Реализация алгоритмов подготовки начального состояния системы кубитов с учетом ограничений современных квантовых компьютеров

Подготовка произвольного начального состояния системы кубитов является важной и ак-туальной задачей квантовых вычислений. Ее значимость обуславливается тем, что многие квантовые алгоритмы требуют предварительной загрузки классических данных на квантовые устройства. Соответственно, вычислительные затраты на загрузку данных могут накладывать ограничения на возможное квантовое ускорение, а точность подготовленного состояния влияет на корректность результатов алгоритмов. В данной работе рассмотрены несколько актуальных подходов к подготовке начального состояния, а также их алгоритмическая трансляция в язык QASM с учетом топологии и базисных наборов гейтов современных квантовых компьютеров. Проведены эксперименты на симуляторе идеального квантового компьютера и симуляторе зашумленного квантового компьютера с характеристиками реальной системы, по результатам которых проведено сравнение теоретических и практических оценок точности, глубины и размеров квантовых схем рассматриваемых алгоритмов.