Kvantumállapot-előkészítés Műszaki Ancilla-visszaállítással

Újra kiadta Platón

Követő: 0

Kvantumállapot-előkészítés a PlatoBlockchain adatintelligencia által tervezett segédprogram-visszaállítással. Függőleges keresés. Ai.

Daniel Alcalde Puente^1,2, Felix Motzoi¹, Tommaso Calarco^1,2,3, Giovanna Morigi⁴és Matteo Rizzi^1,2

¹Forschungszentrum Jülich, Institute of Quantum Control, Peter Grünberg Institut (PGI-8), 52425 Jülich, Németország
²Elméleti Fizikai Intézet, Kölni Egyetem, 50937 Köln, Németország
³Dipartimento di Fisica e Astronomia, Universitá di Bologna, 40127 Bologna, Olaszország
⁴Elméleti fizika, Saarlandi Egyetem Fizikai Tanszék, 66123 Saarbrücken, Németország

Érdekesnek találja ezt a cikket, vagy szeretne megvitatni? Scite vagy hagyjon megjegyzést a SciRate-en.

Absztrakt

Ebben az elméleti vizsgálatban egy időszakos kvantum-visszaállítást tartalmazó protokoll hatékonyságát vizsgáljuk a frusztrációmentes szülő hamiltoniak alapállapotainak előkészítésére. Ez a protokoll egy irányító Hamilton-rendszert használ, amely lehetővé teszi a rendszer és a járulékos szabadsági fokok közötti helyi csatolást. Rendszeres időközönként a kiegészítő rendszer visszaáll a kezdeti állapotába. Végtelenül rövid alaphelyzetbe állítási idők esetén a dinamika egy Lindbladian közelíthető meg, amelynek állandósult állapota a célállapot. Véges visszaállítási idők esetén azonban a forgólánc és a segédelem összegabalyodik a visszaállítási műveletek között. A protokoll értékeléséhez Mátrix Product State szimulációkat és kvantumpálya technikákat alkalmazunk, a spin-1 Affleck-Kennedy-Lieb-Tasaki állapot előkészítésére összpontosítva. Elemzésünk figyelembe veszi a konvergencia időt, a hűséget és az energiafejlődést különböző visszaállítási időközökben. Numerikus eredményeink azt mutatják, hogy a segédrendszer összefonódása elengedhetetlen a gyorsabb konvergenciához. Különösen létezik egy optimális visszaállítási idő, amelynél a protokoll a legjobban teljesít. Egy egyszerű közelítéssel betekintést nyújtunk abba, hogyan lehet optimálisan kiválasztani a rendszerre alkalmazott leképezési operátorokat a visszaállítási eljárás során. Ezenkívül a protokoll figyelemre méltó rugalmasságot mutat a visszaállítási idő kis eltéréseivel és a fáziscsökkentési zajokkal szemben. Tanulmányunk azt sugallja, hogy a kvantum-visszaállítást használó stroboszkópos térképek előnyöket kínálhatnak az alternatív módszerekkel szemben, mint például a kvantumtározó tervezés és a kvantumállapot-irányítási protokollok, amelyek a Markov-dinamikára támaszkodnak.

► BibTeX adatok

@article{Puente2024quantumstate, doi = {10.22331/q-2024-03-27-1299}, url = {https://doi.org/10.22331/q-2024-03-27-1299}, title = {Kvantumállapot-előkészítés mérnöki segédanyag-visszaállítással}, szerző = {Puente, Daniel Alcalde és Motzoi, Felix és Calarco, Tommaso és Morigi, Giovanna és Rizzi, Matteo}, folyóirat = {{Kvantum}}, issn = {2521-327X}, kiadó = {{Verein zur F{“{o}}rderung des Open Access Publizierens in den Quantenwissenschaften}}, kötet = {8}, oldalak = {1299}, hónap = márc, év = {2024} }

► Referenciák

[1] John Preskill. „Kvantumszámítástechnika a NISQ-korszakban és azon túl”. Quantum 2, 79 (2018).
https://doi.org/10.22331/q-2018-08-06-79

[2] Jens Eisert. „A teljesítmény és a kvantumáramkör bonyolultságának összefonódása”. Physical Review Letters 127, 020501 (2021). url: https:///doi.org/10.1103/physrevlett.127.020501.
https:///doi.org/10.1103/physrevlett.127.020501

[3] Tameem Albash és Daniel A. Lidar. „Adiabatikus kvantumszámítás”. Rev. Mod. Phys. 90, 015002 (2018).
https:///doi.org/10.1103/RevModPhys.90.015002

[4] Pimonpan Sompet, Sarah Hirthe, Dominik Bourgund, Thomas Chalopin, Julian Bibo, Joannis Koepsell, Petar Bojović, Ruben Verresen, Frank Pollmann, Guillaume Salomon és mások. „A szimmetriavédett haldán fázis megvalósítása fermi-hubbard létrákban”. Természet 1–5. oldal (2022). url: https:///doi.org/10.1038/s41586-022-04688-z.
https:///doi.org/10.1038/s41586-022-04688-z

[5] Zhi-Yuan Wei, Daniel Malz és J. Ignacio Cirac. „Tenzorhálózati állapotok hatékony adiabatikus előkészítése”. Physical Review Research 5 (2023).
https:///doi.org/10.1103/physrevresearch.5.l022037

[6] C. Schön, E. Solano, F. Verstraete, JI Cirac és MM Wolf. „Összefont multiqubit állapotok szekvenciális generálása”. Phys. Rev. Lett. 95, 110503 (2005).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.95.110503

[7] Felix Motzoi, Michael P Kaicher és Frank K Wilhelm. „Kvantum soktestes operátorok lineáris és logaritmikus időösszetételei”. Physical Review Letters 119, 160503 (2017). url: https:///doi.org/10.1103/physrevlett.119.160503.
https:///doi.org/10.1103/physrevlett.119.160503

[8] JF Poyatos, JI Cirac és P. Zoller. „Kvantumtározó tervezés lézerhűtéses csapdás ionokkal”. Phys. Rev. Lett. 77, 4728–4731 (1996).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.77.4728

[9] Susanne Pielawa, Giovanna Morigi, David Vitali és Luiz Davidovich. „Einstein-podolsky-rosen-összegabalyodott sugárzás generálása egy atomtározón keresztül”. Phys. Rev. Lett. 98, 240401 (2007).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.98.240401

[10] S. Diehl, A. Micheli, A. Kantian, B. Kraus, HP Büchler és P. Zoller. „Kvantumállapotok és fázisok vezérelt nyitott kvantumrendszerekben hideg atomokkal”. Nature Physics 4, 878–883 (2008).
https:///doi.org/10.1038/nphys1073

[11] Frank Verstraete, Michael M. Wolf és J. Ignacio Cirac. „A disszipáció által vezérelt kvantumszámítás és kvantumállapot-technika”. Nature Physics 5, 633–636 (2009).
https:///doi.org/10.1038/nphys1342

[12] SG Schirmer és Xiaoting Wang. „Nyílt kvantumrendszerek stabilizálása markovi tározómérnökséggel”. Physical Review A 81, 062306 (2010).
https:///doi.org/10.1103/physreva.81.062306

[13] Giovanna Morigi, Jürgen Eschner, Cecilia Cormick, Yiheng Lin, Dietrich Leibfried és David J. Wineland. „Egy spinlánc disszipatív kvantumszabályozása”. Phys. Rev. Lett. 115, 200502 (2015).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.115.200502

[14] Leo Zhou, Soonwon Choi és Mikhail D Lukin. „A mátrixtermékállapotok szimmetriavédett disszipatív előkészítése”. Physical Review A 104, 032418 (2021). url: https:///doi.org/10.1103/physreva.104.032418.
https:///doi.org/10.1103/physreva.104.032418

[15] Felix Motzoi, Eli Halperin, Xiaoting Wang, K Birgitta Whaley és Sophie Schirmer. „Visszahatás-vezérelt, robusztus, állandó állapotú, nagy távolságú qubit-összefonódás veszteséges csatornákon”. Fizikai Szemle A 94, 032313 (2016). url: https:///doi.org/10.1103/physreva.94.032313.
https:///doi.org/10.1103/physreva.94.032313

[16] Kevin C. Smith, Eleanor Crane, Nathan Wiebe és SM Girvin. „Az aklt állapot determinisztikus állandó mélységű előkészítése kvantumprocesszoron fúziós mérések segítségével”. PRX Quantum 4 (2023).
https:///doi.org/10.1103/prxquantum.4.020315

[17] Nathanan Tantivasadakarn, Ryan Thorngren, Ashvin Vishwanath és Ruben Verresen. „Hosszú hatótávolságú összefonódás a szimmetriavédett topológiai fázisok méréséből” (2021). url: https:///arxiv.org/abs/2112.01519.
arXiv: 2112.01519

[18] Clément Sayrin, Igor Dotsenko, Xingxing Zhou, Bruno Peaudecerf, Théo Rybarczyk, Sébastien Gleyzes, Pierre Rouchon, Mazyar Mirrahimi, Hadis Amini, Michel Brune és mások. „A valós idejű kvantum-visszacsatolás előkészíti és stabilizálja a fotonszám-állapotokat”. Nature 477, 73–77 (2011). url: https:///doi.org/10.1038/nature10376.
https:///doi.org/10.1038/nature10376

[19] R Vijay, Chris Macklin, DH Slichter, SJ Weber, KW Murch, Ravi Naik, Alexander N Korotkov és Irfan Siddiqi. „A rabi-oszcillációk stabilizálása szupravezető qubitben kvantum-visszacsatolás segítségével”. Nature 490, 77–80 (2012). url: https:///doi.org/10.1038/nature11505.
https:///doi.org/10.1038/nature11505

[20] D Riste, M Dukalski, CA Watson, G De Lange, MJ Tiggelman, Ya M Blanter, Konrad W Lehnert, RN Schouten és L DiCarlo. „A szupravezető qubitek determinisztikus összefonódása paritásmérés és visszacsatolás segítségével”. Nature 502, 350–354 (2013). url: https:///doi.org/10.1038/nature12513.
https:///doi.org/10.1038/nature12513

[21] Hideo Mabuchi. „A folyamatos kvantumhiba-javítás, mint klasszikus hibrid szabályozás”. New Journal of Physics 11, 105044 (2009). url: https:///doi.org/10.1088/1367-2630/11/10/105044.
https://doi.org/10.1088/1367-2630/11/10/105044

[22] Joseph Kerckhoff, Hendra I Nurdin, Dmitri S Pavlichin és Hideo Mabuchi. „Kvantummemóriák tervezése beágyazott vezérléssel: fotonikus áramkörök autonóm kvantumhiba-javításhoz”. Physical Review Letters 105, 040502 (2010). url: https:///doi.org/10.1103/physrevlett.105.040502.
https:///doi.org/10.1103/physrevlett.105.040502

[23] Leigh Martin, Felix Motzoi, Hanhan Li, Mohan Sarovar és K Birgitta Whaley. „A távoli összefonódás determinisztikus generálása aktív kvantum-visszacsatolással”. Fizikai Szemle A 92, 062321 (2015). url: https:///doi.org/10.1103/physreva.92.062321.
https:///doi.org/10.1103/physreva.92.062321

[24] Google Quantum AI. „A kvantumhibák elnyomása egy felületi kód logikai qubit skálázásával”. Nature 614, 676–681 (2023). url: https:///doi.org/10.1038/s41586-022-05434-1.
https://doi.org/10.1038/s41586-022-05434-1

[25] Daniel Burgarth és Vittorio Giovannetti. „Közvetített homogenizálás”. Phys. Rev. A 76, 062307 (2007).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.76.062307

[26] Daniel Burgarth és Vittorio Giovannetti. „Teljes irányítás helyileg indukált relaxációval”. Phys. Rev. Lett. 99, 100501 (2007).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.99.100501

[27] Anne Matthies, Mark Rudner, Achim Rosch és Erez Berg. „Programozható adiabatikus lemágnesezés triviális és topológiai gerjesztésű rendszerek számára” (2022). url: https:///arxiv.org/abs/2210.17256.
arXiv: 2210.17256

[28] Sthitadhi Roy, JT Chalker, IV Gornyi és Yuval Gefen. „Kvantumrendszerek mérés által indukált irányítása”. Physical Review Research 2, 033347 (2020). url: https:///doi.org/10.1103/physrevresearch.2.033347.
https:///doi.org/10.1103/physrevresearch.2.033347

[29] Cristopher Moore és Martin Nilsson. „Párhuzamos kvantumszámítás és kvantumkódok”. SIAM folyóirat a számítástechnikáról 31, 799–815 (2001). url: https:///doi.org/10.1137/s0097539799355053.
https:///doi.org/10.1137/s0097539799355053

[30] Rodney Van Meter és Kohei M Itoh. „Gyors kvantummoduláris hatványozás”. Physical Review A 71, 052320 (2005). url: https:///doi.org/10.1103/physreva.71.052320.
https:///doi.org/10.1103/physreva.71.052320

[31] Bhaskar Gaur, Edgard Muñoz-Coreas és Himanshu Thapliyal. „Egy logaritmikus mélységű kvantum-hordozás-előtekintés modulo (2n – 1) összeadó”. In Proceedings of the Great Lakes Symposium on VLSI 2023. 125–130. oldal. (2023).
https:///doi.org/10.1145/3583781.3590205

[32] Kurt Jacobs, Xiaoting Wang és Howard M Wiseman. „Koherens visszacsatolás, amely felülmúlja az összes mérési alapú visszacsatolási protokollt”. New Journal of Physics 16, 073036 (2014).
https://doi.org/10.1088/1367-2630/16/7/073036

[33] Ángel Rivas, Susana F Huelga és Martin B Plenio. „A kvantumevolúciók összefonódása és nem markovianitása”. Physical Review letters 105, 050403 (2010). url: https:///doi.org/10.1103/physrevlett.105.050403.
https:///doi.org/10.1103/physrevlett.105.050403

[34] Ruben Verresen, Roderich Moessner és Frank Pollmann. „Egydimenziós szimmetriavédett topológiai fázisok és átmeneteik”. Fizikai Szemle B 96, 165124 (2017). url: https:///doi.org/10.1103/physrevb.96.165124.
https:///doi.org/10.1103/physrevb.96.165124

[35] Frank Pollmann és Ari M Turner. „Szimmetriavédett topológiai fázisok detektálása egy dimenzióban”. Fizikai áttekintés b 86, 125441 (2012). url: https:///doi.org/10.1103/physrevb.86.125441.
https:///doi.org/10.1103/physrevb.86.125441

[36] Gavin K Brennen és Akimasa Miyake. „Mérésen alapuló kvantumszámítógép kéttestű Hamilton-féle réses alapállapotban”. Physical Review letters 101, 010502 (2008). url: https:///doi.org/10.1103/physrevlett.101.010502.
https:///doi.org/10.1103/physrevlett.101.010502

[37] P. Filipowicz, J. Javanainen és P. Meystre. „A mikroszkopikus maser elmélete”. Phys. Rev. A 34, 3077–3087 (1986).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.34.3077

[38] John J. Slosser és Pierre Meystre. „Az elektromágneses tér érintő- és kotangens állapotai”. Phys. Rev. A 41, 3867–3874 (1990).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.41.3867

[39] Hans-Jürgen Briegel és Berthold-Georg Englert. „Egy maser makroszkopikus dinamikája nem-poissoni befecskendezési statisztikákkal”. Phys. Rev. A 52, 2361–2375 (1995).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.52.2361

[40] Thomas Wellens, Andreas Buchleitner, Burkhard Kümmerer és Hans Maassen. „Kvantumállapot-előkészítés aszimptotikus teljességgel”. Phys. Rev. Lett. 85, 3361–3364 (2000).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.85.3361

[41] Susanne Pielawa, Luiz Davidovich, David Vitali és Giovanna Morigi. „Atom-kvantumtározók tervezése fotonokhoz”. Phys. Rev. A 81, 043802 (2010).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.81.043802

[42] M Hartmann, D Poletti, M Ivanchenko, S Denisov és P Hänggi. „Nyitott kvantumrendszerek aszimptotikus floquet állapotai: az interakció szerepe”. New Journal of Physics 19, 083011 (2017).
https:///doi.org/10.1088/1367-2630/aa7ceb

[43] M. Weidinger, BTH Varcoe, R. Heerlein és H. Walther. „Csapdás állapotok a mikromázerben”. Phys. Rev. Lett. 82, 3795-3798 (1999).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.82.3795

[44] BTH Varcoe, S. Brattke, M. Weidinger és H. Walther. „A sugárzási mező tiszta fotonszámú állapotainak előkészítése”. Nature 403, 743–746 (2000).
https:///doi.org/10.1038/35001526

[45] G. Morigi, JI Cirac, M. Lewenstein és P. Zoller. „Földállapotú lézeres hűtés a bárány-dicke határon túl”. Europhysics Letters 39, 13 (1997).
https:///doi.org/10.1209/epl/i1997-00306-3

[46] G. Morigi, JI Cirac, K. Ellinger és P. Zoller. „A beszorult atomok lézeres hűtése alapállapotba: sötét állapot a pozíciótérben”. Phys. Rev. A 57, 2909–2914 (1998).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.57.2909

[47] Jean Dalibard, Yvan Castin és Klaus Mølmer. „Hullámfüggvény-megközelítés a kvantumoptika disszipatív folyamataihoz”. Phys. Rev. Lett. 68, 580–583 (1992).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.68.580

[48] R. Dum, P. Zoller és H. Ritsch. „A spontán emisszió atomi mesteregyenletének Monte carlo szimulációja”. Phys. Rev. A 45, 4879–4887 (1992).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.45.4879

[49] TS Cubitt, F. Verstraete, W. Dür és JI Cirac. „Az elválasztható állapotok felhasználhatók az összefonódás elosztására”. Phys. Rev. Lett. 91, 037902 (2003).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.91.037902

[50] Édgar Roldán és Shamik Gupta. „Útvonal-integrál formalizmus a sztochasztikus visszaállításhoz: Pontosan megoldott példák és parancsikonok a bezáráshoz”. Phys. Rev. E 96, 022130 (2017).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevE.96.022130

[51] B. Mukherjee, K. Sengupta és Satya N. Majumdar. „Kvantumdinamika sztochasztikus visszaállítással”. Phys. Rev. B 98, 104309 (2018).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevB.98.104309

[52] R. Yin és E. Barkai. „Az újraindítás felgyorsítja a kvantumséta ütési idejét”. Phys. Rev. Lett. 130, 050802 (2023).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.130.050802

[53] Jutho Haegeman, J Ignacio Cirac, Tobias J Osborne, Iztok Pižorn, Henri Verschelde és Frank Verstraete. „Időfüggő variációs elv kvantumrácsokhoz”. Physical Review letters 107, 070601 (2011). url: https:///doi.org/10.1007/3-540-10579-4_20.
https://doi.org/10.1007/3-540-10579-4_20

[54] Andrew J. Daley. „Kvantumpályák és nyitott soktestű kvantumrendszerek”. Advances in Physics 63, 77–149 (2014).
https:///doi.org/10.1080/00018732.2014.933502

[55] Jülich Szuperszámítógép Központ. „Jureca: Adatközpontú és booster modulok, amelyek megvalósítják a moduláris szuperszámítási architektúrát a Jülich szuperszámítógépes központban”. Journal of large-scale research facilities 7, A182 (2021).
https:///doi.org/10.17815/jlsrf-7-182

[56] Artur Garcia-Saez, Valentin Murg és Tzu-Chieh Wei. „Affleck-kennedy-lieb-tasaki hamiltoniak spektrális hézagai tenzorhálózati módszerekkel”. Fizikai Szemle B 88, 245118 (2013). url: https:///doi.org/10.1103/physrevb.88.245118.
https:///doi.org/10.1103/physrevb.88.245118

Idézi

[1] Samuel Morales, Yuval Gefen, Igor Gornyi, Alex Zazunov és Reinhold Egger, „Kormányozhatatlan kvantumállapotok tervezése aktív visszacsatolással” Physical Review Research 6 1, 013244 (2024).

[2] Ruoyu Yin, Qingyuan Wang, Sabine Tornow és Eli Barkai, „Restart uncertainty relation for monitored quantum dynamics”, arXiv: 2401.01307, (2024).

[3] Anish Acharya és Shamik Gupta, „Szorosan kötődő modell, amely véletlenszerű időpontokban feltételes alaphelyzetbe állításnak van kitéve”, Fizikai áttekintés E 108 6, 064125 (2023).

[4] Sayan Roy, Christian Otto, Raphaël Menu és Giovanna Morigi, „A két qubit közötti összefonódás felemelkedése és bukása egy nem markovi fürdőben”, Fizikai áttekintés A 108 3, 032205 (2023).

[5] Lucas Marti, Refik Mansuroglu és Michael J. Hartmann, „Efficient Quantum Cooling Algorithm for Fermionic Systems”, arXiv: 2403.14506, (2024).

A fenti idézetek innen származnak SAO/NASA HIRDETÉSEK (utolsó sikeres frissítés: 2024-03-28 00:54:20). Előfordulhat, hogy a lista hiányos, mivel nem minden kiadó ad megfelelő és teljes hivatkozási adatokat.

On Crossref által idézett szolgáltatás művekre hivatkozó adat nem található (utolsó próbálkozás 2024-03-28 00:54:18).

Ez a tanulmány a Quantumban jelent meg Creative Commons Nevezd meg 4.0 International (CC BY 4.0) engedély. A szerzői jog az eredeti szerzői jog tulajdonosainál marad, például a szerzőknél vagy intézményeiknél.

SEO által támogatott tartalom és PR terjesztés. Erősödjön még ma.
PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Erősítse meg magát. Hozzáférés itt.
PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Felerősített tudás. Hozzáférés itt.
PlatoESG. Carbon, CleanTech, Energia, Környezet, Nap, Hulladékgazdálkodás. Hozzáférés itt.
PlatoHealth. Biotechnológiai és klinikai vizsgálatok intelligencia. Hozzáférés itt.
Forrás: https://quantum-journal.org/papers/q-2024-03-27-1299/

Időbélyeg: Március 27, 2024

Időbélyeg: 13. október 2022.

Kvantumállapot-előkészítés tervezett segédelem-visszaállítással

Újra kiadta Platón

Absztrakt

► BibTeX adatok

► Referenciák

Idézi

Még több Quantum Journal

Nagy pontosságú Hamilton-tanulás delokalizált kvantumállapot-evolúciókon keresztül

A Planar Honeycomb Code teljesítményértékelése

Termikus megfigyelések robusztus kinyerése állapotmintavételből és valós idejű dinamikából kvantumszámítógépeken

Az extrém kvantumosság ortonormális alapjai

Determinisztikusan generált fotonikus gráf állapotok által lehetővé tett kvantumismétlők teljesítményelemzése

Kvantummódszerek neurális hálózatokhoz és alkalmazása az orvosi képosztályozáshoz

Az EPR számszerűsítése: a közös okú halmazok nem-klasszikusságának erőforráselmélete

Kvantumoptikai kísérletek tervezése logikai mesterséges intelligenciával

Rólunk

Vertical Search & Ai

Emelvény

Maradjon kapcsolatban

Fiók