Generación de bases mutuamente no sesgadas en Qiskit

Autores
Pujol, Juan Manuel; Portesi, Mariela Adelina; Holik, Federico Hernán
Año de publicación
2025
Idioma
español castellano
Tipo de recurso
documento de conferencia
Estado
versión publicada
Descripción
Las bases mutuamente no sesgadas (MUBs, por sus siglas en inglés) son conjuntos de bases que representan la noción de complementariedad. Estas estructuras son ampliamente estudiadas por su relevancia en diversas áreas, abarcando desde la matemática pura hasta aplicaciones en información cuántica, como distribución cuántica de claves (QKD) y tomografía de estados cuánticos. Un conjunto completo de MUBs en dimensión d consiste en d + 1 bases, y se sabe que existe únicamente cuando d es un número primo o potencia de un primo. En este trabajo implementamos un algoritmo en Qiskit para calcular el conjunto completo de bases mutuamente no sesgadas en sistemas de n qubits (dimensión 2n), siguiendo el circuito presentado en Yu and Dongsheng, 2023. Esta contribución proporciona una herramienta práctica para aplicaciones en computación cuántica, permitiendo la generación programática de estas bases con énfasis en escalabilidad y verificación de propiedades teóricas.
Mutually Unbiased Bases (MUBs) are sets of bases which represent the notion of complementarity, central in quantum mechanics. These structures are widely studied due to their relevance in a number of areas, ranging from pure mathematics to quantum information applications, such as quantum key distribution, and quantum state tomography. A full set of MUBs in d dimensions consists in d+1 bases, and it is known to exist only when d is a prime number or a prime power. In this work, we implement an algorithm in Qiskit to compute the full set of mutually unbiased bases for systems of n qubits (2n dimensions), following the circuit presented in Yu and Dongsheng, 2023. This contribution provides a practical tool for applications in quantum computing, alllowing a systematic generation of these bases with an emphasys on scalability.
Sociedad Argentina de Informática e Investigación Operativa
Materia
Ciencias Informáticas
MUBs
Qiskit
Medidas
Computación
Circuito
Measurement
Computing
Circuit
Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
Repositorio
SEDICI (UNLP)
Institución
Universidad Nacional de La Plata
OAI Identificador
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Mutually Unbiased Bases (MUBs) are sets of bases which represent the notion of complementarity, central in quantum mechanics. These structures are widely studied due to their relevance in a number of areas, ranging from pure mathematics to quantum information applications, such as quantum key distribution, and quantum state tomography. A full set of MUBs in d dimensions consists in d+1 bases, and it is known to exist only when d is a prime number or a prime power. In this work, we implement an algorithm in Qiskit to compute the full set of mutually unbiased bases for systems of n qubits (2n dimensions), following the circuit presented in Yu and Dongsheng, 2023. This contribution provides a practical tool for applications in quantum computing, alllowing a systematic generation of these bases with an emphasys on scalability.
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