कुछ-क्वांटम क्वांटम सिमुलेशन प्लेटोब्लॉकचैन डेटा इंटेलिजेंस में ल्यपुनोव दर पर निष्ठा क्षय का अवलोकन। लंबवत खोज। ऐ.

कुछ-क्वांटम क्वांटम सिमुलेशन में ल्यपुनोव दर पर निष्ठा क्षय का अवलोकन

मैक्स डी. पोर्टर और इलोन जोसेफ

फ्यूजन एनर्जी साइंसेज प्रोग्राम, लॉरेंस लिवरमोर नेशनल लेबोरेटरी

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सार

कुछ व्यवस्थाओं में, क्वांटम राज्यों की निष्ठा शास्त्रीय ल्यपुनोव प्रतिपादक द्वारा निर्धारित दर से कम हो जाएगी। यह क्वांटम-शास्त्रीय पत्राचार सिद्धांत के सबसे महत्वपूर्ण उदाहरणों में से एक के रूप में और अराजकता की उपस्थिति के लिए एक सटीक परीक्षण के रूप में कार्य करता है। इस घटना का पता लगाते समय पहली उपयोगी गणनाओं में से एक है कि त्रुटि सुधार के बिना शोर क्वांटम कंप्यूटर प्रदर्शन कर सकते हैं [जी। बेनेंटी एट अल।, भौतिक। रेव। ई 65, 066205 (2001)], क्वांटम सॉटूथ मानचित्र के गहन अध्ययन से पता चलता है कि ल्यपुनोव शासन का अवलोकन करना वर्तमान उपकरणों की पहुंच से परे है। हम साबित करते हैं कि ल्यपुनोव शासन का निरीक्षण करने के लिए किसी भी उपकरण की क्षमता पर तीन सीमाएं हैं और इन सीमाओं का पहला मात्रात्मक सटीक विवरण देते हैं: (1) फर्मी गोल्डन रूल क्षय दर लाइपुनोव दर से बड़ी होनी चाहिए, (2) क्वांटम गतिकी को स्थानीय होने के बजाय विसरित होना चाहिए, और (3) प्रारंभिक क्षय दर काफी धीमी होनी चाहिए ताकि ल्यपुनोव क्षय को देखा जा सके। यह अंतिम सीमा, जिसे पहले पहचाना नहीं गया है, शोर की अधिकतम मात्रा पर एक सीमा रखता है जिसे सहन किया जा सकता है। सिद्धांत का तात्पर्य है कि पूर्ण न्यूनतम 6 qubits की आवश्यकता है। IBM-Q और IonQ पर हाल के प्रयोगों का अर्थ है कि प्रति गेट 100$ गुना तक शोर में कमी और कनेक्टिविटी और गेट समानांतरकरण में बड़ी वृद्धि का कुछ संयोजन भी आवश्यक है। अंत में, स्केलिंग तर्क दिए गए हैं जो हार्डवेयर आर्किटेक्चर और प्रदर्शन के बीच ट्रेड-ऑफ के आधार पर लयपुनोव शासन का पालन करने के लिए भविष्य के उपकरणों की क्षमता को निर्धारित करते हैं।

क्वांटम गणना के लिए एक महत्वपूर्ण मील का पत्थर अर्ध-शास्त्रीय गतिकी का अनुकरण करने की क्षमता का प्रदर्शन कर रहा है। हालांकि, वर्तमान समय के शोर वाले कंप्यूटरों के लिए, सिमुलेशन की निष्ठा समय के साथ क्षीण हो जाएगी, क्षय दर को मापने से शास्त्रीय एल्गोरिदम पर क्वांटम स्पीडअप के साथ अंतर्निहित गतिशीलता के बारे में बहुमूल्य जानकारी मिलती है। उदाहरण के लिए, जब गतिशीलता अराजक होती है, तो निष्ठा ल्यपुनोव दर पर कम हो जाती है, जो तितली प्रभाव को नियंत्रित करती है, जिस दर पर शास्त्रीय प्रक्षेपवक्र तेजी से समय में अलग हो जाते हैं। इस काम में, हम ध्यान से देखने के लिए सबसे आसान अराजक प्रणालियों में से एक, सॉटूथ मैप के लिए शोर क्वांटम कंप्यूटर का उपयोग करके ल्यपुनोव दर पर निष्ठा क्षय का निरीक्षण करने के लिए आवश्यक शर्तों की जांच करते हैं। हम पाते हैं कि तीन महत्वपूर्ण सीमाएँ हैं जिनके लिए कंप्यूटर को पर्याप्त रूप से बड़ी मेमोरी रजिस्टर (कम से कम छह qubits) और पर्याप्त रूप से कम शोर आयाम की आवश्यकता होती है। दो अत्याधुनिक क्वांटम हार्डवेयर प्लेटफार्मों के लिए त्रुटि दर का अध्ययन करने के बाद, हम यह निष्कर्ष निकालते हैं कि इन प्लेटफार्मों के लिए त्रुटि 10-100 के कारक से बहुत बड़ी है। बेहतर qubit कनेक्टिविटी और गेट पैरेललाइजेशन के साथ भविष्य के हार्डवेयर के लिए कम त्रुटि में कमी की आवश्यकता होगी।

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द्वारा उद्धृत

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