Моделирование алгоритмов квантового поиска Гровера: реализация простых квантовых симуляторов на классических компьютерах

В данной статье рассматриваются модели алгоритма поиска Гровера, служащего основой для разработки моделей других поисковых алгоритмов. Приведены некоторые модификации исходных алгоритмов, что расширяет возможности применения процедуры поиска. Квантовые вычисления в изолированной системе могут быть представлены унитарной матрицей. Чтобы выполнить такое вычисление на квантовом компьютере, обычно разлагают унитарную систему на квантовую схему, то есть последовательность квантовых логических вентилей, которые могут быть физически реализованы на данной архитектуре. Существуют различные универсальные наборы вентилей для квантовых вычислений. В статье описан универсальный набор вентилей, состоящий из CNOT и однокубитовых вентилей. Сложность схемы определяется по количеству вентилей CNOT, поскольку их обычно сложнее реализовать, чем вентили с одним кубитом, поскольку количество вентилей с одним кубитом ограничено примерно вдвое большим количеством вентилей CNOT.