1המכון לפיזיקה תיאורטית, אוניברסיטת היינריך היינה דיסלדורף, גרמניה
2המכון לאופטימיזציה בהשראת קוונטים ואופטימיזציה קוונטית, האוניברסיטה הטכנולוגית של המבורג, גרמניה
מצא את העיתון הזה מעניין או רוצה לדון? סקייט או השאירו תגובה ב- SciRate.
תַקצִיר
אינטראקציות מסבכות מרובות קיוביטים נוצרות באופן טבעי במספר פלטפורמות מחשוב קוונטי ומבטיחות יתרונות על פני שערים מסורתיים של שני קיוביט. בפרט, ניתן להשתמש באינטראקציה קבועה מסוג Ising מרובת קיוביטים יחד עם שערי X של קיוביט בודדים כדי לסנתז שערי ZZ גלובליים (שערי GZZ). בעבודה זו, אנו מראים תחילה שהסינתזה של שערים קוונטיים כאלה שהם אופטימליים לזמן היא NP-קשה. שנית, אנו מספקים קונסטרוקציות מפורשות של שערים מיוחדים עם ריבוי קיוביטים אופטימליים לזמן. יש להם זמני שער קבועים וניתן ליישם אותם עם שכבות X-gate רבות באופן ליניארי. שלישית, אנו מפתחים אלגוריתם היוריסטי עם זמן ריצה פולינומי לסינתזה של שערים מהירים מרובי קיוביטים. רביעית, אנו גוזרים גבולות תחתונים ועליונים על זמן השער האופטימלי של GZZ. בהתבסס על בנייה מפורשת של שערי GZZ ומחקרים מספריים, אנו משערים שניתן לבצע כל שער GZZ בזמן O($n$) עבור $n$ קיוביטים. אלגוריתם הסינתזה ההיוריסטית שלנו מוביל לזמני שער GZZ עם קנה מידה דומה, שהוא אופטימלי במובן זה. אנו מצפים שהסינתזה היעילה שלנו של שערים מרובים קוויביט מהירים מאפשרת ביצוע מהיר יותר, ומכאן, גם חסין יותר בשגיאות של אלגוריתמים קוונטיים.
► נתוני BibTeX
► הפניות
[1] X. Wang, A. Sørensen, and K. Mølmer, Multibit Gates for Quantum Computing, Phys. הכומר לט. 86, 3907 (2001), arXiv:quant-ph/0012055.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.86.3907
arXiv: quant-ph / 0012055
[2] T. Monz, P. Schindler, JT Barreiro, M. Chwalla, D. Nigg, WA Coish, M. Harlander, W. Hänsel, M. Hennrich, and R. Blatt, הסתבכות של 14 קיוביטים: יצירה וקוהרנטיות, פיזי. הכומר לט. 106, 130506 (2011), arXiv:1009.6126.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.106.130506
arXiv: 1009.6126
[3] M. Kjaergaard, ME Schwartz, J. Braumüller, P. Krantz, JI-J. Wang, S. Gustavsson, ו-WD Oliver, קיוביטים מוליכים-על: מצב המשחק הנוכחי, סקירה שנתית של פיזיקה של חומר מעובה 11, 369 (2020), arXiv:1905.13641.
https: / / doi.org/ 10.1146 / annurev-conmatphys-031119-050605
arXiv: 1905.13641
[4] C. Figgatt, A. Ostrander, NM Linke, KA Landsman, D. Zhu, D. Maslov, and C. Monroe, פעולות הסתבכות מקבילות במחשב קוונטי אוניברסלי של מלכודת יונים, Nature 572, 368 (2019), arXiv:1810.11948 .
https://doi.org/10.1038/s41586-019-1427-5
arXiv: 1810.11948
[5] Y. Lu, S. Zhang, K. Zhang, W. Chen, Y. Shen, J. Zhang, J.-N. Zhang, and K. Kim, Scalable Global Entangling Gates on qubits ion שרירותיים, Nature 572, 363 (2019), arXiv:1901.03508.
https://doi.org/10.1038/s41586-019-1428-4
arXiv: 1901.03508
[6] P. Baßler, M. Zipper, C. Cedzich, M. Heinrich, PH Huber, M. Johanning, and M. Kliesch, Synthesis of and compilation with time-optimal multi-qubit Gates, Quantum 7, 984 (2023), arXiv :2206.06387.
https://doi.org/10.22331/q-2023-04-20-984
arXiv: 2206.06387
[7] F. Barahona and AR Mahjoub, On the cut polytope, Mathematical Programming 36, 157 (1986).
https: / / doi.org/ 10.1007 / BF02592023
[8] MR Garey and DS Johnson, Computers and intractability, Vol. 29 (WH Freeman and Company, ניו יורק, 2002).
[9] MJ Bremner, A. Montanaro, ו-DJ Shepherd, מורכבות ממוצעת של מקרה לעומת סימולציה משוערת של חישובים קוונטיים נסיעה, Phys. הכומר לט. 117, 080501 (2016), arXiv:1504.07999.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.117.080501
arXiv: 1504.07999
[10] J. Allcock, J. Bao, JF Doriguello, A. Luongo, and M. Santha, מעגלים בעומק קבוע עבור שערים בשליטה אחידה ופונקציות בוליאניות עם יישום למעגלי זיכרון קוונטי, arXiv:2308.08539 (2023).
arXiv: 2308.08539
[11] S. Bravyi, D. Maslov, and Y. Nam, יישומים בעלות קבועה של פעולות קליפורד והכפלת שערים מבוקרים באמצעות אינטראקציות גלובליות, Phys. הכומר לט. 129, 230501 (2022), arXiv:2207.08691.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.129.230501
arXiv: 2207.08691
[12] S. Bravyi and D. Maslov, מעגלים ללא Hadamard חושפים את המבנה של קבוצת Clifford, IEEE Trans. אינפ. תיאוריה 67, 4546 (2021), arXiv:2003.09412.
https: / doi.org/â € ‹10.1109 / TIT.2021.3081415
arXiv: 2003.09412
[13] ד' מסלוב וב' זינדורף, אופטימיזציה לעומק של מעגלי CZ, CNOT וקליפורד, IEEE Transactions on Quantum Engineering 3, 1 (2022), arxiv:2201.05215.
https: / / doi.org/ 10.1109 / TQE.2022.3180900
arXiv: 2201.05215
[14] ס 'בויד ול' ואנדנברגה, אופטימיזציה קמורה (הוצאת אוניברסיטת קיימברידג ', 2009).
[15] E. Rich, The problem classes FP ו-FNP, ב- Automata, Computability and Complexity: Theory and Applications (Pearson Education, 2007) pp. 510–511.
https:///www.cs.utexas.edu/~ear/cs341/automatabook/AutomataTheoryBook.pdf
[16] M. Johanning, Isospaced ion linear strings, Appl. פיזי. ב 122, 71 (2016).
https://doi.org/10.1007/s00340-016-6340-0
[17] M. Laurent and S. Poljak, On a positive semidefinite relaxation of the cutting polytope, Linear Algebra and its Applications 223-224, 439 (1995).
https://doi.org/10.1016/0024-3795(95)00271-R
[18] MM Deza and M. Laurent, Geometry of Cuts and Metrics, ed 1st., Algorithms and Combinatorics (Springer Berlin Heidelberg, 2009).
https://doi.org/10.1007/978-3-642-04295-9
[19] ME-Nagy, M. Laurent, and A. Varvitsiotis, Complexity of the positive semidefinite completion problem with a rank constraint, Springer International Publishing, 105 (2013), arXiv:1203.6602.
https://doi.org/10.1007/978-3-319-00200-2_7
arXiv: 1203.6602
[20] REAC Paley, On orthogonal matrices, Journal of Mathematics and Physics 12, 311 (1933).
https://doi.org/10.1002/sapm1933121311
[21] A. Hedayat and WD Wallis, Hadamard matrices and their applications, The Annals of Statistics 6, 1184 (1978).
https: / / doi.org/ 10.1214 / aos / 1176344370
[22] H. Kharaghani and B. Tayfeh-Rezaie, A Hadamard of Order 428, Journal of Combinatorial Designs 13, 435 (2005).
https://doi.org/10.1002/jcd.20043
[23] ד.ז. Đoković, O. Golubitsky, and IS Kotsireas, כמה סדרים חדשים של מטריצות Hadamard ו-Skew-Hadamard, Journal of Combinatorial Designs 22, 270 (2014), arXiv:1301.3671.
https://doi.org/10.1002/jcd.21358
arXiv: 1301.3671
[24] J. Cohn, M. Motta ו-RM Parrish, אלכסון מסנן קוונטי עם המילטון כפול-פקטורים דחוסים, PRX Quantum 2, 040352 (2021), arXiv:2104.08957.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PRXQuantum.2.040352
arXiv: 2104.08957
[25] דא ספילמן וש.-ה. טנג, ניתוח חלק של אלגוריתמים: מדוע האלגוריתם הסימפלקס לוקח בדרך כלל זמן פולינומי, Journal of the ACM 51, 385 (2004), arXiv:cs/0111050.
https: / / doi.org/ 10.1145 / 990308.990310
arXiv: cs / 0111050
[26] S. Diamond and S. Boyd, CVXPY: שפת מודלים משובצת ב-Python לאופטימיזציה קמורה, J. Mach. לִלמוֹד. מילון 17, 1 (2016), arXiv:1603.00943.
arXiv: 1603.00943
http: / / jmlr.org/ ניירות / v17 / 15-408.html
[27] A. Agrawal, R. Verschueren, S. Diamond, and S. Boyd, A. Rewriting System לבעיות אופטימיזציה קמורות, J. Control Decis. 5, 42 (2018), arXiv:1709.04494.
https: / / doi.org/ 10.1080 / 23307706.2017.1397554
arXiv: 1709.04494
[28] Free Software Foundation, GLPK (GNU Linear Programming Kit) (2012), גרסה: 0.4.6.
https://www.gnu.org/software/glpk/
[29] AT Phillips ו-JB Rosen, אלגוריתם מקביל למזעור גלובלי קעור ריבועי מוגבל, Mathematical Programming 42, 421 (1988).
https: / / doi.org/ 10.1007 / BF01589415
[30] M. Dür, R. Horst, and M. Locatelli, תנאי אופטימליות גלובליים נחוצים ומספיקים למקסום קמור בביקור מחדש, Journal of Mathematical Analysis and Applications 217, 637 (1998).
https://doi.org/10.1006/jmaa.1997.5745
[31] MS Bazaraa, HD Sherali ו-CM Shetty, תכנות לא ליניארי: תיאוריה ואלגוריתמים, מהדורה שלישית (John wiley & sons, 3).
https: / / doi.org/ 10.1002 / 0471787779
[32] MA Hanson, Invexity and the Kuhn-Tucker Theorem, Journal of Mathematical Analysis and Applications 236, 594 (1999).
https://doi.org/10.1006/jmaa.1999.6484
מצוטט על ידי
לא ניתן היה להביא נתונים מצוטטים על ידי קרוסרף במהלך הניסיון האחרון 2024-03-13 13:00:52: לא ניתן היה להביא נתונים שהובאו עבור 10.22331 / q-2024-03-13-1279 מ- Crossref. זה נורמלי אם ה- DOI נרשם לאחרונה. על מודעות SAO / NASA לא נמצאו נתונים על ציטוט עבודות (ניסיון אחרון 2024-03-13 13:00:52)
מאמר זה מתפרסם בקוונטים תחת התקציב ייחוס Creative Commons 4.0 הבינלאומי (CC BY 4.0) רישיון. זכויות יוצרים נשארות עם בעלי זכויות היוצרים המקוריים כמו המחברים או מוסדותיהם.
- הפצת תוכן ויחסי ציבור מופעל על ידי SEO. קבל הגברה היום.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. העצים את עצמך. גישה כאן.
- PlatoAiStream. Web3 Intelligence. הידע מוגבר. גישה כאן.
- PlatoESG. פחמן, קלינטק, אנרגיה, סביבה, שמש, ניהול פסולת. גישה כאן.
- PlatoHealth. מודיעין ביוטכנולוגיה וניסויים קליניים. גישה כאן.
- מקור: https://quantum-journal.org/papers/q-2024-03-13-1279/
- :הוא
- :לֹא
- ][עמ'
- 1
- 10
- 11
- 12
- 13
- 14
- 15%
- 16
- 17
- 19
- 1933
- 1995
- 1998
- 1999
- 1st
- 20
- 2001
- 2005
- 2009
- 2011
- 2012
- 2013
- 2014
- 2016
- 2017
- 2018
- 2019
- 2020
- 2021
- 2022
- 2023
- 22
- 23
- 24
- 25
- 26%
- 27
- 28
- 29
- 30
- 31
- 32
- 36
- 369
- 385
- 3rd
- 51
- 67
- 7
- 8
- 9
- a
- תקציר
- גישה
- ACM
- יתרונות
- זיקות
- אַלגוֹרִיתְם
- אלגוריתמים
- מאפשר
- גם
- אנליזה
- ו
- שנתי
- כל
- בקשה
- יישומים
- לְהִתְקַרֵב
- שרירותי
- ARE
- לְהִתְעוֹרֵר
- AS
- ניסיון
- מחבר
- מחברים
- מבוסס
- BE
- ברלין
- גבולות
- לשבור
- by
- קיימברידג'
- CAN
- חן
- כיתות
- הערה
- המון עם
- נסיעה
- חברה
- השלמה
- מורכבות
- חישובים
- המחשב
- מחשבים
- מחשוב
- חומר דחוס
- תנאים
- השערה
- קבוע
- לִשְׁלוֹט
- נשלט
- קמור
- זכויות יוצרים
- יכול
- יצירה
- נוֹכְחִי
- מצב נוכחי
- חותך
- קיצוצים
- CZ
- נתונים
- עומק
- לגזור
- עיצובים
- לפתח
- יהלומים
- לדון
- בְּמַהֲלָך
- e
- ed
- מהדורה
- חינוך
- יעיל
- הנדסה
- הסתבכות
- יצא לפועל
- הוצאת להורג
- לצפות
- מהר
- מהר יותר
- לסנן
- ראשון
- קבוע
- בעד
- מצא
- קרן
- רביעית
- חופשי
- תוכנה חופשית
- קרן תוכנה חופשית
- החל מ-
- פונקציות
- שער
- גייטס
- גלוֹבָּלִי
- קְבוּצָה
- המבורג
- הרווארד
- יש
- ומכאן
- מחזיקים
- HTML
- http
- HTTPS
- i
- IEEE
- if
- יישומים
- יושם
- in
- השראה
- מוסדות
- אינטראקציה
- יחסי גומלין
- מעניין
- ברמה בינלאומית
- שֶׁלָה
- JavaScript
- ג'ון
- ג'ונסון
- כתב עת
- קים
- שפה
- אחרון
- שכבות
- מוביל
- לִלמוֹד
- יציאה
- רישיון
- קווים
- להוריד
- רב
- לְקַלְקֵל
- סנונית
- מתימטי
- מתימטיקה
- מַטרִיצָה
- דבר
- זכרון
- מדדים
- מזעור
- דוגמנות
- חוֹדֶשׁ
- יותר
- נאם
- טבע
- הכרחי
- חדש
- ניו יורק
- לא
- לֹא קָוִי
- נוֹרמָלִי
- of
- אוליבר
- on
- לפתוח
- תפעול
- אופטימלי
- אופטימיזציה
- or
- להזמין
- הזמנות
- מְקוֹרִי
- שלנו
- יותר
- דפים
- מאמר
- מקביל
- מסוים
- פירסון
- פיסיקה
- פלטפורמות
- אפלטון
- מודיעין אפלטון
- אפלטון נתונים
- לְשַׂחֵק
- חיובי
- ללחוץ
- בעיה
- בעיות
- תכנות
- הבטחה
- לספק
- לאור
- מוציא לאור
- הוצאה לאור
- רִבּוּעִי
- קוונטית
- אלגוריתמים קוונטיים
- מחשב קוונטי
- מחשוב קוונטי
- קווביטים
- R
- לדרג
- לאחרונה
- אזכור
- רשום
- הַרפָּיָה
- שְׂרִידִים
- סקירה
- שִׁכתוּב
- עשיר
- זמן ריצה
- s
- להרחבה
- דרוג
- שְׁנִיָה
- תחושה
- כמה
- שטי
- לְהַצִיג
- דומה
- הדמיה
- תוכנה
- כמה
- מיוחד
- מדינה
- סטטיסטיקה
- מִבְנֶה
- מחקרים
- כזה
- מספיק
- מוליך-על
- סינתזה
- לסנתז
- מערכת
- לוקח
- טכנולוגיה
- זֶה
- השמיים
- שֶׁלָהֶם
- תיאורטי
- התאוריה
- הֵם
- שְׁלִישִׁי
- זֶה
- זמן
- פִּי
- כותרת
- ל
- יַחַד
- מסורתי
- עסקות
- תחת
- אוניברסלי
- אוניברסיטה
- כתובת האתר
- מְשׁוּמָשׁ
- באמצעות
- בְּדֶרֶך כְּלַל
- גרסה
- נגד
- כֶּרֶך
- W
- wang
- רוצה
- היה
- we
- אשר
- למה
- עם
- תיק עבודות
- עובד
- X
- שנה
- york
- זפירנט