Puertas CNOT permitidas para la computadora cuántica IBM Q 5

Intento hacer algunas pruebas en la computadora IBM Q5 de IBM Quantm Experience para algunos protocolos simples de corrección de errores, pero como puedo ver, algunas operaciones entre los qubits no están permitidas.

Por ejemplo, no es posible realizar una operación CNOT con el cuarto qubit o al seleccionar uno como qubit objetivo para la operación, no permite usar ninguno de los otros qubits como qubits de control.

He estado pensando en el hecho de que tal vez se deba a la implementación física de dicha computadora, pero como no sé mucho sobre la construcción de computadoras cuánticas, no sé si esa podría ser la causa. Así que me pregunto si ese es realmente el problema, o de lo contrario, por qué esas operaciones no están permitidas.

Sí, la implementación física es la restricción. Si observa la imagen del procesador, notará las conexiones entre qubits. Esto le da una idea de cómo puede realizar dos puertas de qubit entre qubits particulares.

Aquí está la documentación sobre el backend de Tenerife. En la sección titulada Dos puertas Qubit en la parte inferior, puede leer los detalles. También las direcciones de las puertas también se detallan en un archivo de registro allí.

https://github.com/QISKit/qiskit-backend-information/tree/master/backends/tenerife/V1

Los dispositivos IBM de cinco qubits tienen una arquitectura de 'pajarita', lo que significa que solo es posible interactuar con ciertos pares de qubits. Estos se muestran en la respuesta de Andrew O .

La interacción que se puede realizar entre estos pares de qubits es un CNOT con una dirección particular. Sin embargo, es posible implementar otros indirectamente.

Por ejemplo, para realizar un CNOT con q0 como control y q1 como objetivo, use

h q[0];
h q[1];
cx q[1], q[0];
h q[1];
h q[0];

Lo anterior se puede agregar en el editor QASM. O podría hacer lo mismo con la GUI: es un CNOT con Hadamads antes y después en ambos qubits. Los Hadamards invierten efectivamente la dirección CNOT.