Calcolo quantistico tollerante agli errori di osservabili molecolari

Calcolo quantistico tollerante agli errori di osservabili molecolari

Timestamp: 6 novembre 2023 7:23 AM

Mark Steudtner1, Sam Morley-Short1, William Pol1, Sukin Sim1, Cristian L. Cortes2, Matthias Loipersberger2, Robert M. Parrish2, Mattia Degroote3, Nikolaj Moll3, Raffaele Santagatti3e Michele Streif3

1PsiQuantum, 700 Hansen Way, Palo Alto, CA 94304, Stati Uniti
2QC Ware Corp., Palo Alto, CA 94306, Stati Uniti
3Laboratorio quantistico, Boehringer Ingelheim, 55218 Ingelheim am Rhein, Germania

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Astratto

Negli ultimi tre decenni sono state apportate riduzioni significative al costo della stima delle energie dello stato fondamentale degli Hamiltoniani molecolari con i computer quantistici. Tuttavia, è stata prestata relativamente poca attenzione alla stima dei valori attesi di altri osservabili rispetto a detti stati fondamentali, il che è importante per molte applicazioni industriali. In questo lavoro presentiamo un nuovo algoritmo quantistico di stima del valore atteso (EVE) che può essere applicato per stimare i valori attesi di osservabili arbitrari rispetto a qualsiasi autostato del sistema. In particolare, consideriamo due varianti di EVE: std-EVE, basato sulla stima quantistica standard della fase, e QSP-EVE, che utilizza tecniche di elaborazione del segnale quantistico (QSP). Forniamo un'analisi rigorosa degli errori per entrambe le varianti e riduciamo al minimo il numero di fattori di fase individuali per QSPEVE. Queste analisi degli errori ci consentono di produrre stime delle risorse quantistiche a fattore costante sia per std-EVE che per QSP-EVE attraverso una varietà di sistemi molecolari e osservabili. Per i sistemi considerati, mostriamo che QSP-EVE riduce il numero di gate (Toffoli) fino a tre ordini di grandezza e riduce la larghezza dei qubit fino al 25% rispetto a std-EVE. Sebbene il numero stimato delle risorse rimanga troppo elevato per le prime generazioni di computer quantistici tolleranti ai guasti, le nostre stime segnano una prima volta nel loro genere sia per l’applicazione della stima del valore atteso che per le moderne tecniche basate su QSP.

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► Riferimenti

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Citato da

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Le citazioni sopra sono di Il servizio citato da Crossref (ultimo aggiornamento riuscito 2023-11-13 12:50:11) e ANNUNCI SAO / NASA (ultimo aggiornamento riuscito 2023-11-13 12:50:12). L'elenco potrebbe essere incompleto poiché non tutti gli editori forniscono dati di citazione adeguati e completi.

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