دار که در تکرار نظری ⌊(π/4)√(2ⁿ/η)⌋ قله می‌زند — نوسان را رسم کنید؛ QFT: راستی‌آزمایی در برابر ماتریس DFT دقیق روی حالت‌های تصادفی؛ PEP: بازیابی فازویژه تا k بیت با احتمال موفقیت درست؛ شور: خط‌لولهٔ کامل روی N=15 و N=21 — مدارهای توان‌رسانی پیمانه‌ای، QFT، پس‌پردازش کسرمسلسل، فاکتور یافته‌شده در کسری از اجراها).

نقاط عطف. M1: چهار الگوریتم اوراکلی با راستی‌آزماهای سبز. M2: اعتبارسنجی ماتریس دقیق QFT + QFT تقریبی (چرخش‌های حذف‌شده) خطا در برابر صرفه‌جویی. M3: برآورد فاز با منحنی احتمال موفقیت. M4: شور N=15 سرتاسری فاکتور بگیرد (هر دو پایهٔ هم‌اول)، سپس N=21. M5: ماژول نویز — هر الگوریتم زیر نویز قطبی‌شونده در بازهٔ 0.1–5%، نمودار آستانه‌های شکست.

معیارهای پذیرش. هر الگوریتم رفتار نظری‌اش را در آزمون خودکار بازتولید کند (دقت قطعی جایی که وعده داده، احتمال موفقیت درست جایی که احتمالاتی است)؛ شور ۱۵ و ۲۱ را با نرخ موفقیت مستند فاکتور بگیرد؛ نمودار آستانهٔ نویز موجود باشد و ترتیبش (گروور شکننده در برابر DJ مقاوم و...) در README از ریاضیات توضیح داده شود.

چه اثبات می‌کند. بخش هفتم در سطحی درونی شده که می‌توانستید پیاده‌سازی الگوریتم دیگری را اشکال‌زدایی کنید. زحمت: ۳ تا ۴ آخر هفته.