DS CEN/CLC/TR 18202:2025

Modeli me shtresa i llogaritjes kuantike

Layer model of Quantum Computing

Scope

Ky dokument përcakton një model me shtresa që mbulon të gjithë grupin (stack-un) e kompjuterëve kuantikë universalë të bazuar në porta logjike (gate-based). Grupi i shtresave të nivelit të ulët (harduer) organizohet në stiva të ndryshme harduerike, të përshtatura për arkitektura të ndryshme, ndërsa grupi i shtresave të nivelit të lartë (softuer) ndërtohet mbi to dhe pritet të jetë i përbashkët për të gjitha sistemet e llogaritjes kuantike. Sa më lart në stivë, aq më i pavarur (agnostik) është nga shtresat bazë. Reduktimi i varësive midis shtresave të larta dhe të ulëta është një element thelbësor për optimizimin e llogaritjeve kuantike. Një kërkesë e lidhur është lejimi i një rrjedhe të lirë, por të mirëpërcaktuar të informacionit midis shtresave të larta dhe të ulëta, për të mundësuar bashkë-projektimin (co-design) e harduerit dhe softuerit.
Fusha e zbatimit të këtij Raporti Teknik kufizohet në modelin e kompjuterimit kuantik universal të bazuar në porta logjike, i njohur gjithashtu si modeli digjital ose modeli kuantik me qark (circuit model), në sisteme të ndryshme fizike si transmon, spin-qubit, jon-trap, atome neutrale dhe të tjera. Ky dokument nuk zbatohet për teknologji si modeli universal adiabatik i kompjuterimit kuantik dhe forma e tij heuristike, quantum annealing, nëse ato nuk përputhen me një model qarku kuantik të bazuar në porta. Për shkak të ndryshimeve të mëdha arkitekturore në shtresat e ulëta, ai nuk zbatohet as për modelin universal fotonik njëkahësh të kompjuterimit kuantik, megjithëse ky është plotësisht i pajtueshëm me modelin gate-based. Për më tepër, modelet e kompjuterimit kuantik që nuk janë universale, si simuluesit kuantikë dhe sistemet për qëllime të veçanta, janë gjithashtu jashtë fushës së zbatimit.
Kufizimi i fushës në një model universal gate-based justifikohet nga ngjashmëritë e pritshme në shtresat e larta, kryesisht mbi shtresën e abstraksionit të harduerit (HAL), deri në shtresën e shërbimeve. Këto ngjashmëri nënkuptojnë ekzistencën e një tregu për produkte softuerike që mund të përdoren në një gamë të gjerë teknologjish të kompjuterimit kuantik.
Ky Raport Teknik fokusohet në një përshkrim të nivelit të lartë (funksional) të shtresave të përfshira. Detajet shtesë të secilës shtresë veç e veç janë të rezervuara për CEN/CLC/TR të ardhshme.