1مجموعة أبحاث الضوئيات، INTEC، جامعة غنت – imec، Sint-Pietersnieuwstraat 41، 9000 Ghent، بلجيكا
2تيليكوم باريس ومعهد البوليتكنيك في باريس، LTCI، 20 ساحة مارغريت بيري، 91120 باليسو، فرنسا
3Xanadu ، تورونتو ، ON ، M5G 2C8 ، كندا
4مركز كادانوف للفيزياء النظرية ومعهد إنريكو فيرمي، قسم الفيزياء، جامعة شيكاغو، شيكاغو، إلينوي 60637
تجد هذه الورقة مثيرة للاهتمام أو ترغب في مناقشة؟ Scite أو ترك تعليق على SciRate.
ملخص
تُستخدم دوائر الكم الضوئية الخطية مع كاشفات تحليل أرقام الفوتون (PNR) لكل من عينات بوسون غاوسي (GBS) ولتحضير الحالات غير الغوسية مثل حالات غوتسمان-كيتيف-بريسكيل (GKP) وحالات القطة وNOON. إنها حاسمة في العديد من مخططات الحوسبة الكمومية وعلم القياس الكمي. يعد تحسين الدوائر بشكل كلاسيكي باستخدام كاشفات PNR أمرًا صعبًا نظرًا لمساحة هيلبرت الكبيرة بشكل كبير، وأكثر صعوبة من الناحية التربيعية في وجود فك الترابط حيث يتم استبدال نواقل الحالة بمصفوفات الكثافة. لمعالجة هذه المشكلة، نقدم مجموعة من الخوارزميات التي تحسب احتمالات الكشف، والحالات الشرطية (وكذلك تدرجاتها فيما يتعلق بمعلمات الدائرة) مع تعقيد مماثل للحالة الصامتة. ونتيجة لذلك، يمكننا محاكاة الدوائر وتحسينها بضعف عدد الأوضاع التي كنا نستطيعها من قبل، باستخدام نفس الموارد. بتعبير أدق، بالنسبة للدائرة الصاخبة ذات الوضع $M$ ذات الأوضاع المكتشفة $D$ والأوضاع غير المكتشفة $U$، فإن تعقيد الخوارزمية لدينا هو $O(M^2 prod_{i mskip2mu in mskip2mu U} C_i^2 prod_{ i mskip2mu في mskip2mu D} C_i)$، بدلاً من $O(M^2 prod_{mskip2mu i mskip2mu في mskip2mu D mskip3mu cup mskip3mu U} C_i^2)$، حيث $C_i$ هو قطع Fock للوضع $i$ . وفي حالة معينة، يوفر النهج الذي نتبعه تسريعًا تربيعيًا كاملاً لحساب احتمالات الكشف، كما هو الحال في هذه الحالة يتم اكتشاف جميع الأوضاع. أخيرًا، تم تنفيذ هذه الخوارزميات وأصبحت جاهزة للاستخدام في مكتبة التحسين الضوئية مفتوحة المصدر MrMustard.
يتم تضمين الإصدارات المتحركة لبعض الأشكال الموجودة في المخطوطة (صور GIF) في المواد التكميلية.
ملخص شعبي
ويمكن للعلماء الاعتماد على أجهزة الكمبيوتر الكلاسيكية لمحاكاة هذه الدوائر وتحسينها. ومع ذلك، فإن مثل هذه المحاكاة العددية تمثل تحديًا أساسيًا، خاصة مع نمو حجم الدائرة (إذا أمكن محاكاة الدوائر الكمومية بكفاءة، فلن تكون قادرة على التفوق على أجهزة الكمبيوتر الكلاسيكية في المقام الأول). وبشكل أكثر دقة، مع نمو الدوائر بشكل أكبر، يزداد الوقت اللازم لعمليات المحاكاة وذاكرة الكمبيوتر المطلوبة بشكل كبير. لا يوجد الكثير مما يمكن فعله للهروب من هذا.
ويصبح هذا التحدي أكبر عندما نبتعد عن الدوائر المثالية ونأخذ في الاعتبار أن جزءًا من الضوء يهرب حتماً من الدائرة. يضيف دمج هذه التأثيرات الواقعية زيادة تربيعية في المتطلبات الحسابية بالإضافة إلى النمو الأسي الحالي. في هذه المخطوطة، نقدم عائلة جديدة من الخوارزميات التي يمكنها أن تأخذ مثل هذه التأثيرات الواقعية في الاعتبار دون إضافة الحمل التربيعي الإضافي. يتيح لنا ذلك محاكاة الدوائر الواقعية وتحسينها بنفس الجهد الذي تبذله الدوائر المثالية.
► بيانات BibTeX
ferences المراجع
[1] خوان ميغيل أرازولا وتوماس ر. بروملي. استخدام أخذ عينات بوزون غاوسي للعثور على الرسوم البيانية الفرعية الكثيفة. رسائل المراجعة البدنية، 121 (3)، يوليو 2018. 10.1103/physrevlett.121.030503.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / physrevlett.121.030503
[2] خوان ميغيل أرازولا، توماس ر. بروملي، وباتريك ريبينتروست. التحسين التقريبي الكمي باستخدام أخذ عينات بوزون غاوسي. المراجعة البدنية أ، 98 (1)، يوليو 2018. 10.1103/physreva.98.012322.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / physreva.98.012322
[3] ليوناردو بانشي، ومارك فينجرهوث، وتوماس بابيج، وكريستوفر إنج، وخوان ميغيل أرازولا. الالتحام الجزيئي مع أخذ عينات بوزون غاوسي. التقدم العلمي، 6 (23)، يونيو 2020أ. 10.1126/sciadv.aax1950.
https: / / doi.org/ 10.1126 / sciadv.aax1950
[4] ليوناردو بانشي ونيكولاس كيسادا وخوان ميغيل أرازولا. تدريب توزيعات أخذ عينات البوزون الغوسي. المراجعة البدنية أ، 102 (1): 012417، 2020ب. 10.1103/PhysRevA.102.012417.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.102.012417
[5] J. Eli Bourassa، Rafael N. Alexander، Michael Vasmer، Ashlesha Patil، Ilan Tzitrin، Takaya Matsuura، Daiqin Su، Ben Q. Baragiola، Saikat Guha، Guillaume Dauphinais، et al. مخطط لجهاز كمبيوتر كمي فوتوني قابل للتطوير ومتسامح مع الأخطاء. الكم، 5: 392، 2021. 10.22331/q-2021-02-04-392.
https://doi.org/10.22331/q-2021-02-04-392
[6] كاميل برادلر، بيير لوك دالير ديمرز، باتريك ريبينتروست، دايكين سو، وكريستيان ويدبروك. أخذ عينات بوزون غاوسي لمطابقات مثالية للرسوم البيانية التعسفية. المراجعة البدنية أ، 98 (3)، سبتمبر 2018. 10.1103/physreva.98.032310.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / physreva.98.032310
[7] كامل برادلر، شموئيل فريدلاند، جوش إزاك، ناثان كيلوران، ودايقين سو. تماثل الرسم البياني وأخذ عينات بوزون غاوسي. المصفوفات الخاصة، 9 (1): 166-196، يناير 2021. 10.1515/spma-2020-0132.
https: / / doi.org/ 10.1515 / spma-2020-0132
[8] توماس ر. بروملي، خوان ميغيل أرازولا، سوران جهانغيري، جوش إزاك، نيكولاس كيسادا، آلان د. غران، ماريا شولد، جيريمي سوينارتون، زيد زبانة، وناثان كيلوران. تطبيقات أجهزة الكمبيوتر الكمومية الضوئية على المدى القريب: البرمجيات والخوارزميات. علوم وتكنولوجيا الكم، 5 (3): 034010، 2020. 10.1088/2058-9565/ab8504.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1088 / 2058-9565 / ab8504
[9] جاكوب إف إف بولمر، برين أ. بيل، راشيل س. تشادويك، أليكس إي. جونز، ديانا مويز، أليساندرو ريجازي، جان ثوربيك، أوتز-أوي هاوس، توماس فان فايرنبيرج، راج ب. باتيل، وآخرون. حدود الميزة الكمومية في أخذ عينات البوزون الغاوسي. التقدم العلمي، 8 (4): eabl9236، 2022. 10.1126/sciadv.abl9236.
https: / / doi.org/ 10.1126 / sciadv.abl9236
[10] كيفن إي كاهيل وروي جيه جلوبر. عوامل الكثافة والتوزيعات شبه الاحتمالية. المراجعة البدنية، 177 (5): 1882، 1969. 10.1103/PhysRev.177.1882.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRev.177.1882
[11] كوسوكي فوكوي، شونتارو تاكيدا، مامورو إندو، واريت أسافانانت، جون إيتشي يوشيكاوا، بيتر فان لوك، وأكيرا فوروساوا. بحث فعال في البث الخلفي لتوليف الحالة الكمومية البصرية. فيز. القس ليت، 128: 240503، يونيو 2022. 10.1103/PhysRevLett.128.240503.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.128.240503
[12] كريستوفر سي جيري وبيتر إل نايت. البصريات الكمومية التمهيدية. مطبعة جامعة كامبريدج، 2005.
[13] دانيال جوتسمان، وأليكسي كيتيف، وجون بريسكيل. ترميز الكيوبت في المذبذب. فيز. القس أ، 64: 012310، يونيو 2001. 10.1103/PhysRevA.64.012310.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.64.012310
[14] كريج إس هاميلتون، وريجينا كروس، وليندا سانسوني، وسونيا بارخوفن، وكريستين سيلبرهورن، وإيجور جيكس. أخذ عينات بوزون غاوسي. فيز. القس ليت، 119: 170501، أكتوبر 2017. 10.1103/PhysRevLett.119.170501.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.119.170501
[15] جونسوك هوه ومان هونغ يونغ. أخذ عينات بوزون فيبروني: أخذ عينات بوزون غوسية معممة للأطياف الاهتزازية الجزيئية عند درجة حرارة محدودة. التقارير العلمية، 7 (1)، أغسطس 2017. 10.1038/s41598-017-07770-z.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1038 / s41598-017-07770 زي
[16] سوران جهانغيري، وخوان ميغيل أرازولا، ونيكولاس كيسادا، وناثان كيلوران. عمليات النقطة مع أخذ عينات بوزون غاوسي. المراجعة البدنية ه، 101 (2)، فبراير 2020. 10.1103/physreve.101.022134.
https: / / doi.org/ 10.1103 / physreve.101.022134
[17] ريجينا كروس، كريج إس هاميلتون، ليندا سانسوني، سونيا بارخوفن، كريستين سيلبرهورن، وإيجور جيكس. دراسة تفصيلية لأخذ عينات بوزون غاوسي. فيز. القس أ، 100: 032326، سبتمبر 2019. 10.1103/PhysRevA.100.032326.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.100.032326
[18] فيليبو م. مياتو ونيكولاس كيسادا. التحسين السريع للدوائر الضوئية الكمومية ذات المعلمات. الكم، 4: 366، 2020. 10.22331/q-2020-11-30-366.
https://doi.org/10.22331/q-2020-11-30-366
[19] تشانغهون أوه، ومينزهاو ليو، ويوري أليكسيف، وبيل فيفرمان، وليانغ جيانغ. خوارزمية شبكة الموتر لمحاكاة أخذ عينات بوزون غاوسي التجريبية. arXiv طبعة أولية arXiv:2306.03709، 2023/arXiv.10.48550.
https: / / doi.org/10.48550 / arXiv.2306.03709
أرخايف: 2306.03709
[20] نيكولاس كيسادا. عوامل فرانك كوندون عن طريق حساب التطابقات الكاملة للرسوم البيانية مع الحلقات. مجلة الفيزياء الكيميائية، 150 (16): 164113، 2019. 10.1063/1.5086387.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1063 / 1.5086387
[21] نيكولاس كيسادا، لوك جي هيلت، جوش إزاك، خوان ميغيل أرازولا، ريحانة شاهرخشاهي، كيسي آر مايرز، وكريشنا ك. ساباباثي. محاكاة إعداد الحالة الواقعية غير الغوسية. فيز. القس أ، 100: 022341، أغسطس 2019. 10.1103/PhysRevA.100.022341.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.100.022341
[22] كريشنا ك. ساباباثي، هاويو تشي، جوش إزاك، وكريستيان ويدبروك. إنتاج بوابات الكم العالمية الضوئية المعززة بالتعلم الآلي. فيز. القس أ، 100: 012326، يوليو 2019. 10.1103/PhysRevA.100.012326.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.100.012326
[23] ماريا شولد، فيل بيرغولم، كريستيان جوجولين، جوش إزاك، وناثان كيلوران. تقييم التدرجات التحليلية على الأجهزة الكمومية. فيز. القس أ، 99 (3): 032331، 2019. 10.1103/PhysRevA.99.032331.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.99.032331
[24] ماريا شولد، وكاميل برادلر، وروبرت إسرائيل، ودايقين سو، وبراجيش غوبت. قياس تشابه الرسوم البيانية مع عينات بوزون غاوسي. المراجعة البدنية أ، 101 (3)، مارس 2020. 10.1103/physreva.101.032314.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / physreva.101.032314
[25] دايكين سو، كيسي ر. مايرز، وكريشنا ك. ساباباثي. تحويل الحالات الغوسية إلى حالات غير غاوسية باستخدام كاشفات تحليل أرقام الفوتون. فيز. القس أ، 100: 052301، نوفمبر 2019أ. 10.1103/PhysRevA.100.052301.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.100.052301
[26] دايكين سو، كيسي ر. مايرز، وكريشنا ك. ساباباثي. توليد الحالات غير الغوسية الضوئية عن طريق قياس الحالات الغوسية المتعددة الأوضاع. arXiv ما قبل الطباعة arXiv:1902.02331، 2019ب. 10.48550/arXiv.1902.02331.
https: / / doi.org/10.48550 / arXiv.1902.02331
أرخايف: 1902.02331
[27] كان تاكاسي، وجون إيتشي يوشيكاوا، واريت أسافانانت، ومامورو إندو، وأكيرا فوروساوا. توليد حالات قطة شرودنغر الضوئية عن طريق طرح الفوتون المعمم. فيز. القس أ، 103: 013710، يناير 2021. 10.1103/PhysRevA.103.013710.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.103.013710
[28] كان تاكاسي، كوسوكي فوكوي، أكيتو كاواساكي، واريت أسافانانت، مامورو إندو، جون إيتشي يوشيكاوا، بيتر فان لوك، وأكيرا فوروساوا. تربية غاوسية لتشفير الكيوبت في نشر الضوء. arXiv طبعة أولية arXiv:2212.05436، 2022/arXiv.10.48550.
https: / / doi.org/10.48550 / arXiv.2212.05436
أرخايف: 2212.05436
[29] زانادو تقنيات الكم. السيد الخردل. https:///github.com/XanaduAI/MrMustard، 2022.
https:///github.com/XanaduAI/MrMustard
[30] إيلان تزيترين، ج. إيلي بوراسا، نيكولاس سي. مينيكوتشي، وكريشنا ك. ساباباثي. التقدم نحو حساب الكيوبت العملي باستخدام رموز Gottesman-Kitaev-Preskill التقريبية. فيز. القس أ، 101: 032315، مارس 2020. 10.1103/PhysRevA.101.032315.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.101.032315
[31] يوان ياو، فيليبو م. مياتو، ونيكولاس كيسادا. التمثيل العودي لميكانيكا الكم الغوسية. arXiv طبعة أولية arXiv:2209.06069، 2022/arXiv.10.48550.
https: / / doi.org/10.48550 / arXiv.2209.06069
أرخايف: 2209.06069
دليلنا يستخدم من قبل
[1] براناف تشاندرانا، كوشيك بول، ميكيل جارسيا دي أندوين، يو بان، ميكيل سانز، وشي تشن، "خوارزمية تحسين الكم المضادة للسكري الضوئية"، أرخايف: 2307.14853, (2023).
الاستشهادات المذكورة أعلاه من إعلانات ساو / ناسا (تم آخر تحديث بنجاح 2023-08-30 03:00:49). قد تكون القائمة غير كاملة نظرًا لأن جميع الناشرين لا يقدمون بيانات اقتباس مناسبة وكاملة.
On خدمة Crossref's cited-by service لم يتم العثور على بيانات حول الاستشهاد بالأعمال (المحاولة الأخيرة 2023-08-30 03:00:47).
نشرت هذه الورقة في الكم تحت نسبة المشاع الإبداعي 4.0 الدولية (CC BY 4.0) رخصة. يظل حقوق الطبع والنشر مع مالكي حقوق الطبع والنشر الأصليين مثل المؤلفين أو مؤسساتهم.
- محتوى مدعوم من تحسين محركات البحث وتوزيع العلاقات العامة. تضخيم اليوم.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. تمكين نفسك. الوصول هنا.
- أفلاطونايستريم. ذكاء Web3. تضخيم المعرفة. الوصول هنا.
- أفلاطون السيارات / المركبات الكهربائية ، كربون، كلينتك ، الطاقة، بيئة، شمسي، إدارة المخلفات. الوصول هنا.
- أفلاطون هيلث. التكنولوجيا الحيوية وذكاء التجارب السريرية. الوصول هنا.
- تشارت بريم. ارفع مستوى لعبة التداول الخاصة بك مع ChartPrime. الوصول هنا.
- BlockOffsets. تحديث ملكية الأوفست البيئية. الوصول هنا.
- المصدر https://quantum-journal.org/papers/q-2023-08-29-1097/
- :يكون
- :ليس
- :أين
- 1
- 10
- 100
- 11
- 12
- 121
- 13
- 14
- 15%
- 150
- 16
- 17
- 19
- 20
- 2001
- 2005
- 2017
- 2018
- 2019
- 2020
- 2021
- 2022
- 2023
- 22
- 23
- 24
- 25
- 26%
- 27
- 28
- 29
- 30
- 31
- 49
- 7
- 8
- 9
- 98
- a
- ماهرون
- فوق
- الملخص
- الوصول
- حسابي
- مضيفا
- يضيف
- تقدم
- السلف
- مميزات
- الانتماءات
- AL
- اليكس
- الكسندر
- خوارزمية
- خوارزميات
- الكل
- يسمح
- an
- تحليلي
- و
- التطبيقات
- نهج
- تقريبي
- هي
- AS
- At
- أغسطس
- أغسطس
- المؤلفة
- الكتاب
- بعيدا
- حظر
- BE
- يصبح
- كان
- قبل
- يجري
- جرس
- بن
- مشروع قانون
- Blocks
- بوزون
- على حد سواء
- حدود
- استراحة
- ابني
- by
- حساب
- حساب
- كامبردج
- CAN
- حقيبة
- كيسي
- قط
- مركز
- تحدى
- تحدي
- مادة كيميائية
- تشن
- شيكاغو
- كريستين
- كريستوفر
- رموز
- التعليق
- جميل
- مماثل
- إكمال
- مجمع
- تعقيد
- حساب
- الكمبيوتر
- أجهزة الكمبيوتر
- الحوسبة
- تحويل
- حقوق الطبع والنشر
- استطاع
- عد
- كريج
- حاسم
- كوب
- دانيال
- البيانات
- مطالب
- القسم
- تصميم
- مفصلة
- الكشف عن
- كشف
- بحث
- التوزيعات
- do
- اثنان
- e
- E & T
- الآثار
- فعال
- بكفاءة
- جهد
- تعزيز
- هرب
- خاصة
- تقييم
- حتى
- القائمة
- تجريبي
- الأسي
- النمو الأسي
- أضعافا مضاعفة
- احتفل على
- العوامل
- للعائلات
- FAST
- فبراير
- ٣١ يناير
- حقل
- الأرقام
- أخيرا
- الاسم الأول
- في حالة
- وجدت
- تبدأ من
- بالإضافة إلى
- في الأساس
- البوابات و حواجز اللعب
- توليد
- جيل
- التدرجات
- رسم بياني
- الرسوم البيانية
- أكبر
- تجمع
- النمو
- ينمو
- التسويق
- هاميلتون
- أجهزة التبخير
- هارفارد
- يملك
- أصحاب
- لكن
- HTTPS
- i
- المثالي
- if
- صورة
- نفذت
- in
- شامل
- دمج
- القيمة الاسمية
- لا محالة
- ING
- معهد
- المؤسسات
- وكتابة مواضيع مثيرة للاهتمام
- عالميا
- إلى
- تقديم
- استهلالي
- إسرائيل
- يناير
- يناير
- ٢٨
- جافا سكريبت
- جون
- جونز
- مجلة
- جون
- يوليو
- يونيو
- فارس
- كبير
- أكبر
- اسم العائلة
- تعلم
- يترك
- المكتبة
- حقوق الملكية الفكرية
- ضوء
- مثل
- ليندا
- قائمة
- القليل
- تحميل
- آلة
- آلة التعلم
- جعل
- كثير
- مارس
- مسيرة 2020
- ماري
- علامة
- المواد
- ماكس العرض
- مايو..
- قياس
- علم الميكانيكا
- مكبر الصوت : يدعم، مع دعم ميكروفون مدمج لمنع الضوضاء
- علم القياس
- مايكل
- موضة
- وسائط
- جزيئي
- شهر
- الأكثر من ذلك
- خطوة
- بحاجة
- شبكة
- جديد
- نيكولا
- لا
- نوفمبر
- عدد
- شهر اكتوبر
- of
- عروض
- oh
- on
- ONE
- منها
- جاكيت
- المصدر المفتوح
- مشغلي
- بصريات
- التحسين
- الأمثل
- تحسين
- or
- أصلي
- لنا
- يتفوق على
- صفحات
- ورق
- باريس
- جزء
- خاص
- باتريك
- بول
- بيتر
- مادي
- جسديا
- فيزياء
- محوري
- المكان
- أفلاطون
- الذكاء افلاطون البيانات
- أفلاطون داتا
- بلايستشن
- البوينت
- محتمل
- عملية
- على وجه التحديد
- يستعد
- وجود
- صحافة
- المشكلة
- العمليات
- الإنتــاج
- التقدّم
- تزود
- نشرت
- الناشر
- الناشرين
- Qi
- الدرجة الثانية
- كمية
- ميزة كمية
- كمبيوتر الكم
- أجهزة الكمبيوتر الكم
- الاحصاء الكمية
- ميكانيكا الكم
- البصريات الكمومية
- و qubit
- R
- رافائيل
- بدلا
- استعداد
- العالم الحقيقي
- واقعي
- أدركت
- العودية
- المراجع
- اعتمد
- بقايا
- استبدال
- التقارير
- التمثيل
- مطلوب
- بحث
- حل
- الموارد
- احترام
- مراجعة
- ROBERT
- النوع
- روي
- s
- نفسه
- تحجيم
- مخططات
- علوم
- العلوم والتكنولوجيا
- علمي
- بحث
- سبتمبر
- خدمة
- عرض
- مماثل
- المقاس
- تطبيقات الكمبيوتر
- بعض
- الفضاء
- تختص
- الولايه او المحافظه
- المحافظة
- دراسة
- الرسوم البيانية الفرعية
- بنجاح
- هذه
- مناسب
- تجاوز
- معالجة
- أخذ
- التكنولوجيا
- تكنولوجيا
- من
- أن
- •
- من مشاركة
- نظري
- هناك.
- تشبه
- هم
- الوقت
- عنوان
- إلى
- تيشرت
- تورونتو
- نحو
- قادة الإيمان
- مرتين
- مع
- عالمي
- جامعة
- جامعة شيكاغو
- تحديث
- URL
- us
- تستخدم
- مستعمل
- استخدام
- الإصدارات
- حجم
- تريد
- وكان
- we
- حسن
- متى
- التي
- مع
- بدون
- أعمال
- xi
- عام
- يوان
- زفيرنت