Põimumise trajektoor ja selle piir

Põimumise trajektoor ja selle piir

Entanglement Trajectory and its Boundary PlatoBlockchain Data Intelligence. Vertical Search. Ai.

Ruge Lin

Quantum Research Centre, Technology Innovation Institute, Araabia Ühendemiraadid.
Departament de Física Quàntica i Astrofísica ja Institut de Ciències del Cosmos, Universitat de Barcelona, ​​Hispaania.

Kas see artikkel on huvitav või soovite arutada? Scite või jätke SciRate'i kommentaar.

Abstraktne

Selles artiklis tutvustame uudset lähenemisviisi takerdumise uurimisele kvantarvutuse kontekstis. Meie metoodika hõlmab vähendatud tihedusega maatriksite analüüsimist kvantalgoritmi täitmise erinevatel etappidel ning domineeriva omaväärtuse ja von Neumanni entroopia esitamist graafikul, luues "põimumise trajektoori". Trajektoori piiride kindlaksmääramiseks kasutame juhusliku maatriksi teooriat. Uurides näiteid, nagu kvantadiabaatiline arvutus, Groveri algoritm ja Shori algoritm, näitame, et takerdumise trajektoor jääb kindlaksmääratud piiridesse, omades iga näite jaoks ainulaadseid omadusi. Lisaks näitame, et neid piire ja omadusi saab laiendada trajektooridele, mis on määratletud alternatiivsete entroopiameetmetega. Põimumise trajektoor toimib kvantsüsteemi muutumatu omadusena, säilitades järjepidevuse erinevates olukordades ja takerdumise määratlustes. Selle uuringuga kaasnevad numbrilised simulatsioonid on saadaval avatud juurdepääsu kaudu.

► BibTeX-i andmed

► Viited

[1] Richard Jozsa ja Noah Linden. Põimumise rollist kvantarvutuse kiirendamisel. Londoni Kuningliku Seltsi toimetised. A-seeria: matemaatilised, füüsikalised ja tehnikateadused, DOI: 10.1098/​rspa.2002.1097.
https://​/​doi.org/​10.1098/​rspa.2002.1097

[2] Román Orús ja José I Latorre. Põimumise universaalsus ja kvantarvutuse keerukus. Füüsiline ülevaade A, DOI: 10.1103/​PhysRevA.69.052308.
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevA.69.052308

[3] Guifré Vidal. Kergelt takerdunud kvantarvutuste tõhus klassikaline simulatsioon. Füüsilise ülevaate kirjad, DOI: 10.1103/​PhysRevLett.91.147902.
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.91.147902

[4] David Gross, Steve T Flammia ja Jens Eisert. Enamik kvantolekuid on arvutusressurssidena kasulikuks saamiseks liiga sassis. Füüsilise ülevaate kirjad, DOI: 10.1103/​PhysRevLett.102.190501.
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.102.190501

[5] Ingemar Bengtsson ja Karol Życzkowski. Kvantolekute geomeetria: sissejuhatus kvantpõimumisse. Cambridge University Press, DOI: 10.1017 / CBO9780511535048.
https://​/​doi.org/​10.1017/​CBO9780511535048

[6] Stavros Efthymiou, Sergi Ramos-Calderer, Carlos Bravo-Prieto, Adrián Pérez-Salinas, Diego García-Martín, Artur Garcia-Saez, José Ignacio Latorre ja Stefano Carrazza. Qibo: riistvaralise kiirendusega kvantsimulatsiooni raamistik. Kvantteadus ja -tehnoloogia, DOI: 10.1088/​2058-9565/​ac39f5.
https:/​/​doi.org/​10.1088/​2058-9565/​ac39f5

[7] Stavros Efthymiou, Marco Lazzarin, Andrea Pasquale ja Stefano Carrazza. Kvantsimulatsioon koos õigeaegse kompileerimisega. Quantum, DOI: 10.22331/q-2022-09-22-814.
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2022-09-22-814

[8] Ruge Lin. https://​/​github.com/​gogoko699/random-density-matrix.
https://​/​github.com/​gogoko699/​random-density-matrix

[9] Tameem Albash ja Daniel A Lidar. Adiabaatiline kvantarvutus. Kaasaegse füüsika ülevaated, DOI: 10.1103/​RevModPhys.90.015002.
https://​/​doi.org/​10.1103/​RevModPhys.90.015002

[10] Neil G Dickson ja MHS Amin. Kas adiabaatiline kvantoptimeerimine ebaõnnestub np-täielike probleemide korral? Füüsilise ülevaate kirjad, DOI: 10.1103/​PhysRevLett.106.050502.
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.106.050502

[11] Marko Žnidarič ja Martin Horvat. Adiabaatilise algoritmi eksponentsiaalne keerukus np-täieliku probleemi jaoks. Füüsiline ülevaade A, DOI: 10.1103/PhysRevA.73.022329.
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevA.73.022329

[12] Sergi Ramos-Calderer. https://​/​github.com/​qiboteam/​qibo/​tree/​master/​examples /​adiabatic3sat.
https://​/​github.com/​qiboteam/​qibo/​tree/​master/​examples/​adiabatic3sat

[13] Lov K Grover. Kiire kvantmehaaniline algoritm andmebaasi otsimiseks. Kahekümne kaheksanda iga-aastase ACM-i andmetöötlusteooria sümpoosioni materjal, DOI: 10.1145/​237814.237866.
https://​/​doi.org/​10.1145/​237814.237866

[14] Sergi Ramos-Calderer. https://​/​github.com/​qiboteam/​qibo/​tree/​master/​examples /​grover3sat.
https://​/​github.com/​qiboteam/​qibo/​tree/​master/​examples/​grover3sat

[15] Alexander M Dalzell, Nicola Pancotti, Earl T Campbell ja Fernando GSL Brandão. Pidage meeles vahet: saavutage hüppeliselt hüppeline kvantkiirus. 55. iga-aastase ACM-i andmetöötlusteooria sümpoosioni materjalid, DOI: 10.1145/​3564246.3585203.
https://​/​doi.org/​10.1145/​3564246.3585203

[16] Thomas Dueholm Hansen, Haim Kaplan, Or Zamir ja Uri Zwick. Kiiremad k-sat algoritmid, kasutades kallutatud ppsz-i. 51. iga-aastase ACM SIGACTi andmetöötlusteooria sümpoosioni materjal, DOI: 10.1145/3313276.3316359.
https://​/​doi.org/​10.1145/​3313276.3316359

[17] Sergi Ramos-Calderer, Emanuele Bellini, José I Latorre, Marc Manzano ja Victor Mateu. Skaleeritud räsifunktsioonide eelpiltide kvantotsing. Kvantinformatsiooni töötlemine, DOI: 10.1007/​s11128-021-03118-9.
https:/​/​doi.org/​10.1007/​s11128-021-03118-9

[18] Daniel J Bernstein. Chacha, salsa20 variant. SASC töötoa rekord.
https://​/​cr.yp.to/​chacha/​chacha-20080120.pdf

[19] Sergi Ramos-Calderer. https://​/​github.com/​qiboteam/​qibo/​tree/​master/​examples /​hash-grover.
https://​/​github.com/​qiboteam/​qibo/​tree/​master/​examples/​hash-grover

[20] Peter W Shor. Polünoomaja algoritmid algfaktoriseerimiseks ja diskreetsete logaritmide jaoks kvantarvutis. SIAMi ülevaade, DOI: 10.1137/​S0097539795293172.
https://​/​doi.org/​10.1137/​S0097539795293172

[21] Vivien M Kendon ja William J Munro. Põimumine ja selle roll Shori algoritmis. arXiv:quant-ph/​0412140.
arXiv:quant-ph/0412140

[22] Sergi Ramos-Calderer. https://​/​github.com/​qiboteam/​qibo/​tree/​master/​examples/​shor.
https://​/​github.com/​qiboteam/​qibo/​tree/​master/​examples/​shor

[23] Robert B Griffiths ja Chi-Sheng Niu. Poolklassikaline Fourier' teisendus kvantarvutamiseks. Physical Review Letters, DOI: 10.1103/​PhysRevLett.76.3228.
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.76.3228

[24] S Parker ja MB Plenio. Shori algoritmi takerdumise simulatsioonid. Journal of Modern Optics, DOI: 10.1080/​09500340110107207.
https://​/​doi.org/​10.1080/​09500340110107207

[25] Stephane Beauregard. Shori algoritmi skeem, kasutades $2n+3$ kubitti. arXiv:quant-ph/​0205095.
arXiv:quant-ph/0205095

[26] Samuel L Braunstein. Kvantjärelduste geomeetria. Physics Letters A, DOI: 10.1016/​0375-9601(96)00365-9.
https:/​/​doi.org/​10.1016/​0375-9601(96)00365-9

[27] Hans-Jürgen Sommers ja Karol Życzkowski. Juhusliku tihedusega maatriksite statistilised omadused. Journal of Physics A: Mathematical and General, DOI: 10.1088/​0305-4470/​37/​35/​004.
https:/​/​doi.org/​10.1088/​0305-4470/​37/​35/​004

[28] Ion Nechita. Juhusliku tihedusega maatriksite asümptootika. Annales Henri Poincaré, DOI: 10.1007/s00023-007-0345-5.
https:/​/​doi.org/​10.1007/​s00023-007-0345-5

[29] Satya N Majumdar. Wisharti maatriksite äärmuslikud omaväärtused: rakendamine takerdunud kahepoolsele süsteemile. Oxford Academic, DOI: 10.1093 / oxfordhb / 9780198744191.013.37.
https://​/​doi.org/​10.1093/​oxfordhb/​9780198744191.013.37

[30] Adina Roxana Feier. Tõestusmeetodid juhusliku maatriksi teoorias. https://​/​www.math.harvard.edu/​media/​feier.pdf.
https://​/​www.math.harvard.edu/​media/​feier.pdf

[31] Giacomo Livan, Marcel Novaes ja Pierpaolo Vivo. Sissejuhatus juhuslike maatriksite teooriasse ja praktikasse. Springer Cham, DOI: 10.1007/​978-3-319-70885-0.
https:/​/​doi.org/​10.1007/​978-3-319-70885-0

[32] ZD Bai. Suurmõõtmeliste juhuslike maatriksite spektraalanalüüsi metoodikad, ülevaade. Edusammud statistikas, DOI: 10.1142/​9789812793096_0015.
https://​/​doi.org/​10.1142/​9789812793096_0015

[33] Uffe Haagerup ja Steen Thorbjørnsen. Juhuslikud maatriksid komplekssete Gaussi kirjetega. Expositiones Mathematicae, DOI: 10.1016/​S0723-0869(03)80036-1.
https:/​/​doi.org/​10.1016/​S0723-0869(03)80036-1

[34] Marc Potters ja Jean-Philippe Bouchaud. Juhusliku maatriksiteooria esimene kursus: füüsikutele, inseneridele ja andmeteadlastele. Cambridge University Press, DOI: 10.1017/​9781108768900.
https://​/​doi.org/​10.1017/​9781108768900

[35] Vladimir A Martšenko ja Leonid Andreevitš Pastur. Omaväärtuste jaotus mõne juhusliku maatriksi komplekti jaoks. NSV Liidu matemaatika-Sbornik, DOI: 10.1070/SM1967v001n04ABEH001994.
https:/​/​doi.org/​10.1070/​SM1967v001n04ABEH001994

[36] John Wishart. Üldine tootemomentide jaotus normaalse mitme muutujaga populatsiooni proovides. Biometrika, DOI: 10.1093/biomet/20A.1-2.32.
https://​/​doi.org/​10.1093/​biomet/​20A.1-2.32

[37] Greg W Anderson, Alice Guionnet ja Ofer Zeitouni. Juhuslike maatriksite tutvustus. Cambridge University Press, DOI: 10.1017 / CBO9780511801334.
https://​/​doi.org/​10.1017/​CBO9780511801334

[38] Carl D Meyer. Maatriksanalüüs ja rakendatud lineaaralgebra. SIAM, DOI: 10.1137/​1.9781611977448.
https://​/​doi.org/​10.1137/​1.9781611977448

[39] GR Belitskii, Juri I. Ljubitš. Maatriksnormid ja nende rakendused. Birkhäuser, DOI: 10.1007/​978-3-0348-7400-7.
https:/​/​doi.org/​10.1007/​978-3-0348-7400-7

[40] Jean-Phillipe Bouchaud ja Marc Potters. Juhusliku maatriksi teooria finantsrakendused: lühike ülevaade. Oxford Academic, DOI: 10.1093/​oxfordhb/​9780198744191.013.40.
https://​/​doi.org/​10.1093/​oxfordhb/​9780198744191.013.40

[41] Craig A Tracy ja Harold Widom. Ortogonaalsetel ja sümplektilistel maatriksansamblitel. Side matemaatilises füüsikas, DOI: 10.1007/BF02099545.
https://​/​doi.org/​10.1007/​BF02099545

[42] Craig A Tracy ja Harold Widom. Suurimate omaväärtuste jaotusfunktsioonid ja nende rakendused. arXiv:math-ph/​0210034.
arXiv:math-ph/0210034

[43] Iain M Johnstone. Suurima omaväärtuse jaotusest põhikomponentide analüüsis. Statistika Annals, DOI: 10.1214/​aos/​1009210544.
https://​/​doi.org/​10.1214/​aos/​1009210544

[44] Marco Chiani. Reaalsete Wisharti ja Gaussi juhuslike maatriksite suurima omaväärtuse jaotus ja Tracy-Widomi jaotuse lihtne lähendus. Journal of Multivariate Analysis, DOI: 10.1016/​j.jmva.2014.04.002.
https://​/​doi.org/​10.1016/​j.jmva.2014.04.002

[45] Jinho Baik, Gérard Ben Arous ja Sandrine Péché. Suurima omaväärtuse faasiüleminek tühjendatud kompleksse valimi kovariatsioonimaatriksite jaoks. Tõenäosuste Annals, DOI: 10.1214/​009117905000000233.
https://​/​doi.org/​10.1214/​009117905000000233

[46] Vinayak ja Marko Žnidarič. Alamsüsteemi dünaamika juhusliku Hamiltoni evolutsiooni korral. Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical, DOI: 10.1088/​1751-8113/​45/​12/​125204.
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1751-8113/​45/​12/​125204

[47] Vinayak ja Akhilesh Pandey. Korreleeruvad Wisharti ansamblid ja kaootilised aegread. Füüsiline ülevaade E, DOI: 10.1103/PhysRevE.81.036202.
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevE.81.036202

[48] Vinayak. Mittetsentraalsete korrelatsiooniga Wisharti ansamblite spektri tihedus. Füüsiline ülevaade E, DOI: 10.1103/PhysRevE.90.042144.
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevE.90.042144

[49] Don N leht. Alamsüsteemi keskmine entroopia. Füüsilise ülevaate kirjad, DOI: 10.1103/​PhysRevLett.71.1291.
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.71.1291

[50] Siddhartha Sen. Kvantallsüsteemi keskmine entroopia. Füüsilise ülevaate kirjad, DOI: 10.1103/​PhysRevLett.77.1.
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.77.1

[51] Rajarshi Pal ja Arul Lakshminarayan. Ergoodsete seisundite juhuslikkuse uurimine: äärmuslike väärtuste statistika ergoodilises ja mitmekehalises faasis. arXiv:2002.00682 [cond-mat.dis-nn].
arXiv: 2002.00682

[52] Karol Zyczkowski ja Hans-Jürgen Sommers. Indutseeritud mõõdud segatud kvantolekute ruumis. Journal of Physics A: Mathematical and General, DOI: 10.1088/​0305-4470/​34/​35/335.
https:/​/​doi.org/​10.1088/​0305-4470/​34/​35/​335

[53] Patrick Hayden, Debbie W Leung ja Andreas Winter. Üldise takerdumise aspektid. Side matemaatilises füüsikas, DOI: 10.1007/​s00220-006-1535-6.
https:/​/​doi.org/​10.1007/​s00220-006-1535-6

[54] Wolfram Helwig ja Wei Cui. Absoluutselt maksimaalselt takerdunud olekud: olemasolu ja rakendused. arXiv: 1306.2536 [kvant-ph].
arXiv: 1306.2536

[55] Dardo Goyeneche, Daniel Alsina, José I Latorre, Arnau Riera ja Karol Życzkowski. Absoluutselt maksimaalselt põimunud olekud, kombinatoorsed kujundused ja multiunitaarsed maatriksid. Füüsiline ülevaade A, DOI: 10.1103/PhysRevA.92.032316.
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevA.92.032316

[56] F. Huber ja N. Wyderka. AME olekute tabel. https://​/​tp.nt.uni-siegen.de/​ame/​ame.html.
https://​/​tp.nt.uni-siegen.de/​ame/​ame.html

[57] José I Latorre ja Germán Sierra. Algarvu funktsioonide kvantarvutus. arXiv: 1302.6245 [kvant-ph].
arXiv: 1302.6245

[58] José I Latorre ja Germán Sierra. Algarvudes on takerdumine. arXiv: 1403.4765 [kvant-ph].
arXiv: 1403.4765

[59] Diego Garcia-Martin, Eduard Ribas, Stefano Carrazza, José I Latorre ja Germán Sierra. Peariik ja selle kvantsugulased. Quantum, DOI: 10.22331/q-2020-12-11-371.
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2020-12-11-371

[60] Murray Rosenblatt. Keskpiiri teoreem ja tugev segamistingimus. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, DOI: 10.1073/​pnas.42.1.43.
https://​/​doi.org/​10.1073/​pnas.42.1.43

[61] Hui Li ja F Duncan M Haldane. Põimumisspekter kui takerdumise entroopia üldistus: topoloogilise järjekorra tuvastamine mitte-Abeli ​​murdosa kvanthalli efekti olekutes. Füüsilise ülevaate kirjad, DOI: 10.1103/​PhysRevLett.101.010504.
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.101.010504

[62] J Ignacio Cirac, Didier Poilblanc, Norbert Schuch ja Frank Verstraete. Põimumisspekter ja piiriteooriad kavandatud takerdunud paari olekutega. Füüsiline ülevaade B, DOI: 10.1103/​PhysRevB.83.245134.
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevB.83.245134

[63] Sudipto Singha Roy, Silvia N Santalla, Javier Rodríguez-Laguna ja Germán Sierra. Hulgiservade kirjavahetus bilineaar-biquadraatilise spinni Haldane faasis - $1 $ Hamiltoni. Journal of Statistical Mechanics: Theory and Experiment, DOI: 10.1088/​1742-5468/​abf7b4.
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1742-5468/​abf7b4

[64] Vincenzo Alba. Põimumisvahe, nurgad ja sümmeetria murdmine. arXiv:2010.00787 [cond-mat.stat-mech].
https://​/​doi.org/​10.21468/​SciPostPhys.10.3.056
arXiv: 2010.00787

[65] Pasquale Calabrese ja Alexandre Lefevre. Põimumisspekter ühemõõtmelistes süsteemides. Füüsiline ülevaade A, DOI: 10.1103/PhysRevA.78.032329.
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevA.78.032329

[66] Andreas M Läuchli, Emil J Bergholtz, Juha Suorsa ja Masudul Haque. Toruse geomeetriatel esinevate fraktsionaalsete kvanthalli olekute lahtiharutamise spektrid. Füüsilise ülevaate kirjad, DOI: 10.1103/​PhysRevLett.104.156404.
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.104.156404

[67] Michael A Nielsen ja Isaac Chuang. Kvantarvutus ja kvantteave. Cambridge University Press, DOI: 10.1017 / CBO9780511976667.
https://​/​doi.org/​10.1017/​CBO9780511976667

[68] Frank Nielsen ja Richard Nock. Tényi ja Tsallise entroopiate ja lahknemiste kohta eksponentsiaalsete perekondade jaoks. arXiv: 1105.3259 [cs.IT].
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1751-8113/​45/​3/​032003
arXiv: 1105.3259

Viidatud

Ei saanud tuua Ristviide viidatud andmete alusel viimase katse ajal 2024-03-14 11:58:50: 10.22331/q-2024-03-14-1282 viidatud andmeid ei saanud Crossrefist tuua. See on normaalne, kui DOI registreeriti hiljuti. Peal SAO/NASA KUULUTUSED teoste viitamise andmeid ei leitud (viimane katse 2024-03-14 11:58:51).

Ajatempel:

Veel alates Quantum Journal