يتيح التحقق من الحالة المتوسطة لتحويل فورييه الكمي إمكانية تقدير المرحلة الأسوأ لذكاء بيانات PlatoBlockchain. البحث العمودي. منظمة العفو الدولية.

يتيح التحقق من متوسط ​​الحالة لتحويل فورييه الكمي تقديرًا لمرحلة أسوأ حالة

نوح ليندن1 ورونالد دي وولف2

1مدرسة الرياضيات ، جامعة بريستول. n.linden@bristol.ac.uk
2QuSoft ، CWI وجامعة أمستردام ، هولندا. rdewolf@cwi.nl

تجد هذه الورقة مثيرة للاهتمام أو ترغب في مناقشة؟ Scite أو ترك تعليق على SciRate.

ملخص

يعد تحويل فورييه الكمومي (QFT) أحد العناصر الأساسية الأساسية للحوسبة الكمية التي تُستخدم عادةً كإجراء فرعي ضمن عملية حسابية أكبر ، على سبيل المثال لتقدير المرحلة. على هذا النحو ، قد يكون لدينا القليل من التحكم في الحالة التي يتم إدخالها إلى QFT. وبالتالي ، عند تنفيذ QFT جيد ، قد نتخيل أنه يحتاج إلى أداء جيد في حالات الإدخال التعسفية. $ التحقق من هذا السلوك الصحيح لأسوأ حالة لتنفيذ QFT سيكون صعبًا بشكل كبير (في عدد الكيوبتات) بشكل عام ، مما يثير القلق من أن هذا التحقق سيكون مستحيلًا من الناحية العملية على أي نظام مفيد الحجم. في هذه الورقة ، نوضح أنه ، في الواقع ، نحتاج فقط إلى الحصول على متوسط ​​$ - $ case $ جيد لأداء QFT لتحقيق أداء جيد $ - $ case $ للمهام الرئيسية - تقدير المرحلة ، اكتشاف الفترة وتقدير السعة . علاوة على ذلك ، نقدم إجراءً فعالاً للغاية للتحقق من هذا السلوك المطلوب لمتوسط ​​الحالة من QFT.

تحويل فورييه الكمومي (QFT) هو مفتاح بدائي يستخدم عادة كإجراء فرعي ضمن حساب كمي أكبر. على هذا النحو ، قد يكون لدينا القليل من التحكم في الحالة التي يتم إدخالها إلى QFT. نظهر أن الأداء الجيد لـ QFT على متوسط ​​$ $ لحالة الإدخال (1) قابل للاختبار بكفاءة ، و (2) يكفي لتحقيق أداء جيد بالدولار $ - $ case $ للمهام القائمة على QFT مثل تقدير المرحلة ، اكتشاف الفترة وتقدير السعة.

► بيانات BibTeX

ferences المراجع

[1] سكوت آرونسون وباتريك رال. العد التقريبي الكمي ، مبسط. في وقائع الندوة الثالثة حول البساطة في الخوارزميات (SOSA) ، الصفحات 3-24 ، 32. arXiv: 2020.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1137 / 1.9781611976014.5
أرخايف: 1908.10846

[2] بينيت ، وإيثان بيرنشتاين ، وجيل براسارد ، وأوميش فازيراني. نقاط القوة والضعف في الحوسبة الكمومية. مجلة SIAM للحوسبة ، 26 (5): 1510-1523 ، 1997. quant-ph / 9701001.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1137 / S0097539796300933
أرخايف: ضليع في الرياضيات، وعل / 9701001

[3] جيل براسارد وبيتر هوير وميشيل موسكا وآلان تاب. تضخيم وتقدير السعة الكمومية. في الحساب الكمي والمعلومات الكمومية: مجلد الألفية ، المجلد 305 من سلسلة الرياضيات المعاصرة AMS ، الصفحات 53-74. 2002. quant-ph / 0005055.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1090 / conm / 305/05215
أرخايف: ضليع في الرياضيات، وعل / 0005055

[4] تشي فانغ تشن وفرناندو جي إس إل برانداو. تركيز خطأ تروتر. arXiv: 2111.05324 ، 9 نوفمبر 2021.
https: / / doi.org/10.48550 / arXiv.2111.05324
أرخايف: 2111.05324

[5] ريتشارد كليف ، وأرتور إكيرت ، وكيارا ماكيافيللو ، وميشيل موسكا. إعادة النظر في الخوارزميات الكمومية. في وقائع الجمعية الملكية بلندن ، المجلد A454 ، الصفحات 339-354 ، 1998. quant-ph / 9708016.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1098 / rspa.1998.0164
أرخايف: ضليع في الرياضيات، وعل / 9708016

[6] دون كوبرسميث. تحويل فورييه تقريبي مفيد في التحليل الكمي. IBM Research Report No. RC19642، quant-ph / 0201067، 1994.
https: / / doi.org/10.48550 / arXiv.quant-ph / 0201067
أرخايف: ضليع في الرياضيات، وعل / 0201067

[7] ماركوس دا سيلفا وأوليفر لاندون كاردينال وديفيد بولين. التوصيف العملي للأجهزة الكمومية بدون التصوير المقطعي. رسائل المراجعة المادية ، 107: 210404 ، 2011. arXiv: 1104.3835.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.107.210404
أرخايف: 1104.3835

[8] جنس إيزرت ، دومينيك هانجليتر ، ناثان ووك ، إنغو روث ، داميان ماركهام ، ريا باريخ ، أوليس تشابود ، وإلهام كاشي. شهادة الكم والمقارنة المعيارية. Nature Reviews Physics، 2: 382–390، 2020. arXiv: 1910.06343.
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s42254-020-0186-4
أرخايف: 1910.06343

[9] ستيفن تي فلاميا ويي كاي ليو. تقدير الدقة المباشر من عدد قليل من قياسات باولي. رسائل المراجعة المادية ، 106: 230501 ، 2011. arXiv: 1104.4695.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.106.230501
أرخايف: 1104.4695

[10] أندراس جيلين ، سرينيفاسان أروناتشالام ، وناثان ويب. تحسين خوارزميات التحسين الكمي عبر حساب التدرج الكمي الأسرع. في وقائع الدورة الثلاثين لـ ACM-SIAM SODA ، الصفحات 30-1425 ، 1444. arXiv: 2019.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1137 / 1.9781611975482.87
أرخايف: 1711.00465

[11] لوف ك. جروفر. خوارزمية ميكانيكية الكم سريعة للبحث عن قاعدة البيانات. في وقائع 28 ACM STOC ، الصفحات 212-219 ، 1996. quant-ph / 9605043.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1145 / 237814.237866
أرخايف: ضليع في الرياضيات، وعل / 9605043

[12] András Gilyén و Yuan Su و Guang Hao Low و Nathan Wiebe. تحول القيمة المفردة الكمي وما بعده: تحسينات أسية لمصفوفة الحساب الكمومية. في وقائع 51 ACM STOC ، الصفحات 193–204 ، 2019. arXiv: 1806.01838.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1145 / 3313276.3316366
أرخايف: 1806.01838

[13] ستيفن ب جوردان. خوارزمية كمومية سريعة لتقدير التدرج العددي. رسائل المراجعة الفيزيائية ، 95: 050501 ، 2005. quant-ph / 0405146.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.95.050501
أرخايف: ضليع في الرياضيات، وعل / 0405146

[14] أليكسي يو. كيتاييف. القياسات الكمومية ومشكلة مثبت أبيليان. quant-ph / 9511026 ، 12 نوفمبر 1995.
https: / / doi.org/10.48550 / arXiv.quant-ph / 9511026
أرخايف: ضليع في الرياضيات، وعل / 9511026

[15] نوح ليندن ورونالد دي وولف. كشف خفيف الوزن لعدد صغير من الأخطاء الكبيرة في الدائرة الكمومية. كوانتوم، 5 (436)، 2021. arXiv: 2009.08840.
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2021-04-20-436
أرخايف: 2009.08840

[16] أورميلا ماهاديف. التحقق الكلاسيكي من الحسابات الكمومية. في وقائع IEEE FOCS 59 ، الصفحات 259-267 ، 2018. arXiv: 1804.01082.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1109 / FOCS.2018.00033
أرخايف: 1804.01082

[17] جون إم مارتين ، زين إم روسي ، أندرو ك. تان ، وإسحاق إل تشوانج. توحيد كبير للخوارزميات الكمومية. PRX Quantum، 2: 040203، 2021. arXiv.2105.02859.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PRXQuantum.2.040203

[18] مايكل إيه نيلسن وإسحاق إل تشوانج. حساب الكم والمعلومات الكمومية. مطبعة جامعة كامبريدج ، 2000.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1017 / CBO9780511976667

[19] باتريك رال. خوارزميات كمومية متماسكة أسرع لتقدير الطور والطاقة والسعة. كوانتوم، 5 (566)، 2021. arXiv: 2103.09717.
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2021-10-19-566
أرخايف: 2103.09717

[20] بيتر دبليو شور. خوارزميات متعددة الحدود للعوامل الأولية واللوغاريتمات المنفصلة على جهاز كمبيوتر كمي. مجلة SIAM للحوسبة ، 26 (5): 1484-1509 ، 1997. إصدار سابق في FOCS'94. الكم- فتاه / 9508027.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1137 / S0097539795293172
أرخايف: ضليع في الرياضيات، وعل / 9508027

[21] تشي تشاو ، ويو زو ، وألكسندر إف. شو ، وتونجيانج لي ، وأندرو إم تشايلدز. محاكاة هاميلتونية مع مدخلات عشوائية. arXiv: 2111.04773 ، 8 نوفمبر 2021.
https: / / doi.org/10.48550 / arXiv.2111.04773
أرخايف: 2111.04773

دليلنا يستخدم من قبل

[1] يوران فان أبلدورن ، وأرجان كورنيليسن ، وأندراس جيلين ، وجياكومو نانيشيني ، "التصوير المقطعي الكمي باستخدام أحاديات إعداد الحالة" ، أرخايف: 2207.08800.

الاستشهادات المذكورة أعلاه من إعلانات ساو / ناسا (تم آخر تحديث بنجاح 2022-12-08 04:24:57). 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 2022-12-08 04:24:56).

الطابع الزمني:

اكثر من مجلة الكم