Προσομοιωτής Κβαντικού Υπολογιστή με έμφαση στην Κβαντική Βελτιστοποίηση και στα Κβαντικά Νευρωνικά Δίκτυα

Abstract

Οι κβαντικοί υπολογιστές είναι σε πρώιμο στάδιο και δεν μπορούμε να εκτελέσουμε σημαντικούς αλγορίθμους σε αυτούς. Για αυτό τον λόγο, στην πραγματικότητα δουλεύουμε με προσομοιωτές κβαντικών κυκλωμάτων. Στην παρούσα διπλωματική εργασία κατασκευάζουμε έναν προσομοιωτή κβαντικών κυκλωμάτων. Ο προσομοιωτής αυτός είναι γραμμένος στην γλώσσα προγραμματισμού C++, είναι πλήρης και κύριο σκοπό έχει την υψηλή ταχύτητα. Σχεδιαστικές αρχές του είναι: η ευχρηστία του (χρησιμοποιήθηκε το εύκολο συντακτικό της PennyLane), η συμβατότητά του (δεν βασίζεται σε καμία βιβλιοθήκη πέραν της βασικής βιβλιοθήκης της C++), η εύκολη και αποδοτική βελτιστοποίηση κβαντικών κυκλωμάτων, η ευελιξία του και η αρχή του ανοιχτού λογισμικού. Στην βάση του υπάρχει μια βιβλιοθήκη μιγαδικών αριθμών και γραμμικής άλγεβρας· πάνω σε αυτή τη βάση γράφονται οι αλγόριθμοι που χρειάζονται για την προσομοίωση του κυκλώματος καθώς και για την αποδοτική βελτιστοποίησή του. Τέλος, υπάρχουν αρκετά εργαλεία που δίνουν στον χρήστη την δυνατότητα να εκτελεί πειράματα και να βελτιστοποιεί τα κυκλώματά του αρκετά εύκολα