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http://dspace.espoch.edu.ec/handle/123456789/21732
Título : | Estudio de la discipación de la energía durante las medidas en los procesadores cuánticos debido al principio de landauer |
Autor : | Cedeño Cedeño, Jorge Oswaldo |
Director(es): | Svozilík, Jirí |
Tribunal (Tesis): | Haro Velasteguí, Arquímides |
Palabras claves : | PRINCIPIO DE LANDAUER CUANTICO;QISKIT;DECOHERENCIA;LIMITE ENTROPICO;MEDIDAS CUANTICAS |
Fecha de publicación : | 4-abr-2024 |
Editorial : | Escuela Superior Politécnica de Chimborazo |
Citación : | Cedeño Cedeño, Jorge Oswaldo. (2024). Estudio de la discipación de la energía durante las medidas en los procesadores cuánticos debido al principio de landauer. Escuela Superior Politécnica de Chimborazo. Riobamba |
Identificador : | UDCTFC;66T00086 |
Abstract : | The applications of non-ideal quantum logic gates cause energy dissipations that are bounded from below by the variation in von Neumann entropy due to the quantum Landauer principle, thus, in order to under stand how quantum information evolves when eliminated, the objective of this research was to study energy dissipation when executing measurements on quantum processors. The implemented methodology had a qualitative approach, with the main application factor being the mitigation of quantum errors, generating two groups of quantum circuits by mitigating and not mitigating the results. Furthermore, the information contained in the qubits, called system and reservoir, was reconstructed using quantum state tomography before and after applying the elimination protocol. All these quantum circuits were executed through a computer simulation using IBM’s Qiskit library. Using this methodology, the increase in the entanglement parameter between the qubits caused an increase in entropy and a decrease in the initial information con tained in the system, while positioning the amount of energy dissipated to the reservoir at lower, equal, and higher levels to the classical Landauer dissipation limit. Additionally, by implementing the mitigation, the initial entropies were reduced, increasing the entropy variation. However, the system information was transferred to lower levels of fidelity, causing an irreversible process of information loss. In this context, it is concluded that the classical Landauer limit, in the quantum world, serves as an apparent boundary be tween reversible and irreversible information processing. On the other hand, although mitigation brought about an approach to irreversibility, its application led us to the definition of the measurement defect, which provides a mathematical tool that characterizes the quality of measurements in certain quantum processors. |
Resumen : | Las aplicaciones de puertas logicas cuanticas no ideales provocan disipaciones de energıa que estan acotadas desde abajo por la variacion en la entropıa de von Neumann debido al principio de Landauer cuantico, ası, con el fin de comprender como evoluciona la informacion cuantica al ser eliminada, el objetivo de esta investigacion fue estudiar la disipacion de energıa al ejecutar medidas en los procesadores cuanticos. La metodologıa implementada tuvo un enfoque cualitativo, llevando como principal factor de aplicacion lmitigacion de errores cuanticos, generando dos grupos de circuitos cuanticos al mitigar y no mitigar los resultados. Ademas, la informacion contenida en los qubits, denominados sistema y reservorio, fue reconstruida mediante la tomografıa de estados cuanticos antes y despues de aplicar el protocolo de eliminacion. Todos estos circuitos cuanticos fueron ejecutados a traves de una simulacion computacional utilizando la librer´ıa Qiskit de IBM. Mediante esta metodologıa, el incremento del parametro de entrelazamiento entre los qubits provoco un aumento en la entropıa y una disminucion de la informacion inicial contenida en el sistema, a la vez que posiciono la cantidad de energıa disipada al reservorio a niveles inferiores, iguales y superiores al lımite de disipacion clasica de Landauer. Adicionalmente, al implementar la mitigacion se redujo las entropıas iniciales, aumentando la variacion de entropıa, sin embargo, la informacion del sistema fue trasladada a niveles mas bajos de fidelidades, provocando un proceso irreversible de perdida de informacion. En este contexto se concluye que el lımite clasico de Landauer, en el mundo cuantico, funge como una aparente frontera entre los procesamientos de informacion reversibles e irreversibles. Por otro lado, aunque la mitigacion provoco un acercamiento a la irreversibilidad, su aplicacion nos llevo a la ´ definicion del defecto de medida, que proporciona una herramienta matematica que caracteriza la calidad ´ de las mediciones en determinados procesadores cuanticos. |
URI : | http://dspace.espoch.edu.ec/handle/123456789/21732 |
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