माप-आधारित पीढ़ी और बिल्ली और ग्रिड राज्यों का संरक्षण एक सतत-परिवर्तनीय क्लस्टर राज्य प्लेटोब्लॉकचैन डेटा इंटेलिजेंस के भीतर। लंबवत खोज। ऐ.

माप-आधारित पीढ़ी और निरंतर-परिवर्तनीय क्लस्टर राज्य के भीतर बिल्ली और ग्रिड राज्यों का संरक्षण

मिलर ईटन1,2, कार्लोस गोंजालेज-आर्किनीगासो1, राफेल एन अलेक्जेंडर3, निकोलस सी. मेनिकुची3, और ओलिवियर फ़िस्टर1

1भौतिकी विभाग, वर्जीनिया विश्वविद्यालय, चार्लोट्सविले, वीए 22904, यूएसए
2QC82, कॉलेज पार्क, एमडी 20740, यूएसए
3क्वांटम संगणना और संचार प्रौद्योगिकी केंद्र, विज्ञान विद्यालय, आरएमआईटी विश्वविद्यालय, मेलबर्न, वीआईसी 3000, ऑस्ट्रेलिया

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सार

हम गॉसियन सीवी क्लस्टर राज्यों में से क्वांटम त्रुटि सुधार और सार्वभौमिक निरंतर-चर (सीवी) क्वांटम कंप्यूटिंग, जैसे श्रोडिंगर कैट स्टेट्स और गॉट्समैन-किताएव-प्रेस्किल (जीकेपी) ग्रिड राज्यों के लिए महत्वपूर्ण विभिन्न क्वांटम राज्यों को मज़बूती से उत्पन्न करने के लिए एक एल्गोरिथ्म प्रस्तुत करते हैं। हमारा एल्गोरिथ्म फोटॉन-काउंटिंग-असिस्टेड नोड-टेलीपोर्टेशन मेथड (PhANTM) पर आधारित है, जो स्थानीय फोटॉन-नंबर-रिज़ॉल्यूशन मापों के एकमात्र जोड़ के साथ क्लस्टर स्थिति पर मानक गाऊसी सूचना प्रसंस्करण का उपयोग करता है। हम दिखाते हैं कि PhANTM बहुपद द्वार लागू कर सकता है और क्लस्टर के भीतर बिल्ली राज्यों को एम्बेड कर सकता है। यह विधि गॉसियन शोर के खिलाफ बिल्ली की स्थिति को स्थिर करती है और क्लस्टर के भीतर गैर-गौसियनिटी को कायम रखती है। हम दिखाते हैं कि बिल्ली राज्यों के प्रजनन के लिए मौजूदा प्रोटोकॉल को PhANTM का उपयोग करके क्लस्टर स्टेट प्रोसेसिंग में एम्बेड किया जा सकता है।

क्लस्टर राज्यों के साथ क्वांटम गणना एक सर्किट मॉडल में qubits के साथ गणना के अनुरूप होती है, लेकिन क्लस्टर राज्य मॉडल प्रारंभिक संसाधन में सभी पूर्वापेक्षाएं उलझाव उत्पन्न करता है। यद्यपि क्लस्टर राज्यों के साथ गणना के लिए आवश्यक qubits की संख्या में अतिरिक्त ओवरहेड की आवश्यकता होती है, हाल के प्रयोगों ने निरंतर-परिवर्तनीय ऑप्टिकल क्षेत्रों का उपयोग करके हजारों या लाखों मोड के साथ बड़े पैमाने पर स्केलेबल क्लस्टर राज्यों को बनाने की क्षमता का प्रदर्शन किया है। तिथि करने के लिए उत्पन्न निरंतर-चर क्लस्टर राज्य निचोड़ा हुआ प्रकाश मोड से बना है, जो सभी गाऊसी हैं, लेकिन सार्वभौमिक क्वांटम कंप्यूटिंग के लिए गैर-गॉसियन संसाधनों को जोड़ने की आवश्यकता होगी। इस गैर-गॉसियनिटी को बोसोनिक एन्कोडिंग के माध्यम से शामिल किया जा सकता है, जैसे कि जीकेपी क्वैबिट्स के साथ, या सहायक गैर-गॉसियन राज्यों के साथ गेट टेलीपोर्टेशन के उपयोग के माध्यम से। अपेक्षित गैर-गॉसियन संचालन को लागू करने के वर्तमान प्रस्ताव सहायक राज्यों की ऑफ़लाइन तैयारी पर निर्भर करते हैं, जो सामान्य रूप से संभाव्य है, और फिर बाद में इन संसाधनों को क्लस्टर स्थिति में जोड़ देता है। एक मायने में, यह एक क्लस्टर राज्य मॉडल के उद्देश्य को हरा देता है जहां सभी आवश्यक क्वांटम संसाधन सामने उत्पन्न होते हैं, लेकिन इसके अलावा, सहायक गैर-गॉसियन संसाधनों की संभाव्य प्रकृति स्केलेबिलिटी के लिए एक समस्या बन जाती है।
इस काम में, हम केवल क्लस्टर राज्य पर उचित माप प्रदर्शन करके आवश्यक गैर-गौसियनिटी को सहायक संसाधनों के बिना पेश करने के लिए एक विधि तैयार करते हैं। ये माप क्वांटम जानकारी को टेलीपोर्ट करने के लिए सामान्य होमोडाइन डिटेक्शन के बाद फोटॉन घटाव संचालन का रूप लेते हैं। जबकि गैर-गॉसियन राज्यों को उत्पन्न करने के अन्य तरीकों, जैसे कि घन चरण राज्य, के लिए दसियों फोटॉनों के संकल्प की आवश्यकता हो सकती है, हमें केवल कम फोटॉन-संख्या संकल्प की आवश्यकता होती है जो कई अलग-अलग तकनीकों के साथ प्राप्त करने योग्य है। हालांकि फोटॉन घटाव संभाव्य है, होमोडाइन डिटेक्शन से टेलीपोर्टेशन के बाद बार-बार आवेदन का मतलब है कि हम अंततः सफल होने के लिए लगभग निश्चित होंगे और माप द्वारा केवल कुछ ओवरहेड संख्या का उपभोग किया जाना चाहिए। जब एक सफल फोटॉन घटाव होता है, तो क्लस्टर में उलझा हुआ स्थानीय राज्य गैर-गॉसियन बन जाता है और श्रोडिंगर बिल्ली का बच्चा राज्य में बदल जाता है। टेलीपोर्टेशन से पहले फोटॉन घटाव के बार-बार आवेदन बिल्ली राज्य के आयाम को एक स्तर तक बढ़ाते हैं जो क्लस्टर राज्य में मौजूद निचोड़ पर निर्भर करता है। आश्चर्यजनक रूप से, प्रक्रिया सीमित निचोड़ के कारण गाऊसी शोर की उपस्थिति में भी बिल्ली राज्य आयाम को संरक्षित कर सकती है।
यह प्रक्रिया, जिसे हम फोटॉन-काउंटिंग-असिस्टेड नोड-टेलीपोर्टेशन मेथड (PhANTM) कहते हैं, क्लस्टर स्थिति पर कई अलग-अलग 1-डी चेन पर समानांतर में आगे बढ़ सकती है। प्रत्येक श्रृंखला में एक क्लस्टर राज्य नोड को छोड़कर सभी को माप द्वारा खपत किया जाता है, लेकिन अंतिम नायाब नोड एक बिल्ली राज्य में बदल जाता है। इस नोड की स्थानीय क्वांटम जानकारी इस प्रकार गैर-गॉसियन संसाधन के रूप में उपयोग की जा सकती है, लेकिन महत्वपूर्ण बात यह है कि यह शेष क्लस्टर राज्य संसाधन के साथ उलझा हुआ है। फिर हम यह दिखाने के लिए आगे बढ़ते हैं कि जीकेपी राज्यों का उत्पादन करने के लिए बिल्ली राज्यों को प्रजनन करने के तरीके क्लस्टर राज्य औपचारिकता के साथ संगत हैं, जिसका अर्थ है कि हमारी विधि दोनों बिल्ली राज्यों को उत्पन्न कर सकती है जिन्हें निरंतर पर प्रयोगात्मक रूप से सुलभ माप करके सार्वभौमिक कम्प्यूटेशनल संसाधनों में पैदा किया जा सकता है। -परिवर्तनीय क्लस्टर स्थिति। हम चरण आकलन प्रोटोकॉल के लिए कनेक्शन को भी प्रेरित करते हैं और यह इंगित करने के लिए उदाहरण प्रदान करते हैं कि हमारी पद्धति प्रयोगात्मक खामियों और विसंगति की उपस्थिति में सफल हो सकती है।

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