Algoritmo de decomposição biunitária e simulação de sistema quântico aberto

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Algoritmo de decomposição biunitária e simulação de sistema quântico aberto PlatoBlockchain Data Intelligence. Pesquisa vertical. Ai.

Nishchay Suri^1,2,3, José Barreto^1,2,4,Stuart Hadfield^1,2, Nathan Wiebe^5,6, Filip Wudarski^1,2e Jeffrey Marshall^1,2

¹QUAIL, NASA Ames Research Center, Moffett Field, Califórnia 94035, EUA
²USRA Research Institute for Advanced Computer Science, Mountain View, Califórnia 94043, EUA
³Departamento de Física, Universidade Carnegie Mellon, Pittsburgh, Pensilvânia 15213, EUA
⁴QuTech, Delft University of Technology, Delft, Holanda
⁵Departamento de Ciência da Computação, Universidade de Toronto, Toronto, Ontário M5S 3E1, Canadá
⁶Pacific Northwest National Laboratory, Richland, Washington 99352, EUA

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Sumário

A simulação de processos quânticos gerais que descrevem interações realistas de sistemas quânticos seguindo uma evolução não unitária é um desafio para computadores quânticos convencionais que implementam portas unitárias diretamente. Analisamos complexidades para métodos promissores como a dilatação Sz.-Nagy e combinação linear de unitários que podem simular sistemas abertos pela realização probabilística de operadores não unitários, exigindo múltiplas chamadas tanto para os oráculos de codificação quanto para a preparação de estado. Propomos um algoritmo de decomposição unitária quântica (TUD) para decompor um operador dimensional $d$ $A$ com valores singulares diferentes de zero como $A=(U_1+U_2)/2$ usando o algoritmo de transformação de valor singular quântico, evitando decomposição de valor singular (SVD) classicamente cara com uma sobrecarga $O(d^3)$ no tempo. Os dois unitários podem ser implementados de forma determinista, exigindo apenas uma única chamada para o oráculo de preparação de estado para cada um. As chamadas ao oráculo de codificação também podem ser reduzidas significativamente à custa de um erro aceitável nas medições. Como o método TUD pode ser usado para implementar operadores não unitários como apenas dois unitários, ele também tem aplicações potenciais em álgebra linear e aprendizado de máquina quântica.

► dados BibTeX

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Citado por

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As citações acima são de SAO / NASA ADS (última atualização com êxito 2023-05-17 23:47:57). A lista pode estar incompleta, pois nem todos os editores fornecem dados de citação adequados e completos.

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Fonte: https://quantum-journal.org/papers/q-2023-05-15-1002/

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