Diseño optimizado de un circuito comparador para computación cuántica - Orts-Gómez, Francisco José (My University, 2023)
En este trabajo se presenta un circuito comparador para computación cuántica. El circuito es capaz de determinar, dadas dos cadenas de bits A y B de cualquier longitud, si A es menor o igual a B, o bien si A es mayor que B. Aunque ya existen otros comparadores para computación cuántica, el circuito que se propone en este trabajo permite realizar dicha operación necesitando un menor número de cúbits. Los cúbits son la unidad mínima de información en computación cuántica. Como los dispositivos cuánticos actuales disponen de una cantidad muy limitada de cúbits, conseguir circuitos que optimicen su uso es crucial para este paradigma de computación. Típicamente, cada cúbit que se logra reducir del diseño de un circuito permite extender la longitud de las cadenas que el circuito puede comparar en una unidad, lo que también puede traducirse como un aumento del tamaño de los datos en un orden de magnitud en base 2. Pero lograr tal optimización no resulta trivial, pues los circuitos cuánticos tienen restricciones importantes tales como la imposibilidad de copiar valores o la exigencia de que la computación que en ellos se hace siempre debe ser reversible
This work presents a comparator circuit for quantum computing. The circuit is able to determine, given two bit strings A and B of any length, whether A is less than or equal to B, or whether A is greater than B. Although there are already other comparators for quantum computing, the circuit proposed in this work allows this operation to be performed with a smaller number of qubits. Qubits are the minimum unit of information in quantum computing. As current quantum devices have a very limited number of qubits, achieving circuits that optimize their use is crucial for this computing paradigm. Typically, each qubit that is successfully reduced from a circuit design allows extending the length of the strings that the circuit can compare by one unit, which can also translate as an increase in data size by an order of magnitude in base 2. But achieving such optimization is not trivial, as quantum circuits have important restrictions such as the impossibility of copying values or the requirement that the computation done in them must always be reversible.
Keywords: computación cuántica; circuitos cuánticos; comparador cuántico; circuito medio comparador; quantum computing; quantum circuits; quantum comparator; half comparator; Máster en Computación Cuántica