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Sobre el panorama energético del procesamiento de señales cuánticas simétricas

jiasu wang1, yulong dong1y Lin Lin1,2,3

1Departamento de Matemáticas, Universidad de California, Berkeley, CA 94720, EE. UU.
2Challenge Institute for Quantum Computation, Universidad de California, Berkeley, CA 94720, EE. UU.
3División de Matemática Aplicada e Investigación Computacional, Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley, Berkeley, CA 94720, EE. UU.

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Resumen

El procesamiento de señales cuánticas simétricas proporciona una representación parametrizada de un polinomio real, que se puede traducir en un circuito cuántico eficiente para realizar una amplia gama de tareas computacionales en computadoras cuánticas. Para un polinomio $f$ dado, los parámetros (llamados factores de fase) se pueden obtener resolviendo un problema de optimización. Sin embargo, la función de costo no es convexa y tiene un panorama energético muy complejo con numerosos mínimos globales y locales. Por lo tanto, sorprende que la solución se pueda obtener de manera robusta en la práctica, a partir de una suposición inicial fija $Phi^0$ que no contiene información del polinomio de entrada. Para investigar este fenómeno, primero caracterizamos explícitamente todos los mínimos globales de la función de costo. Luego demostramos que un mínimo global particular (llamado la solución máxima) pertenece a una vecindad de $Phi^0$, en la cual la función de costo es fuertemente convexa bajo la condición ${leftlVert frightrVert}_{infty}=mathcal{O} (d^{-1})$ con $d=mathrm{grado}(f)$. Nuestro resultado proporciona una explicación parcial del éxito antes mencionado de los algoritmos de optimización.

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► referencias

[ 1 ] DP Bertsekas. Sobre el método de proyección de gradiente de Goldstein-Levitin-Polyak. IEEE Transactions on automatic control, 21(2):174–184, 1976. doi:10.1109/​TAC.1976.1101194.
https: / / doi.org/ 10.1109 / TAC.1976.1101194

[ 2 ] S. Bubeck. Optimización convexa: Algoritmos y complejidad. Fundamentos y tendencias en aprendizaje automático, 8(3-4):231–357, 2015. doi:10.1561/2200000050.
https: / / doi.org/ 10.1561 / 2200000050

[ 3 ] R. Chao, D. Ding, A. Gilyen, C. Huang y M. Szegedy. Búsqueda de ángulos para el procesamiento de señales cuánticas con precisión de máquina, 2020. arXiv:2003.02831.
arXiv: 2003.02831

[ 4 ] AM Childs, D. Maslov, Y. Nam, NJ Ross e Y. Su. Hacia la primera simulación cuántica con aceleración cuántica. proc. Nat. Academia Sci., 115(38):9456–9461, 2018. doi:10.1073/​pnas.1801723115.
https: / / doi.org/ 10.1073 / pnas.1801723115

[ 5 ] Y. Dong, X. Meng, KB Whaley y L. Lin. Evaluación eficiente del factor de fase en el procesamiento de señales cuánticas. física Rev. A, 103:042419, 2021. doi:10.1103/​PhysRevA.103.042419.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.103.042419

[ 6 ] A. Gilyén, Y. Su, GH Low y N. Wiebe. Transformación cuántica de valores singulares y más allá: mejoras exponenciales para la aritmética de matrices cuánticas. En Actas del 51° Simposio Anual ACM SIGACT sobre Teoría de la Computación, páginas 193–204. ACM, 2019. doi:10.1145/3313276.3316366.
https: / / doi.org/ 10.1145 / 3313276.3316366

[ 7 ] GH Golub y CF Van Préstamo. Cálculos Matriciales. The Johns Hopkins University Press, tercera edición, 1996.

[ 8 ] J. Jaja. Producto de descomposición de funciones periódicas en procesamiento cuántico de señales. Cuántica, 3:190, 2019. doi:10.22331/q-2019-10-07-190.
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2019-10-07-190

[ 9 ] New Jersey Higham. Precisión y Estabilidad de Algoritmos Numéricos. Society for Industrial and Applied Mathematics, segunda edición, 2002. doi:10.1137/1.9780898718027.
https: / / doi.org/ 10.1137 / 1.9780898718027

[ 10 ] JLWV Jensen. Sur un nouvel et important théorème de la théorie des fonctions. Acta Mathematica, 22:359 – 364, 1900. doi:10.1007/BF02417878.
https: / / doi.org/ 10.1007 / BF02417878

[ 11 ] CT Kelley. Métodos iterativos de optimización, volumen 18. SIAM, 1999. doi:10.1137/1.9781611970920.
https: / / doi.org/ 10.1137 / 1.9781611970920

[ 12 ] L. Lin y Y. Tong. Preparación del estado fundamental casi óptima. Cuántica, 4:372, 2020. doi:10.22331/q-2020-12-14-372.
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2020-12-14-372

[ 13 ] L. Lin e Y. Tong. Filtrado de autoestado cuántico óptimo con aplicación a la resolución de sistemas lineales cuánticos. Quantum, 4: 361, 2020. doi: 10.22331 / q-2020-11-11-361.
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2020-11-11-361

[ 14 ] GH Low e IL Chuang. Simulación hamiltoniana óptima mediante procesamiento cuántico de señales. Cartas de revisión física, 118(1):010501, 2017. doi:10.1103/PhysRevLett.118.010501.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.118.010501

[ 15 ] K. Mahler. Sobre algunas desigualdades para polinomios en varias variables. Journal of The London Mathematical Society-segunda serie, páginas 341–344, 1962. doi:10.1112/​JLMS/​S1-37.1.341.
https:/​/​doi.org/​10.1112/​JLMS/​S1-37.1.341

[ 16 ] JM Martyn, ZM Rossi, AK Tan e IL Chuang. Una gran unificación de algoritmos cuánticos. Sociedad Estadounidense de Física (APS), 2(4), 2021. doi:10.1103/​PRXQuantum.2.040203.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PRXQuantum.2.040203

[ 17 ] MA Nielsen y I. Chuang. Computación cuántica e información cuántica. Universidad de Cambridge. Pr., 2000. doi:10.1017/​CBO9780511976667.
https: / / doi.org/ 10.1017 / CBO9780511976667

[ 18 ] J. Nocedal y SJ Wright. Optimización numérica. Springer Verlag, 1999. doi:10.1007/b98874.
https: / / doi.org/ 10.1007 / b98874

[ 19 ] Mintiendo. Factorización estable para factores de fase del procesamiento de señales cuánticas. Cuántica, 6:842, 2022. doi:10.22331/q-2022-10-20-842.
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2022-10-20-842

Citado por

[1] Yulong Dong, Lin Lin y Yu Tong, "Preparación del estado fundamental y estimación de energía en las primeras computadoras cuánticas tolerantes a fallas a través de la transformación de valores propios cuánticos de matrices unitarias", PRX Cuántico 3 4, 040305 (2022).

[2] Zane M. Rossi e Isaac L. Chuang, "Procesamiento de señal cuántica multivariable (M-QSP): profecías del oráculo de dos cabezas", arXiv: 2205.06261.

[3] Patrick Rall y Bryce Fuller, “Estimación de amplitud a partir del procesamiento de señales cuánticas”, arXiv: 2207.08628.

[4] Di Fang, Lin Lin y Yu Tong, “Solucionadores cuánticos basados ​​en marcha en el tiempo para ecuaciones diferenciales lineales dependientes del tiempo”, arXiv: 2208.06941.

[5] Lexing Ying, "Factorización estable para factores de fase del procesamiento de señales cuánticas", arXiv: 2202.02671.

[6] Yulong Dong, Lin Lin, Hongkang Ni y Jiasu Wang, “Procesamiento de señales cuánticas infinitas”, arXiv: 2209.10162.

[7] Yulong Dong, Jonathan Gross y Murphy Yuezhen Niu, “Más allá de la metrología cuántica límite de Heisenberg a través del procesamiento de señales cuánticas”, arXiv: 2209.11207.

Las citas anteriores son de ANUNCIOS SAO / NASA (última actualización exitosa 2022-11-05 13:25:14). La lista puede estar incompleta ya que no todos los editores proporcionan datos de citas adecuados y completos.

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