Măsurarea grupării suprapuse: un cadru unificat pentru măsurarea stărilor cuantice

Republicat de Platon

Urmaritori: 0

Overlapped grouping measurement: A unified framework for measuring quantum states PlatoBlockchain Data Intelligence. Vertical Search. Ai.

Bujiao Wu^1,2, Jinzhao Sun^3,1, Qi Huang^4,1și Xiao Yuan^1,2

¹Center on Frontiers of Computing Studies, Universitatea Peking, Beijing 100871, China
²Școala de Informatică, Universitatea Peking, Beijing 100871, China
³Clarendon Laboratory, Universitatea din Oxford, Parks Road, Oxford OX1 3PU, Regatul Unit
⁴Școala de Fizică, Universitatea Peking, Beijing 100871, China

Găsiți această lucrare interesant sau doriți să discutați? Scite sau lasă un comentariu la SciRate.

Abstract

Algoritmii cuantici proiectați pentru sisteme cuantice realiste cu mai multe corpuri, cum ar fi chimia și materialele, necesită de obicei un număr mare de măsurători ale Hamiltonianului. Exploatând diferite idei, cum ar fi eșantionarea importanței, compatibilitatea observabilă sau umbrele clasice ale stărilor cuantice, au fost propuse diferite scheme avansate de măsurare pentru a reduce foarte mult costul mare de măsurare. Cu toate acestea, mecanismele de reducere a costurilor subliniate par distincte unele de altele, iar modul de a găsi sistematic schema optimă rămâne o provocare critică. Aici, abordăm această provocare propunând un cadru unificat de măsurători cuantice, încorporând metode avansate de măsurare ca cazuri speciale. Cadrul nostru ne permite să introducem o schemă generală – măsurarea prin grupare suprapusă, care exploatează simultan avantajele majorității metodelor existente. O înțelegere intuitivă a schemei este împărțirea măsurătorilor în grupuri suprapuse, fiecare constând din măsurători compatibile. Oferim strategii de grupare explicite și verificăm numeric performanța acesteia pentru diferiți hamiltonieni moleculari cu până la 16 qubiți. Rezultatul nostru numeric arată îmbunătățiri semnificative față de schemele existente. Munca noastră deschide calea pentru măsurarea cuantică eficientă și procesarea cuantică rapidă cu dispozitive cuantice actuale și pe termen scurt.

► Date BibTeX

@article{Wu2023overlappedgrouping, doi = {10.22331/q-2023-01-13-896}, url = {https://doi.org/10.22331/q-2023-01-13-896}, titlu = {Overlapped grouping măsurare: {A} cadru unificat pentru măsurarea stărilor cuantice}, autor = {Wu, Bujiao și Sun, Jinzhao și Huang, Qi și Yuan, Xiao}, jurnal = {{Quantum}}, issn = {2521-327X}, editor = {{Verein zur F{“{o}}rderung des Open Access Publizierens in den Quantenwissenschaften}}, volum = {7}, pagini = {896}, luna = ianuarie, anul = {2023} }

► Referințe

[1] Scott Aaronson. Tomografia în umbră a stărilor cuantice. SIAM Journal on Computing, 49 (5): STOC18–368, 2019. 10.1145/3188745.3188802. Adresa URL https:///doi.org/10.1145/3188745.3188802.
https: / / doi.org/ 10.1145 / 3188745.3188802

[2] Atithi Acharya, Siddhartha Saha și Anirvan M Sengupta. Tomografie umbră completă pe bază de povm, 2021. URL https:///doi.org/10.48550/arXiv.2105.05992.
https:///doi.org/10.48550/arXiv.2105.05992

[3] Ryan Babbush, Nathan Wiebe, Jarrod McClean, James McClain, Hartmut Neven și Garnet Kin-Lic Chan. Simulare cuantică de mică adâncime a materialelor. Fiz. Rev. X, 8: 011044, martie 2018. 10.1103/PhysRevX.8.011044. Adresa URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevX.8.011044.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.8.011044

[4] Kishor Bharti, Alba Cervera-Lierta, Thi Ha Kyaw, Tobias Haug, Sumner Alperin-Lea, Abhinav Anand, Matthias Degroote, Hermanni Heimonen, Jakob S. Kottmann, Tim Menke, Wai-Keong Mok, Sukin Sim, Leong-Chuan Kwek, și Alán Aspuru-Guzik. Algoritmi zgomotoși la scară intermediară cuantică (nisq), 2021. URL https:///doi.org/10.1103/RevModPhys.94.015004.
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.94.015004

[5] Carlos Bravo-Prieto, Ryan LaRose, M. Cerezo, Yigit Subasi, Lukasz Cicio și Patrick J. Coles. Rezolvator liniar cuantic variațional, 2019. URL https:///doi.org/10.48550/arXiv.1909.05820.
https:///doi.org/10.48550/arXiv.1909.05820

[6] Sergey Bravyi, Sarah Sheldon, Abhinav Kandala, David C. Mckay și Jay M. Gambetta. Atenuarea erorilor de măsurare în experimentele multiqubit. Fiz. Rev. A, 103: 042605, apr 2021. 10.1103/PhysRevA.103.042605. Adresa URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.103.042605.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.103.042605

[7] Yudong Cao, Jonathan Romero, Jonathan P. Olson, Matthias Degroote, Peter D. Johnson, Mária Kieferová, Ian D. Kivlichan, Tim Menke, Borja Peropadre, Nicolas PD Sawaya, Sukin Sim, Libor Veis și Alán Aspuru-Guzik. Chimia cuantică în era calculului cuantic. Chemical Reviews, 119 (19): 10856–10915, 2019. 10.1021/acs.chemrev.8b00803. Adresa URL https:///doi.org/10.1021/acs.chemrev.8b00803. PMID: 31469277.
https: / / doi.org/ 10.1021 / acs.chemrev.8b00803

[8] Juan Carrasquilla, Giacomo Torlai, Roger G Melko și Leandro Aolița. Reconstruirea stărilor cuantice cu modele generative. Nature Machine Intelligence, 1 (3): 155–161, 2019. 10.1038/s42256-019-0028-1. Adresa URL https:///doi.org/10.1038/s42256-019-0028-1.
https://doi.org/10.1038/s42256-019-0028-1

[9] Marco Cerezo, Andrew Arrasmith, Ryan Babbush, Simon C Benjamin, Suguru Endo, Keisuke Fujii, Jarrod R McClean, Kosuke Mitarai, Xiao Yuan, Lukasz Cicio și colab. Algoritmi cuantici variaționali. Nature Reviews Physics, 3 (9): 625–644, 2021. 10.1038/s42254-021-00348-9. Adresa URL https:///doi.org/10.1038/s42254-021-00348-9.
https://doi.org/10.1038/s42254-021-00348-9

[10] Senrui Chen, Wenjun Yu, Pei Zeng și Steven T. Flammia. Estimare robustă a umbrei. PRX Quantum, 2: 030348, septembrie 2021. 10.1103/PRXQuantum.2.030348. Adresa URL https:///doi.org/10.1103/PRXQuantum.2.030348.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PRXQuantum.2.030348

[11] Kenny Choo, Antonio Mezzacapo și Giuseppe Carleo. Stări ale rețelei neuronale fermionice pentru structura electronică ab-initio. Nature communications, 11 (1): 1–7, 2020. 10.1038/s41467-020-15724-9. Adresa URL https:///doi.org/10.1038/s41467-020-15724-9.
https://doi.org/10.1038/s41467-020-15724-9

[12] Cristina Cirstoiu, Zoe Holmes, Joseph Iosue, Lukasz Cicio, Patrick J Coles și Andrew Sornborger. Redirecționare rapidă variațională pentru simularea cuantică dincolo de timpul de coerență. npj Quantum Information, 6 (1): 1–10, 2020. URL https:///doi.org/10.1038/s41534-020-00302-0.
https://doi.org/10.1038/s41534-020-00302-0

[13] JI Colless, VV Ramasesh, D. Dahlen, MS Blok, ME Kimchi-Schwartz, JR McClean, J. Carter, WA de Jong și I. Siddiqi. Calculul spectrelor moleculare pe un procesor cuantic cu un algoritm rezistent la erori. Fiz. Rev. X, 8: 011021, februarie 2018. 10.1103/PhysRevX.8.011021. Adresa URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevX.8.011021.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.8.011021

[14] Benjamin Commeau, M. Cerezo, Zoë Holmes, Lukasz Cicio, Patrick J. Coles și Andrew Sornborger. Diagonalizare hamiltoniană variațională pentru simularea cuantică dinamică, 2020. URL https:///doi.org/10.48550/arXiv.2009.02559.
https:///doi.org/10.48550/arXiv.2009.02559

[15] Jordan Cotler și Frank Wilczek. Tomografia cuantică suprapusă. Fiz. Rev. Lett., 124: 100401, martie 2020. 10.1103/PhysRevLett.124.100401. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.124.100401.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.124.100401

[16] Ophelia Crawford, Barnaby van Straaten, Daochen Wang, Thomas Parks, Earl Campbell și Stephen Brierley. Măsurarea cuantică eficientă a operatorilor pauli în prezența erorii finite de eșantionare. Quantum, 5: 385, 2021. 10.22331/q-2021-01-20-385. Adresa URL https:///doi.org/10.22331%2Fq-2021-01-20-385.
https://doi.org/10.22331/q-2021-01-20-385

[17] EF Dumitrescu, AJ McCaskey, G. Hagen, GR Jansen, TD Morris, T. Papenbrock, RC Pooser, DJ Dean și P. Lougovski. Calcularea cuantică în cloud a unui nucleu atomic. Fiz. Rev. Lett., 120: 210501, mai 2018. 10.1103/PhysRevLett.120.210501. Adresa URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.120.210501.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.120.210501

[18] Suguru Endo, Simon C. Benjamin și Ying Li. Atenuarea practică a erorilor cuantice pentru aplicațiile din viitorul apropiat. Fiz. Rev. X, 8: 031027, iulie 2018. 10.1103/PhysRevX.8.031027. Adresa URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevX.8.031027.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.8.031027

[19] Suguru Endo, Jinzhao Sun, Ying Li, Simon C. Benjamin și Xiao Yuan. Simularea cuantică variațională a proceselor generale. Fiz. Rev. Lett., 125: 010501, iunie 2020. 10.1103/PhysRevLett.125.010501. Adresa URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.125.010501.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.125.010501

[20] Suguru Endo, Zhenyu Cai, Simon C. Benjamin și Xiao Yuan. Algoritmi hibrizi cuantic-clasici și atenuarea erorilor cuantice. Journal of the Physical Society of Japan, 90 (3): 032001, 2021. 10.7566/JPSJ.90.032001. Adresa URL https:///doi.org/10.7566/JPSJ.90.032001.
https: / / doi.org/ 10.7566 / JPSJ.90.032001

[21] Keisuke Fujii, Kaoru Mizuta, Hiroshi Ueda, Kosuke Mitarai, Wataru Mizukami și Yuya O. Nakagawa. Soluție proprie cuantică variațională profundă: o metodă de împărțire și cucerire pentru rezolvarea unei probleme mai mari cu calculatoare cuantice de dimensiuni mai mici. PRX Quantum, 3: 010346, martie 2022. 10.1103/PRXQuantum.3.010346. URL https:///doi.org/10.1103/PRXQuantum.3.010346.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PRXQuantum.3.010346

[22] Joe Gibbs, Kaitlin Gili, Zoë Holmes, Benjamin Commeau, Andrew Arrasmith, Lukasz Cicio, Patrick J. Coles și Andrew Sornborger. Simulări de lungă durată cu fidelitate ridicată pe hardware cuantic, 2021. URL https:///arxiv.org/abs/2102.04313.
arXiv: 2102.04313

[23] Tudor Giurgica-Tiron, Yousef Hindy, Ryan LaRose, Andrea Mari și William J. Zeng. Extrapolarea digitală a zgomotului zero pentru atenuarea erorilor cuantice. În 2020 IEEE International Conference on Quantum Computing and Engineering (QCE), paginile 306–316, 2020. 10.1109/QCE49297.2020.00045. URL https:///doi.org/10.1109/QCE49297.2020.00045.
https: / / doi.org/ 10.1109 / QCE49297.2020.00045

[24] Pranav Gokhale, Olivia Angiuli, Yongshan Ding, Kaiwen Gui, Teague Tomesh, Martin Suchara, Margaret Martonosi și Frederic T Chong. Minimizarea pregătirilor de stare în soluția proprie cuantică variațională prin împărțirea în familii de navetă. Adresa URL https:///doi.org/10.48550/arXiv.1907.13623.
https:///doi.org/10.48550/arXiv.1907.13623

[25] Harper R Grimsley, Sophia E Economou, Edwin Barnes și Nicholas J Mayhall. Un algoritm variațional adaptiv pentru simulări moleculare exacte pe un computer cuantic. Nature comm., 10 (1): 1–9, 2019. 10.1038/s41467-018-07090-4. Adresa URL https:///doi.org/10.1038/s41467-019-10988-2.
https://doi.org/10.1038/s41467-018-07090-4

[26] Charles Hadfield. Adaptive pauli shadows for energy estimation, 2021. URL https:///doi.org/10.48550/arXiv.2105.12207.
https:///doi.org/10.48550/arXiv.2105.12207

[27] Charles Hadfield, Sergey Bravyi, Rudy Raymond și Antonio Mezzacapo. Măsurătorile hamiltonienilor cuantici cu umbre clasice părtinitoare la nivel local. Communications in Mathematical Physics, 391 (3): 951–967, 2022. 10.1007/s00220-022-04343-8. Adresa URL https:///doi.org/10.1007/s00220-022-04343-8.
https://doi.org/10.1007/s00220-022-04343-8

[28] Cornelius Hempel, Christine Maier, Jonathan Romero, Jarrod McClean, Thomas Monz, Heng Shen, Petar Jurcevic, Ben P. Lanyon, Peter Love, Ryan Babbush, Alán Aspuru-Guzik, Rainer Blatt și Christian F. Roos. Calcule de chimie cuantică pe un simulator cuantic cu ioni prinși. Fiz. Rev. X, 8: 031022, iulie 2018. 10.1103/PhysRevX.8.031022. Adresa URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevX.8.031022.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.8.031022

[29] Oscar Higgott, Daochen Wang și Stephen Brierley. Calcul cuantic variațional al stărilor excitate. Quantum, 3: 156, iulie 2019. ISSN 2521-327X. 10.22331/q-2019-07-01-156. URL https:///doi.org/10.22331/q-2019-07-01-156.
https://doi.org/10.22331/q-2019-07-01-156

[30] Stefan Hillmich, Charles Hadfield, Rudy Raymond, Antonio Mezzacapo și Robert Wille. Diagrame de decizie pentru măsurători cuantice cu circuite superficiale. În 2021 IEEE International Conference on Quantum Computing and Engineering (QCE), paginile 24–34, 2021. 10.1109/QCE52317.2021.00018. Adresa URL https:///doi.org/10.1109/QCE52317.2021.00018.
https: / / doi.org/ 10.1109 / QCE52317.2021.00018

[31] Hsin-Yuan Huang, Richard Kueng și John Preskill. Prezicerea multor proprietăți ale unui sistem cuantic din foarte puține măsurători. Nature Physics, 16 (10): 1050–1057, 2020. 10.1038/s41567-020-0932-7. URL https:///doi.org/10.1038/s41567-020-0932-7.
https://doi.org/10.1038/s41567-020-0932-7

[32] Hsin-Yuan Huang, Kishor Bharti și Patrick Rebentrost. Algoritmi cuantici pe termen scurt pentru sisteme liniare de ecuații cu funcții de pierdere de regresie. New Journal of Physics, 23 (11): 113021, nov 2021a. 10.1088/1367-2630/ac325f. Adresa URL https:///doi.org/10.1088/1367-2630/ac325f.
https:///doi.org/10.1088/1367-2630/ac325f

[33] Hsin-Yuan Huang, Richard Kueng și John Preskill. Estimarea eficientă a observabilelor pauli prin derandomizare. Fiz. Rev. Lett., 127: 030503, iulie 2021b. 10.1103/PhysRevLett.127.030503. Adresa URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.127.030503.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.127.030503

[34] William J Huggins, Jarrod R McClean, Nicholas C Rubin, Zhang Jiang, Nathan Wiebe, K Birgitta Whaley și Ryan Babbush. Măsurători eficiente și rezistente la zgomot pentru chimia cuantică pe computere cuantice pe termen scurt. npj Quantum Information, 7 (1): 1–9, 2021. 10.1038/s41534-020-00341-7. Adresa URL https:///doi.org/10.1038/s41534-020-00341-7.
https://doi.org/10.1038/s41534-020-00341-7

[35] Artur F Izmaylov, Tzu-Ching Yen, Robert A Lang și Vladyslav Verteletskyi. Abordarea partiționării unitare a problemei de măsurare în metoda soluției proprii cuantice variaționale. Jurnalul de teorie și calcul chimic, 16 (1): 190–195, 2019a. 10.1021/acs.jctc.9b00791. Adresa URL https:///doi.org/10.1021/acs.jctc.9b00791.
https: / / doi.org/ 10.1021 / acs.jctc.9b00791

[36] Artur F Izmaylov, Tzu-Ching Yen și Ilya G Ryabinkin. Revizuirea procesului de măsurare în soluția proprie cuantică variațională: este posibil să se reducă numărul de operatori măsurați separat? Chemical science, 10 (13): 3746–3755, 2019b. 10.1039/C8SC05592K. Adresa URL https:///doi.org/10.1039/C8SC05592K.
https: / / doi.org/ 10.1039 / C8SC05592K

[37] Andrew Jena, Scott Genin și Michele Mosca. Partiționarea Pauli cu privire la seturile de porți, 2019. URL https:///doi.org/10.48550/arXiv.1907.07859.
https:///doi.org/10.48550/arXiv.1907.07859

[38] Abhinav Kandala, Antonio Mezzacapo, Kristan Temme, Maika Takita, Markus Brink, Jerry M Chow și Jay M Gambetta. Eigensolver cuantic variațional eficient din punct de vedere hardware pentru molecule mici și magneți cuantici. Nature, 549 (7671): 242–246, 2017. 10.1038/nature23879. URL https:///doi.org/10.1038/nature23879.
https: / / doi.org/ 10.1038 / nature23879

[39] Ying Li și Simon C. Benjamin. Simulator cuantic variațional eficient care încorporează minimizarea activă a erorilor. Fiz. Rev. X, 7: 021050, iunie 2017. 10.1103/PhysRevX.7.021050. Adresa URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevX.7.021050.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.7.021050

[40] Jin-Guo Liu, Yi-Hong Zhang, Yuan Wan și Lei Wang. Rezolvare proprie cuantică variațională cu mai puțini qubiți. Fiz. Rev. Research, 1: 023025, septembrie 2019. 10.1103/PhysRevResearch.1.023025. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevResearch.1.023025.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevResearch.1.023025

[41] He Ma, Marco Govoni și Giulia Galli. Simulări cuantice ale materialelor pe calculatoare cuantice pe termen scurt. npj Computational Materials, 6 (1): 1–8, 2020. 10.1038/s41524-020-00353-z. Adresa URL https:///doi.org/10.1038/s41524-020-00353-z.
https: / / doi.org/ 10.1038 / s41524-020-00353-z

[42] Sam McArdle, Tyson Jones, Suguru Endo, Ying Li, Simon C Benjamin și Xiao Yuan. Simularea cuantică variațională bazată pe ansatz a evoluției timpului imaginar. npj Quantum Information, 5 (1): 1–6, 2019. 10.1038/s41534-019-0187-2. URL https:///doi.org/10.1038/s41534-019-0187-2.
https://doi.org/10.1038/s41534-019-0187-2

[43] Sam McArdle, Suguru Endo, Alán Aspuru-Guzik, Simon C. Benjamin și Xiao Yuan. Chimie computațională cuantică. Rev. Mod. Phys., 92: 015003, martie 2020. 10.1103/RevModPhys.92.015003. URL https:///doi.org/10.1103/RevModPhys.92.015003.
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.92.015003

[44] Jarrod R McClean, Jonathan Romero, Ryan Babbush și Alán Aspuru-Guzik. Teoria algoritmilor hibrizi variaționali cuantic-clasici. New Journal of Physics, 18 (2): 023023, feb 2016. 10.1088/1367-2630/18/2/023023. URL https:///doi.org/10.1088/1367-2630/18/2/023023.
https://doi.org/10.1088/1367-2630/18/2/023023

[45] Jarrod R McClean, Mollie E Kimchi-Schwartz, Jonathan Carter și Wibe A de Jong. Ierarhie hibridă cuantică-clasică pentru atenuarea decoerenței și determinarea stărilor excitate. Physical Review A, 95 (4): 042308, 2017. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.95.042308.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.95.042308

[46] Jarrod R McClean, Zhang Jiang, Nicholas C Rubin, Ryan Babbush și Hartmut Neven. Decodificarea erorilor cuantice cu expansiuni subspațiale. Nature Communications, 11 (1): 1–9, 2020. 10.1038/s41467-020-14341-w. Adresa URL https:///doi.org/10.1038/s41467-020-14341-w.
https: / / doi.org/ 10.1038 / s41467-020-14341-w

[47] Nikolaj Moll, Panagiotis Barkoutsos, Lev S Bishop, Jerry M Chow, Andrew Cross, Daniel J Egger, Stefan Filipp, Andreas Fuhrer, Jay M Gambetta, Marc Ganzhorn și colab. Optimizare cuantică folosind algoritmi variaționali pe dispozitive cuantice pe termen scurt. Quantum Science and Technology, 3 (3): 030503, 2018. 10.1088/2058-9565/aab822. Adresa URL https:///doi.org/10.1088/2058-9565/aab822.
https: / / doi.org/ 10.1088 / 2058-9565 / aab822

[48] Ken M Nakanishi, Kosuke Mitarai și Keisuke Fujii. Soluție proprie cuantică variațională de căutare subspațială pentru stări excitate. Physical Review Research, 1 (3): 033062, 2019. 10.1103/PhysRevResearch.1.033062. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevResearch.1.033062.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevResearch.1.033062

[49] Bryan O'Gorman, William J Huggins, Eleanor G Rieffel și K Birgitta Whaley. Rețele de schimb generalizate pentru calculul cuantic pe termen scurt, 2019. URL https:///doi.org/10.48550/arXiv.1905.05118.
https:///doi.org/10.48550/arXiv.1905.05118

[50] PJJ O'Malley, R. Babbush, ID Kivlichan, J. Romero, JR McClean, R. Barends, J. Kelly, P. Roushan, A. Tranter, N. Ding, B. Campbell, Y. Chen, Z. Chen , B. Chiaro, A. Dunsworth, AG Fowler, E. Jeffrey, E. Lucero, A. Megrant, JY Mutus, M. Neeley, C. Neill, C. Quintana, D. Sank, A. Vainsencher, J. Wenner , TC White, PV Coveney, PJ Love, H. Neven, A. Aspuru-Guzik și JM Martinis. Simulare cuantică scalabilă a energiilor moleculare. Fiz. Rev. X, 6: 031007, iulie 2016. 10.1103/PhysRevX.6.031007. Adresa URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevX.6.031007.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.6.031007

[51] Matthew Otten și Stephen K Gray. Contabilizarea erorilor în algoritmii cuantici prin reducerea individuală a erorilor. Npj Quantum Inf., 5 (1): 11, 2019. 10.1038/s41534-019-0125-3. URL https:///doi.org/10.1038/s41534-019-0125-3.
https://doi.org/10.1038/s41534-019-0125-3

[52] Alberto Peruzzo, Jarrod McClean, Peter Shadbolt, Man-Hong Yung, Xiao-Qi Zhou, Peter J Love, Alán Aspuru-Guzik și Jeremy L O'brien. Un rezolvator de valori proprii variaționale pe un procesor cuantic fotonic. Nature comm., 5: 4213, 2014. 10.1038/ncomms5213. Adresa URL https:///doi.org/10.1038/ncomms5213.
https: / / doi.org/ 10.1038 / ncomms5213

[53] John Preskill. Calculul cuantic în era nisq și nu numai. Quantum, 2: 79, 2018. 10.22331/q-2018-08-06-79. URL https:///doi.org/10.22331/q-2018-08-06-79.
https://doi.org/10.22331/q-2018-08-06-79

[54] Google AI Quantum, Colaboratori*†, Frank Arute, Kunal Arya, Ryan Babbush, Dave Bacon, Joseph C Bardin, Rami Barends, Sergio Boixo, Michael Broughton, Bob B Buckley și colab. Hartree-fock pe un computer cuantic qubit supraconductor. Science, 369 (6507): 1084–1089, 2020. 10.1126/science.abb9811. Adresa URL https:///doi.org/10.1126/science.abb9811.
https: / / doi.org/ 10.1126 / science.abb9811

[55] Nicholas C Rubin, Ryan Babbush și Jarrod McClean. Aplicarea constrângerilor marginale fermionice la algoritmi cuantici hibrizi. New Journal of Physics, 20 (5): 053020, mai 2018. 10.1088/1367-2630/aab919. URL https:///doi.org/10.1088/1367-2630/aab919.
https: / / doi.org/ 10.1088 / 1367-2630 / aab919

[56] Ariel Shlosberg, Andrew J. Jena, Priyanka Mukhopadhyay, Jan F. Haase, Felix Leditzky și Luca Dellantonio. Estimarea adaptivă a observabilelor cuantice, 2021. URL https:///doi.org/10.48550/arXiv.2110.15339.
https:///doi.org/10.48550/arXiv.2110.15339

[57] Armands Strikis, Dayue Qin, Yanzhu Chen, Simon C. Benjamin și Ying Li. Atenuarea erorilor cuantice bazată pe învățare. PRX Quantum, 2: 040330, noiembrie 2021. 10.1103/PRXQuantum.2.040330. Adresa URL https:///doi.org/10.1103/PRXQuantum.2.040330.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PRXQuantum.2.040330

[58] GI Struchalin, Ya. A. Zagorovskii, EV Kovlakov, SS Straupe și SP Kulik. Estimarea experimentală a proprietăților stării cuantice din umbrele clasice. PRX Quantum, 2: 010307, ianuarie 2021. 10.1103/PRXQuantum.2.010307. URL https:///doi.org/10.1103/PRXQuantum.2.010307.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PRXQuantum.2.010307

[59] Jinzhao Sun, Xiao Yuan, Takahiro Tsunoda, Vlatko Vedral, Simon C. Benjamin și Suguru Endo. Atenuarea zgomotului realist în dispozitivele cuantice zgomotoase practice la scară intermediară. Fiz. Rev. Applied, 15: 034026, martie 2021. 10.1103/PhysRevApplied.15.034026. Adresa URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevApplied.15.034026.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevApplied.15.034026

[60] Jinzhao Sun, Suguru Endo, Huiping Lin, Patrick Hayden, Vlatko Vedral și Xiao Yuan. Simulare cuantică perturbatoare, septembrie 2022. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.129.120505.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.129.120505

[61] Kristan Temme, Sergey Bravyi și Jay M. Gambetta. Reducerea erorilor pentru circuitele cuantice de scurtă adâncime. Fiz. Rev. Lett., 119: 180509, noiembrie 2017. 10.1103/PhysRevLett.119.180509. Adresa URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.119.180509.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.119.180509

[62] Giacomo Torlai, Guglielmo Mazzola, Juan Carrasquilla, Matthias Troyer, Roger Melko și Giuseppe Carleo. Tomografia cuantică în stare cu rețea neuronală. Nature Physics, 14 (5): 447–450, 2018. 10.1038/s41567-018-0048-5. Adresa URL https:///doi.org/10.1038/s41567-018-0048-5.
https://doi.org/10.1038/s41567-018-0048-5

[63] Giacomo Torlai, Guglielmo Mazzola, Giuseppe Carleo și Antonio Mezzacapo. Măsurarea precisă a observabilelor cuantice cu estimatori de rețele neuronale. Fiz. Rev. Res., 2: 022060, iunie 2020. 10.1103/PhysRevResearch.2.022060. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevResearch.2.022060.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevResearch.2.022060

[64] Harish J Vallury, Michael A Jones, Charles D Hill și Lloyd CL Hollenberg. Corecția momentelor calculate cuantice la estimări variaționale. Quantum, 4: 373, 2020. 10.22331/q-2020-12-15-373. Adresa URL https:///doi.org/10.22331/q-2020-12-15-373.
https://doi.org/10.22331/q-2020-12-15-373

[65] Vladyslav Verteletskyi, Tzu-Ching Yen și Artur F Izmaylov. Optimizarea măsurătorilor în soluția proprie cuantică variațională folosind o acoperire minimă de clică. Jurnalul de fizică chimică, 152 (12): 124114, 2020. 10.1063/1.5141458. URL https:///doi.org/10.1063/1.5141458.
https: / / doi.org/ 10.1063 / 1.5141458

[66] Samson Wang, Enrico Fontana, Marco Cerezo, Kunal Sharma, Akira Sone, Lukasz Cicio și Patrick J Coles. Platouri sterile induse de zgomot în algoritmi cuantici variaționali. Nature communications, 12 (1): 1–11, 2021. 10.1038/s41467-021-27045-6. Adresa URL https:///doi.org/10.1038/s41467-021-27045-6.
https://doi.org/10.1038/s41467-021-27045-6

[67] Dave Wecker, Matthew B. Hastings și Matthias Troyer. Progrese către algoritmi variaționali cuantici practici. Fiz. Rev. A, 92: 042303, oct 2015. 10.1103/PhysRevA.92.042303. Adresa URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.92.042303.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.92.042303

[68] Xiaosi Xu, Jinzhao Sun, Suguru Endo, Ying Li, Simon C. Benjamin și Xiao Yuan. Algoritmi variaționali pentru algebră liniară. Science Bulletin, 2021. ISSN 2095-9273. 10.1016/j.scib.2021.06.023. URL https:///doi.org/10.1016/j.scib.2021.06.023.
https: / / doi.org/ 10.1016 / j.scib.2021.06.023

[69] Zhi-Cheng Yang, Armin Rahmani, Alireza Shabani, Hartmut Neven și Claudio Chamon. Optimizarea algoritmilor cuantici variaționali folosind principiul minim al pontryagin. Fiz. Rev. X, 7: 021027, mai 2017. 10.1103/PhysRevX.7.021027. Adresa URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevX.7.021027.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.7.021027

[70] Tzu-Ching Yen, Vladyslav Verteletskyi și Artur F Izmaylov. Măsurarea tuturor operatorilor compatibili într-o serie de măsurători cu un singur qubit folosind transformări unitare. Journal of chemical theory and calculation, 16 (4): 2400–2409, 2020. 10.1021/acs.jctc.0c00008. Adresa URL https:///doi.org/10.1021/acs.jctc.0c00008.
https: / / doi.org/ 10.1021 / acs.jctc.0c00008

[71] Tzu-Ching Yen, Aadithya Ganeshram și Artur F Izmaylov. Îmbunătățiri deterministe ale măsurătorilor cuantice cu gruparea operatorilor compatibili, transformări non-locale și estimări de covarianță, 2022. URL https://doi.org/10.48550/arXiv.2201.01471.
https:///doi.org/10.48550/arXiv.2201.01471

[72] Xiao Yuan, Suguru Endo, Qi Zhao, Ying Li și Simon C Benjamin. Teoria simulării cuantice variaționale. Quantum, 3: 191, 2019. 10.22331/q-2019-10-07-191. Adresa URL https:///doi.org/10.22331/q-2019-10-07-191.
https://doi.org/10.22331/q-2019-10-07-191

[73] Xiao Yuan, Jinzhao Sun, Junyu Liu, Qi Zhao și You Zhou. Simulare cuantică cu rețele hibride de tensori. Fiz. Rev. Lett., 127: 040501, iulie 2021. 10.1103/PhysRevLett.127.040501. Adresa URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.127.040501.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.127.040501

[74] Ting Zhang, Jinzhao Sun, Xiao-Xu Fang, Xiao-Ming Zhang, Xiao Yuan și He Lu. Măsurarea experimentală a stării cuantice cu umbre clasice. Fiz. Rev. Lett., 127: 200501, noiembrie 2021. 10.1103/PhysRevLett.127.200501. Adresa URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.127.200501.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.127.200501

[75] Zi-Jian Zhang, Jinzhao Sun, Xiao Yuan și Man-Hong Yung. Simulare hamiltoniană de mică adâncime prin formulă de produs adaptiv, 2020. URL https:///doi.org/10.48550/arXiv.2011.05283.
https:///doi.org/10.48550/arXiv.2011.05283

[76] Andrew Zhao, Andrew Tranter, William M. Kirby, Shu Fay Ung, Akimasa Miyake și Peter J. Love. Reducerea măsurătorilor în algoritmi cuantici variaționali. Fiz. Rev. A, 101: 062322, iunie 2020. 10.1103/PhysRevA.101.062322. Adresa URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.101.062322.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.101.062322

[77] Andrew Zhao, Nicholas C. Rubin și Akimasa Miyake. Tomografia parțială fermionică prin umbre clasice. Fiz. Rev. Lett., 127: 110504, septembrie 2021. 10.1103/PhysRevLett.127.110504. Adresa URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.127.110504.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.127.110504

[78] Leo Zhou, Sheng-Tao Wang, Soonwon Choi, Hannes Pichler și Mikhail D. Lukin. Algoritm de optimizare cuantică aproximativă: performanță, mecanism și implementare pe dispozitive pe termen scurt. Fiz. Rev. X, 10: 021067, iunie 2020. 10.1103/PhysRevX.10.021067. Adresa URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevX.10.021067.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.10.021067

Citat de

[1] Kouhei Nakaji, Suguru Endo, Yuichiro Matsuzaki și Hideaki Hakoshima, „Measurement optimization of variational quantum simulation by classical shadow and derandomization”, arXiv: 2208.13934.

[2] Dax Enshan Koh și Sabee Grewal, „Classical Shadows With Noise”, arXiv: 2011.11580.

[3] Andrew Zhao, Nicholas C. Rubin și Akimasa Miyake, „Tomografie parțială fermionica prin umbre clasice”, Scrisori de revizuire fizică 127 11, 110504 (2021).

[4] Daniel McNulty, Filip B. Maciejewski și Michał Oszmaniec, „Estimarea Hamiltonianilor cuantici prin măsurători comune ale observabililor zgomotoși non-commuting”, arXiv: 2206.08912.

[5] Masaya Kohda, Ryosuke Imai, Keita Kanno, Kosuke Mitarai, Wataru Mizukami și Yuya O. Nakagawa, „Estimarea cuantică a așteptărilor-valoare prin eșantionare pe bază de calcul”, Cercetare fizică de revizuire 4 3, 033173 (2022).

[6] Junyu Liu, Zimu Li, Han Zheng, Xiao Yuan și Jinzhao Sun, „Către un algoritm cuantic variațional Jordan-Lee-Preskill”, Învățare automată: știință și tehnologie 3 4, 045030 (2022).

[7] Bryce Fuller, Charles Hadfield, Jennifer R. Glick, Takashi Imamichi, Toshinari Itoko, Richard J. Thompson, Yang Jiao, Marna M. Kagele, Adriana W. Blom-Schieber, Rudy Raymond și Antonio Mezzacapo, „Approximate Solutions a problemelor combinatorii prin relaxări cuantice”, arXiv: 2111.03167.

[8] Ting Zhang, Jinzhao Sun, Xiao-Xu Fang, Xiao-Ming Zhang, Xiao Yuan și He Lu, „Măsurarea experimentală a stării cuantice cu umbre clasice”, Scrisori de revizuire fizică 127 20, 200501 (2021).

[9] Tzu-Ching Yen, Aadithya Ganeshram și Artur F. Izmaylov, „Îmbunătățiri deterministe ale măsurătorilor cuantice cu gruparea operatorilor compatibili, transformări non-locale și estimări de covarianță”, arXiv: 2201.01471.

[10] Kaifeng Bu, Dax Enshan Koh, Roy J. Garcia și Arthur Jaffe, „Classical shadows with Pauli-invariant unitary ensembles”, arXiv: 2202.03272.

[11] Weitang Li, Zigeng Huang, Changsu Cao, Yifei Huang, Zhigang Shuai, Xiaoming Sun, Jinzhao Sun, Xiao Yuan și Dingshun Lv, „Toward Practical Quantum Embedding Simulation of Realistic Chemical Systems on Near-term Quantum Computers”, arXiv: 2109.08062.

[12] Ariel Shlosberg, Andrew J. Jena, Priyanka Mukhopadhyay, Jan F. Haase, Felix Leditzky și Luca Dellantonio, „Adaptive estimation of quantum observables”, arXiv: 2110.15339.

[13] Zi-Jian Zhang, Jinzhao Sun, Xiao Yuan și Man-Hong Yung, „Simulare Hamiltoniană la adâncime redusă prin formula de produs adaptiv”, arXiv: 2011.05283.

[14] Yusen Wu, Bujiao Wu, Jingbo Wang și Xiao Yuan, „Avantaj dovedibil în învățarea în fază cuantică prin Alphatron cuantic Kernel”, arXiv: 2111.07553.

[15] Daniel Miller, Laurin E. Fischer, Igor O. Sokolov, Panagiotis Kl. Barkoutsos și Ivano Tavernelli, „Circuite de diagonalizare adaptate hardware”, arXiv: 2203.03646.

[16] Zhenhuan Liu, Pei Zeng, You Zhou și Mile Gu, „Caracterizarea corelației în cadrul sistemelor cuantice multipartite prin măsurători randomizate locale”, Revista fizică A 105 2, 022407 (2022).

[17] William Kirby, Mario Motta și Antonio Mezzacapo, „Metoda Lanczos exactă și eficientă pe un computer cuantic”, arXiv: 2208.00567.

[18] Marco Majland, Rasmus Berg Jensen, Mads Greisen Højlund, Nikolaj Thomas Zinner și Ove Christiansen, „Runtime optimization for vibrational structure on quantum computers: coordinates and measurement schemes”, arXiv: 2211.11615.

[19] Seonghoon Choi, Ignacio Loaiza și Artur F. Izmaylov, „Fragmente fermionice fluide pentru optimizarea măsurătorilor cuantice ale Hamiltonienilor electronici în soluția proprie cuantică variațională”, arXiv: 2208.14490.

[20] Tianren Gu, Xiao Yuan și Bujiao Wu, „Scheme de măsurare eficiente pentru sistemele bosonice”, arXiv: 2210.13585.

[21] You Zhou și Qing Liu, „Analiza performanței estimării umbrei multi-shot”, arXiv: 2212.11068.

[22] Xiao-Ming Zhang, Zixuan Huo, Kecheng Liu, Ying Li și Xiao Yuan, „Compilatorul de circuit aleator imparțial pentru simularea hamiltoniană dependentă de timp”, arXiv: 2212.09445.

[23] Alexander Gresch și Martin Kliesch, „Guaranteed efficient energy estimation of quantum many-body Hamiltonians using ShadowGrouping”, arXiv: 2301.03385.

[24] Andrew Jena, Scott N. Genin și Michele Mosca, „Optimizarea măsurării soluției proprii cuantice variaționale prin partiționarea operatorilor Pauli folosind porți Clifford multiqubit pe hardware cuantic zgomotos la scară intermediară”, Revista fizică A 106 4, 042443 (2022).

Citatele de mai sus sunt din ADS SAO / NASA (ultima actualizare cu succes 2023-01-13 11:36:07). Lista poate fi incompletă, deoarece nu toți editorii furnizează date de citare adecvate și complete.

Nu a putut să aducă Date citate încrucișate în ultima încercare 2023-01-13 11:36:05: Nu s-au putut prelua date citate pentru 10.22331 / q-2023-01-13-896 de la Crossref. Acest lucru este normal dacă DOI a fost înregistrat recent.

Acest Lucru este publicat în Quantum sub Creative Commons Atribuire 4.0 internațională (CC BY 4.0) licență. Drepturile de autor rămân la deținătorii de drepturi de autor originale, precum autorii sau instituțiile lor.

Distribuție de conținut bazat pe SEO și PR. Amplifică-te astăzi.
Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. Cunoștințe amplificate. Accesați Aici.
Sursa: https://quantum-journal.org/papers/q-2023-01-13-896/

Timestamp-ul: Ianuarie 13, 2023

Timestamp-ul: Octombrie 3, 2023

Măsurarea grupării suprapuse: un cadru unificat pentru măsurarea stărilor cuantice

Republicat de Platon

Abstract

► Date BibTeX

► Referințe

Citat de

Mai mult de la Jurnalul cuantic

Avantaj cuantic folosind fotoni răsuciți de dimensiuni înalte ca automate finite cuantice

Complexitatea mașinilor cu vector de suport cuantic

Operații clasice înlocuibile

Sinteză variațională eficientă a circuitelor cuantice cu optimizare coerentă multi-start

Simularea cuantică a materialelor bateriilor folosind pseudopotențiale ionice

Schema de codare QLDPC-GKP cu rată finită care depășește limitarea CSS Hamming

Traiectorii obiective în dinamica hibridă clasic-cuantică

Generare experimentală de încurcătură pentru distribuția cheii cuantice dincolo de 1 Gbit/s

Estimarea simultană a mai multor valori proprii cu circuit cuantic de scurtă adâncime pe calculatoare cuantice timpurii tolerante la erori

Codificare cuantică și analiză asupra procesului stocastic în timp continuu cu aplicații financiare

Despre noi

Căutare verticală și Ai

Platformă

Rămâneți conectat

Cont