Надежное и эффективное гамильтоновое обучение

Переиздано Платоном

Читают: 0

Венцзюнь Ю^1,2, Цзиньчжао Сун^3,4, Цзэяо Хань⁵, и Сяо Юань²

¹QICI, факультет компьютерных наук, Гонконгский университет, Покфулам-роуд, Гонконг, Китай
²Центр передовых компьютерных исследований, Пекинский университет, Пекин 100871, Китай
³Лаборатория Кларендона, Оксфордский университет, Оксфорд OX1 3PU, Великобритания
⁴Quantum Advantage Research, Пекин 100080, Китай
⁵Школа физики Пекинского университета, Пекин 100871, Китай

Находите эту статью интересной или хотите обсудить? Scite или оставить комментарий на SciRate.

Абстрактные

С быстрым развитием квантовых технологий размеры как цифровых, так и аналоговых квантовых систем резко увеличиваются. Для лучшего контроля и понимания квантовой аппаратуры важной задачей является характеристика взаимодействия, т. е. изучение гамильтониана, определяющего как статические, так и динамические свойства системы. Обычные гамильтоновы методы обучения либо требуют дорогостоящей томографии процессов, либо принимают непрактичные предположения, такие как предварительная информация о гамильтоновой структуре и основном или тепловом состоянии системы. В этой работе мы представляем надежный и эффективный гамильтоновый метод обучения, который обходит эти ограничения, основываясь только на умеренных предположениях. Предлагаемый метод может эффективно изучать любой разреженный гамильтониан на базе Паули, используя только кратковременную динамику и локальные операции без какой-либо информации о гамильтониане или подготовки каких-либо собственных состояний или тепловых состояний. Метод имеет масштабируемую сложность и исчезающую вероятность отказа в отношении количества кубитов. Между тем, он работает стабильно, учитывая наличие ошибок подготовки состояния и измерения, а также устойчиво к определенному количеству цепей и дробового шума. Мы численно тестируем масштабирование и точность оценки метода для гамильтониана Изинга поперечного поля со случайными силами взаимодействия и молекулярными гамильтонианами, как с различными размерами, так и с добавленным вручную шумом. Все эти результаты подтверждают надежность и эффективность метода, прокладывая путь к систематическому пониманию динамики больших квантовых систем.

Надежное и эффективное гамильтоновое обучение. Анализ данных PlatoBlockchain. Вертикальный поиск. Ай.

Рекомендуемое изображение: На этом рисунке представлена вся процедура предлагаемого метода, которая разделена на два этапа. На первом этапе мы в основном фокусируемся на извлечении информации Паули из желаемого гамильтониана. Схема (а) служит подпрограммой для оценки точности канала эволюции. Мы принимаем структуру рандомизированного бенчмаркинга, чтобы обеспечить устойчивость к шуму схемы. График (b) использует условия точности для оценки частоты ошибок Паули, которые равны квадрату разложения Паули гамильтониана. На втором этапе мы завершаем обучение, оценивая информацию о знаках разложений Паули. Мы реализуем схему (c) со вставленной эволюцией, чтобы построить систему уравнений томографическим способом. Поскольку мы случайным образом выбираем состояния и измерения, мы можем доказать устойчивость к ошибкам спама.

► Данные BibTeX

@article{Yu2023робастэффективный, doi = {10.22331/q-2023-06-29-1045}, url = {https://doi.org/10.22331/q-2023-06-29-1045}, title = {надежный и {E}эффективный {H}амилтоновский {L}заработок}, автор = {Ю, Вэньцзюнь и Сунь, Цзиньчжао и Хань, Цзэяо и Юань, Сяо}, журнал = {{Quantum}}, issn = {2521-327X}, издатель = {{Verein zur F{"{o}}rderung des Open Access Publizierens in den Quantenwissenschaften}}, том = {7}, страницы = {1045}, месяц = июнь, год = {2023} }

► Рекомендации

[1] Фрэнк Аруте, Кунал Арья, Райан Бэббуш, Дэйв Бэкон, Джозеф К. Бардин, Рами Барендс, Рупак Бисвас, Серхио Бойшо, Фернандо GSL Брандао, Дэвид А. Буэлл, Брайан Беркетт, Ю Чен, Зиджун Чен, Бен Чиаро, Роберто Коллинз, Уильям Кортни, Эндрю Дансворт, Эдвард Фархи, Брукс Фоксен, Остин Фаулер, Крейг Гидни, Марисса Джустина, Роб Графф, Кейт Герин, Стив Хабеггер, Мэтью П. Харриган, Майкл Дж. Хартманн, Алан Хо, Маркус Хоффманн, Трент Хуанг, Трэвис С. Хамбл, Сергей В. Исаков, Эван Джеффри, Чжан Цзян, Двир Кафри, Константин Кечеджи, Джулиан Келли, Пол В. Климов, Сергей Кныш, Александр Коротков, Федор Кострица, Дэвид Ландхейс, Майк Линдмарк, Эрик Лусеро, Дмитрий Лях, Сальваторе Мандра, Джаррод Р. МакКлин, Мэттью МакИвен, Энтони Мегрант, Сяо Ми, Кристель Мичильсен, Масуд Мохсени, Джош Мутус, Офер Нааман, Мэттью Нили, Чарльз Нил, Мерфи Юэчжен Ниу, Эрик Остби, Андре Петухов, Джон К. Платт Крис Кинтана, Элеонора Г. Риффель, Педрам Рушан, Николас С. Рубин, Дэниел Санк,Кевин Дж. Сатцингер, Вадим Смелянский, Кевин Дж. Сунг, Мэтью Д. Тревитик, Амит Вайнсенчер, Бенджамин Вильялонга, Теодор Уайт, З. Джейми Яо, Пинг Йе, Адам Залцман, Хартмут Невен и Джон М. Мартинис. Квантовое превосходство с использованием программируемого сверхпроводящего процессора. Nature, 574 (7779): 505–510, октябрь 2019 г. 10.1038 / s41586-019-1666-5.
https://doi.org/10.1038/s41586-019-1666-5

[2] C Neill, T McCourt, X Mi, Z Jiang, MY Niu, W Mruczkiewicz, I Aleiner, F Arute, K Arya, J Atalaya, et al. Точное вычисление электронных свойств квантового кольца. Nature, 594 (7864): 508–512, 2021. 10.1038/s41586-021-03576-2.
https://doi.org/10.1038/s41586-021-03576-2

[3] Сепер Эбади, Тоут Т Ван, Гарри Левин, Александр Кислинг, Джулия Семегини, Ахмед Омран, Долев Блувштейн, Рейн Самайдар, Ханнес Пихлер, Вен Вей Хо и др. Квантовые фазы вещества на 256-атомном программируемом квантовом симуляторе. Nature, 595 (7866): 227–232, 2021. 10.1038/s41586-021-03582-4.
https://doi.org/10.1038/s41586-021-03582-4

[4] Юлинь Ву, Ван-Су Бао, Сируи Цао, Фушэн Чен, Мин-Ченг Чен, Сявэй Чен, Тун-Сун Чун, Хуэй Дэн, Яцзе Ду, Даоджин Фан и др. Сильное квантовое вычислительное преимущество с использованием сверхпроводящего квантового процессора. Письма с физическим обзором, 127 (18): 180501, 2021. 10.1103/PhysRevLett.127.180501.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.127.180501

[5] Мин Гонг, Шию Ван, Чен Чжа, Мин-Ченг Чен, Хе-Лян Хуан, Юлинь Ву, Цинлин Чжу, Ювэй Чжао, Шаовей Ли, Шаоцзюнь Го и др. Квантовые прогулки на программируемом двумерном 62-кубитном сверхпроводящем процессоре. Science, 372 (6545): 948–952, 2021. 10.1126/science.abg7812.
https: / / doi.org/ 10.1126 / science.abg7812

[6] Хан-Сен Чжун, Хуэй Ван, Ю-Хао Дэн, Мин-Ченг Чен, Ли-Чао Пэн, И-Хань Луо, Цзянь Цинь, Дянь Ву, Син Дин, И Ху и др. Преимущество квантовых вычислений с использованием фотонов. Science, 370 (6523): 1460–1463, 2020. 10.1126/science.abe877.
https: / / doi.org/ 10.1126 / science.abe877

[7] Сяо Ми, Маттео Ипполити, Крис Кинтана, Ами Грин, Зиджун Чен, Джонатан Гросс, Фрэнк Аруте, Кунал Арья, Хуан Аталая, Райан Баббуш и др. Кристаллический во времени порядок собственных состояний квантового процессора. Природа, страницы 1–1, 2021. 10.1038/s41586-021-04257-w.
HTTPS: / / doi.org/ 10.1038 / s41586-021-04257-ш

[8] Абхинав Кандала, Антонио Меццакапо, Кристан Темме, Майка Такита, Маркус Бринк, Джерри М. Чоу и Джей М. Гамбетта. Аппаратно-эффективный вариационный квантовый решатель для малых молекул и квантовых магнитов. Nature, 549 (7671): 242–246, 2017. 10.1038/nature23879.
https: / / doi.org/ 10.1038 / nature23879

[9] Мортен Кьергаард, Молли Э. Шварц, Йохен Браумюллер, Филип Кранц, Джоэл И.-Дж. Ван, Саймон Густавссон и Уильям Д. Оливер. Сверхпроводящие кубиты: текущее состояние дел. Ежегодный обзор физики конденсированных сред, 11 (1): 369–395, 2020. 10.1146 / annurev-conmatphys-031119-050605.
https: / / doi.org/ 10.1146 / annurev-conmatphys-031119-050605

[10] Цзехан Чжан, Гвидо Пагано, Пол В. Хесс, Антонис Киприанидис, Патрик Беккер, Харви Каплан, Алексей В. Горшков, ZX Гонг и Кристофер Монро. Наблюдение динамического фазового перехода многих тел с помощью квантового симулятора на 53 кубита. Nature, 551 (7682): 601, 2017. 10.1038/nature24654.
https: / / doi.org/ 10.1038 / nature24654

[11] Юлия М. Джорджеску, Сахель Ашхаб и Франко Нори. Квантовое моделирование. Обзоры современной физики, 86 (1): 153, 2014. 10.1103/RevModPhys.86.153.
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.86.153

[12] Эхуд Альтман, Кеннет Р. Браун, Джузеппе Карлео, Линкольн Д. Карр, Юджин Демлер, Ченг Чин, Брайан ДеМарко, София Э. Эконому, Марк А. Эрикссон, Кай-Мей С. Фу и др. Квантовые симуляторы: Архитектуры и возможности. PRX Quantum, 2 (1): 017003, февраль 2021 г. 10.1103/PRXQuantum.2.017003.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PRXQuantum.2.017003

[13] Филипп Хауке, Фернандо М. Куккиетти, Лука Тальякоццо, Иван Дойч и Мацей Левенштейн. Можно ли доверять квантовым симуляторам? Reports on Progress in Physics, 75 (8): 082401, 2012. 10.1088/0034-4885/75/8/082401.
https://doi.org/10.1088/0034-4885/75/8/082401

[14] Кристофер Э. Гранад, Кристофер Ферри, Натан Виб и Дэвид Г. Кори. Надежное онлайн-обучение гамильтониану. New Journal of Physics, 14 (10): 103013, 2012. 10.1088/1367-2630/14/10/103013.
https://doi.org/10.1088/1367-2630/14/10/103013

[15] Натан Виб, Кристофер Гранад, Кристофер Ферри и Дэвид Кори. Квантовое гамильтоново обучение с использованием несовершенных квантовых ресурсов. Physical Review A, 89 (4): 042314, 2014a. 10.1103/PhysRevA.89.042314.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.89.042314

[16] Натан Виб, Кристофер Гранад, Кристофер Ферри и Дэвид Г. Кори. Гамильтоновское обучение и сертификация с использованием квантовых ресурсов. Письма с физическим обзором, 112 (19): 190501, 2014b. 10.1103/PhysRevLett.112.190501.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.112.190501

[17] Стефан Крастанов, Сиси Чжоу, Стивен Т. Фламмиа и Лян Цзян. Стохастическая оценка динамических переменных. Quantum Science and Technology, 4 (3): 035003, 2019. 10.1088/2058-9565/ab18d5.
https://doi.org/10.1088/2058-9565/ab18d5

[18] Джанвэй Ван, Стефано Паэсани, Раффаэле Сантагати, Себастьян Кнауэр, Антонио А Джентиле, Натан Вибе, Мауранжело Петруцелла, Джереми Л О'Брайен, Джон Дж. Рэрити, Энтони Лэйнг и др. Экспериментальное квантовое гамильтоново обучение. Nature Physics, 13 (6): 551–555, 2017. https:///doi.org/10.1038/nphys4074.
https: / / doi.org/ 10.1038 / nphys4074

[19] Томас Э. О'Брайен, Лев Б. Иоффе, Юань Су, Дэвид Фушман, Хартмут Невен, Райан Баббуш и Вадим Смелянский. Квантовый расчет молекулярной структуры с использованием данных экспериментов по ядерному магнитному резонансу, которые сложно классически моделировать. Препринт arXiv arXiv:2109.02163, 2021. 10.48550/arXiv.2109.02163.
https:///doi.org/10.48550/arXiv.2109.02163
Arxiv: 2109.02163

[20] Чонван Хаа, Робин Котари и Юин Тан. Оптимальное обучение квантовых гамильтонианов из высокотемпературных гиббсовских состояний. Препринт arXiv arXiv:2108.04842, 2021. 10.48550/arXiv.2108.04842.
https:///doi.org/10.48550/arXiv.2108.04842
Arxiv: 2108.04842

[21] Сет Ллойд. Универсальные квантовые симуляторы. Science, страницы 1073–1078, 1996. 10.1126 / science.273.5278.1073.
https: / / doi.org/ 10.1126 / science.273.5278.1073

[22] Арнаб Дас и Бикас К Чакрабарти. Коллоквиум: Квантовый отжиг и аналоговые квантовые вычисления. Обзоры современной физики, 80 (3): 1061, 2008. 10.1103/RevModPhys.80.1061.
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.80.1061

[23] Аксель Фриденауэр, Гектор Шмитц, Ян Тибор Глюкерт, Диего Поррас и Тобиас Шетц. Моделирование квантового магнита с захваченными ионами. Nature Physics, 4 (10): 757–761, 2008. https:///doi.org/10.1038/nphys1032.
https: / / doi.org/ 10.1038 / nphys1032

[24] Алан Аспуру-Гузик и Филип Вальтер. Фотонные квантовые симуляторы. Физика природы, 8 (4): 285–291, 2012. 10.1038/nphys2253.
https: / / doi.org/ 10.1038 / nphys2253

[25] Итан Бернштейн и Умеш Вазирани. Квантовая теория сложности. Журнал SIAM по вычислениям, 26 (5): 1411–1473, 1997. 10.1137/S0097539796300921.
https: / / doi.org/ 10.1137 / S0097539796300921

[26] Питер В. Шор. Схема уменьшения декогеренции в памяти квантового компьютера. физ. Rev. A, 52 (4): R2493–R2496, октябрь 1995 г. 10.1103/PhysRevA.52.R2493.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.52.R2493

[27] Лов К. Гровер. Быстрый квантово-механический алгоритм поиска в базе данных. В материалах двадцать восьмого ежегодного симпозиума ACM по теории вычислений, стр. 212–219, 1996 г. 10.1145/237814.237866.
https: / / doi.org/ 10.1145 / 237814.237866

[28] Арам В. Харроу, Авинатан Хасидим и Сет Ллойд. Квантовый алгоритм для линейных систем уравнений. Письма с физическим обзором, 103 (15): 150502, 2009. 10.1103/PhysRevLett.103.150502.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.103.150502

[29] Филип Кранц, Мортен Кьергор, Фей Ян, Терри П. Орландо, Саймон Густавссон и Уильям Д. Оливер. Руководство квантового инженера по сверхпроводящим кубитам. Applied Physics Reviews, 6 (2): 021318, 2019. 10.1063/1.5089550.
https: / / doi.org/ 10.1063 / 1.5089550

[30] Андреас Трабезингер. Квантовое моделирование. Nature Physics, 8 (4): 263–263, 2012. https:///doi.org/10.1038/nphys2258.
https: / / doi.org/ 10.1038 / nphys2258

[31] Стефано Пирандола, Б. Рой Бардхан, Тобиас Геринг, Кристиан Видбрук и Сет Ллойд. Достижения в фотонно-квантовом восприятии. Nature Photonics, 12 (12): 724–733, 2018. 10.1038/s41566-018-0301-6.
https://doi.org/10.1038/s41566-018-0301-6

[32] Кристиан Л. Деген, Ф. Рейнхард и Паола Капелларо. Квантовое зондирование. Обзоры современной физики, 89 (3): 035002, 2017. 10.1103/RevModPhys.89.035002.
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.89.035002

[33] Йенс М. Босс, К. С. Кухия, Джонатан Зопес и Кристиан Л. Деген. Квантовое зондирование с произвольным частотным разрешением. Science, 356 (6340): 837–840, 2017. 10.1126/science.aam7009.
https: / / doi.org/ 10.1126 / science.aam7009

[34] Исаак Л. Чуанг и М.А. Нильсен. Рецепт экспериментального определения динамики квантового черного ящика. Дж. Мод. Opt., 44 (11-12): 2455–2467, 1997. 10.1080/09500349708231894.
https: / / doi.org/ 10.1080 / 09500349708231894

[35] Дж. Б. Альтепетер, Д. Браннинг, Э. Джеффри, Т. С. Вей, П. Г. Квиат, Р. Тью, Дж. Л. О'Брайен, М. А. Нильсен и А. Г. Уайт. Томография квантовых процессов с помощью Ancilla. физ. Rev. Lett., 90: 193601, May 2003. 10.1103/PhysRevLett.90.193601.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.90.193601

[36] Дебби В Люнг. Доказательство Чоя как рецепт томографии квантовых процессов. Журнал математической физики, 44 (2): 528–533, 2003. 10.1063/1.1518554.
https: / / doi.org/ 10.1063 / 1.1518554

[37] Сет Т. Меркель, Джей М. Гамбетта, Джон А. Смолин, С. Полетто, А. Д. Корколес, Б. Р. Джонсон, Колм А. Райан и М. Стеффен. Томография самосогласованных квантовых процессов. физ. Rev. A, 87: 062119, 2013. 10.1103/PhysRevA.87.062119.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.87.062119

[38] Салех Рахими-Кешари, Артур Шерер, Ади Манн, Али Т. Резахани, А. И. Львовский и Барри С. Сандерс. Томография квантовых процессов с когерентными состояниями. New Journal of Physics, 13 (1): 013006, 2011. 10.1088/1367-2630/13/1/013006.
https://doi.org/10.1088/1367-2630/13/1/013006

[39] Масуд Мохсени, Али Т. Резахани и Даниэль А. Лидар. Квантово-процессная томография: анализ ресурсов различных стратегий. Physical Review A, 77 (3): 032322, 2008a. 10.1103/PhysRevA.77.032322.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.77.032322

[40] Чарльз Х. Болдуин, Амир Калев и Иван Х. Дойч. Квантовая томография процессов унитарных и почти унитарных отображений. Physical Review A, 90 (1): 012110, 2014. 10.1103/PhysRevA.90.012110.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.90.012110

[41] Джон Прескилл. Квантовые вычисления в эпоху NISQ и за ее пределами. Quantum, 2: 79, август 2018. ISSN 2521-327X. 10.22331 / кв-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

[42] Эяль Байри, Итай Арад и Нетанель Х. Линднер. Изучение локального гамильтониана по локальным измерениям. физ. Rev. Lett., 122 (2): 020504, январь 2019 г. ISSN 1079-7114. 10.1103/физревлетт.122.020504. URL http:///dx.doi.org/10.1103/PhysRevLett.122.020504.
https: / / doi.org/ 10.1103 / physrevlett.122.020504

[43] Тим Дж. Эванс, Робин Харпер и Стивен Т. Фламмиа. Масштабируемое байесовское гамильтоново обучение. Препринт arXiv arXiv:1912.07636, 2019. 10.48550/arXiv.1912.07636.
https:///doi.org/10.48550/arXiv.1912.07636
Arxiv: 1912.07636

[44] Анураг Аншу, Шринивасан Аруначалам, Томотака Кувахара и Мехди Сулейманифар. Образцово-эффективное обучение взаимодействующих квантовых систем. Nature Physics, 17 (8): 931–935, 2021. 10.1038/s41567-021-01232-0.
https://doi.org/10.1038/s41567-021-01232-0

[45] Сяо-Лян Ци и Даниэль Ранард. Определение локального гамильтониана по одному собственному состоянию. Quantum, 3: 159, 2019. 10.22331/q-2019-07-08-159.
https://doi.org/10.22331/q-2019-07-08-159

[46] Чжи Ли, Люцзюнь Цзоу и Тимоти Х. Се. Гамильтоновская томография с помощью квантового тушения. физ. Rev. Lett., 124: 160502, апрель 2020 г. 10.1103/PhysRevLett.124.160502. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.124.160502.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.124.160502

[47] Ассаф Зубида, Элад Ицхаки, Нетанель Х. Линднер и Эяль Байри. Оптимальные кратковременные измерения для гамильтонового обучения. Препринт arXiv arXiv:2108.08824, 2021. https:///doi.org/10.48550/arXiv.2108.08824.
https:///doi.org/10.48550/arXiv.2108.08824
Arxiv: 2108.08824

[48] Доминик Ханглейтер, Инго Рот, Йенс Эйзерт и Педрам Рушан. Точная гамильтонова идентификация сверхпроводящего квантового процессора. Препринт arXiv arXiv:2108.08319, 2021. 10.48550/arXiv.2108.08319.
https:///doi.org/10.48550/arXiv.2108.08319
Arxiv: 2108.08319

[49] Стивен Т. Фламмиа и Джоэл Дж. Уоллман. Эффективная оценка каналов Паули. ACM Transactions on Quantum Computing, 1 (1), декабрь 2020 г. ISSN 2643-6809. 10.1145/3408039. URL https:///doi.org/10.1145/3408039.
https: / / doi.org/ 10.1145 / 3408039

[50] Антонио Меццакапо, У Лас Эрас, Дж. С. Педерналес, Л. ДиКарло, Э. Солано и Л. Ламата. Цифровые квантовые модели Раби и Дике в сверхпроводящих цепях. Научные отчеты, 4 (1): 1–4, 2014. 10.1038/srep07482.
https: / / doi.org/ 10.1038 / srep07482

[51] Л. Гарсия-Альварес, Х. Казанова, А. Меццакапо, И. Л. Эгускиса, Л. Ламата, Г. Ромеро и Э. Солано. Фермион-фермионное рассеяние в квантовой теории поля со сверхпроводящими цепями. Письма с физическим обзором, 114 (7): 070502, 2015. 10.1103/PhysRevLett.114.070502.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.114.070502

[52] Серван Асаад, Кристиан Дикель, Натан К. Лэнгфорд, Стефано Полетто, Алессандро Бруно, Мишель Адриан Рол, Дуйе Дёрлоо и Леонардо ДиКарло. Независимое, расширяемое управление сверхпроводящими кубитами одной частоты путем избирательного вещания. npj Quantum Information, 2 (1): 1–7, 2016. 10.1038/npjqi.2016.29.
https: / / doi.org/ 10.1038 / npjqi.2016.29

[53] Стивен Дж. Вебер, Габриэль О. Самах, Дэвид Ховер, Саймон Густавссон, Дэвид К. Ким, Александр Мелвилл, Данна Розенберг, Адам П. Сирс, Фей Ян, Джонилин Л. Йодер и др. Когерентно связанные кубиты для квантового отжига. Physical Review Applied, 8 (1): 014004, 2017. 10.1103/PhysRevApplied.8.014004.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevApplied.8.014004

[54] Хартмут Хеффнер, Вольфганг Гензель, К. Ф. Роос, Ян Бенхельм, Михаэль Чвалла, Тимо Кёрбер, У. Д. Раполь, Марк Рибе, П. О. Шмидт, Кристоф Бехер и др. Масштабируемая многочастичная запутанность захваченных ионов. Nature, 438 (7068): 643–646, 2005. 10.1038/nature04279.
https: / / doi.org/ 10.1038 / nature04279

[55] Райнер Блатт и Кристиан Ф. Роос. Квантовое моделирование с захваченными ионами. Nature Physics, 8 (4): 277, 2012. 10.1038/nphys2252.
https: / / doi.org/ 10.1038 / nphys2252

[56] Марк Саффман. Квантовые вычисления с атомными кубитами и ридберговскими взаимодействиями: прогресс и проблемы. Journal of Physics B: Atomic, Molecular and Optical Physics, 49 (20): 202001, 2016. 10.1088/0953-4075/49/20/202001.
https://doi.org/10.1088/0953-4075/49/20/202001

[57] Дэвид Г. Кори, Марк Д. Прайс и Тимоти Ф. Хавел. Спектроскопия ядерного магнитного резонанса: экспериментально доступная парадигма для квантовых вычислений. Physica D: Nonlinear Phenomena, 120 (1-2): 82–101, 1998. 10.1016/S0167-2789(98)00046-3.
https://doi.org/10.1016/S0167-2789(98)00046-3

[58] Даниэль Стилк Франка, Любовь А. Маркович, В. В. Добровицкий, Альберт Х. Вернер и Йоханнес Боррегаард. Эффективная и надежная оценка многокубитных гамильтонианов. Препринт arXiv arXiv:2205.09567, 2022 г. https:///doi.org/10.48550/arXiv.2205.09567.
https:///doi.org/10.48550/arXiv.2205.09567
Arxiv: 2205.09567

[59] Энди Гу, Лукаш Чинчио и Патрик Джей Коулз. Практическое гамильтоновское обучение методом «черного ящика». Препринт arXiv arXiv:2206.15464, 2022. https:///doi.org/10.48550/arXiv.2206.15464.
https:///doi.org/10.48550/arXiv.2206.15464
Arxiv: 2206.15464

[60] Фредерик Уайлд, Августин Кшетримаюм, Инго Рот, Доминик Ханглейтер, Райан Свеке и Йенс Эйсерт. Масштабируемое изучение квантовых гамильтонианов многих тел из динамических данных. Препринт arXiv arXiv:2209.14328, 2022. https:///doi.org/10.48550/arXiv.2209.14328.
https:///doi.org/10.48550/arXiv.2209.14328
Arxiv: 2209.14328

[61] Синь-Юань Хуанг, Ю Тонг, Ди Фан и Юань Су. Обучение гамильтонианам многих тел с гейзенберговским скейлингом. физ. Rev. Lett., 130: 200403, май 2023 г. 10.1103/PhysRevLett.130.200403. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.130.200403.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.130.200403

[62] Робин Харпер, Венджун Ю и Стивен Т. Фламмиа. Быстрая оценка разреженного квантового шума. PRX Quantum, 2: 010322, февраль 2021 г. 10.1103/PRXQuantum.2.010322. URL-адрес https:///doi.org/10.1103/PRXQuantum.2.010322.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PRXQuantum.2.010322

[63] А. Шабани, Р. Л. Косут, М. Мохсени, Х. Рабитц, М. А. Брум, М. П. Алмейда, А. Федрицци и А. Г. Уайт. Эффективное измерение квантовой динамики с помощью компрессионного зондирования. физ. Rev. Lett., 106 (10): 100401, март 2011 г. 10.1103/PhysRevLett.106.100401.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.106.100401

[64] Ши-Яо Хоу, Нинпин Цао, Сируи Лу, И Шэнь, Ю-Тунг Пун и Бэй Цзэн. Определение гамильтониана системы по измерениям собственных состояний без корреляционных функций. New Journal of Physics, 22 (8): 083088, 2020. 10.1088/1367-2630/abaacf.
https:///doi.org/10.1088/1367-2630/abaacf

[65] Джеймс Р. Гаррисон и Тарун Гровер. Кодирует ли одно собственное состояние полный гамильтониан? физ. X, 8: 021026, апрель 2018 г. 10.1103/PhysRevX.8.021026. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevX.8.021026.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.8.021026

[66] Майка Такита, Эндрю В. Кросс, А. Д. Корколес, Джерри М. Чоу и Джей М. Гамбетта. Экспериментальная демонстрация отказоустойчивой подготовки состояний со сверхпроводящими кубитами. Письма с физическим обзором, 119 (18): 180501, 2017. 10.1103/PhysRevLett.119.180501.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.119.180501

[67] Абхинав Кандала, Кристан Темме, Антонио Д. Корколес, Антонио Меццакапо, Джерри М. Чоу и Джей М. Гамбетта. Устранение ошибок расширяет вычислительные возможности шумного квантового процессора. Nature, 567 (7749): 491, 2019. 10.1038/s41586-019-1040-7.
https://doi.org/10.1038/s41586-019-1040-7

[68] Цзиньчжао Сун, Сяо Юань, Такахиро Цунода, Влатко Ведрал, Саймон С. Бенджамин и Сугуру Эндо. Уменьшение реалистичного шума в практически шумных квантовых устройствах среднего масштаба. физ. Rev. Applied, 15: 034026, март 2021a. 10.1103/PhysRevApplied.15.034026. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevApplied.15.034026.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevApplied.15.034026

[69] Юлия Кемпе, Алексей Китаев и Одед Регев. Сложность локальной гамильтоновой проблемы. Siam Journal on Computing, 35 (5): 1070–1097, 2006. 10.1007/978-3-540-30538-5_31.
https://doi.org/10.1007/978-3-540-30538-5_31

[70] Эндрю М. Чайлдс, Дмитрий Маслов, Юнсон Нам, Нил Дж. Росс и Юань Су. К первому квантовому моделированию с квантовым ускорением. Труды Национальной академии наук, 115 (38): 9456–9461, 2018. 10.1073 / pnas.1801723115.
https: / / doi.org/ 10.1073 / pnas.1801723115

[71] Гуан Хао Лоу и Исаак Л. Чуанг. Гамильтоново моделирование кубитизацией. Quantum, 3: 163, 2019. 10.22331 / q-2019-07-12-163.
https://doi.org/10.22331/q-2019-07-12-163

[72] Цзиньчжао Сун, Сугуру Эндо, Хуйпин Линь, Патрик Хейден, Влатко Ведрал и Сяо Юань. Пертурбативное квантовое моделирование. Препринт arXiv arXiv: 2106.05938, 2021b. 10.48550/архив.2106.05938.
https:///doi.org/10.48550/arXiv.2106.05938
Arxiv: 2106.05938

[73] Дж. Хельсен, И. Рот, Э. Онорати, А. Х. Вернер и Дж. Эйзерт. Общая основа для рандомизированного бенчмаркинга. PRX Quantum, 3: 020357, июнь 2022 г. 10.1103/PRXQuantum.3.020357.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PRXQuantum.3.020357

[74] Джонас Хелсен, Джоэл Дж. Уоллман, Стивен Т. Фламмиа и Стефани Венер. Многокубитный рандомизированный бенчмаркинг с использованием нескольких образцов. Physical Review A, 100 (3): 032304, 2019a. 10.1103/PhysRevA.100.032304.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.100.032304

[75] Джоэл Уоллман. Рандомизированный бенчмаркинг с гейт-зависимым шумом. Квант, 2: 47, 2018. 10.22331/q-2018-01-29-47.
https://doi.org/10.22331/q-2018-01-29-47

[76] Робин Харпер, Стивен Т. Фламмиа и Джоэл Дж. Уоллман. Эффективное изучение квантового шума. Nature Physics, 16 (12): 1184–1188, 2020. https:///doi.org/10.1038/s41567-020-0992-8.
https://doi.org/10.1038/s41567-020-0992-8

[77] Р. Барендс, Дж. Келли, А. Мегрант, А. Вейтия, Д. Санк, Э. Джеффри, Т. К. Уайт, Дж. Мутус, А. Г. Фаулер, Б. Кэмпбелл, Ю. Чен, З. Чен, Б. Чиаро, А. Дансворт, К. Нил, П. О'Мэлли, П. Рушан, А. Вайнсенчер, Дж. Веннер, А. Н. Коротков, А. Н. Клеланд и Джон М. Мартинис. Сверхпроводящие квантовые схемы на пороге кода поверхности для отказоустойчивости. Nature, 508 (7497): 500–503, апрель 2014 г. 10.1038 / nature13171.
https: / / doi.org/ 10.1038 / nature13171

[78] Аарон Соморофф, Квентин Фише, Рэймонд А. Менсия, Хаонан Сюн, Роман В. Кузьмин и Владимир Э. Манучарян. Миллисекундная когерентность в сверхпроводящем кубите. Препринт arXiv arXiv:2103.08578, 2021. 10.48550/arXiv.2103.08578.
https:///doi.org/10.48550/arXiv.2103.08578
Arxiv: 2103.08578

[79] Исвар Магесан. Характеристика шума в квантовых системах. Кандидатская диссертация, Университет Ватерлоо, Ватерлоо, Онтарио, Канада, 2012 г. URL https:///uwspace.uwaterloo.ca/bitstream/handle/10012/6832/Magesan_Easwar.pdf.
https:///uwspace.uwaterloo.ca/bitstream/handle/10012/6832/Magesan_Easwar.pdf

[80] Кристоф Данкерт, Ричард Клив, Джозеф Эмерсон и Этера Ливайн. Точные и приближенные унитарные 2-планы и их применение для оценки точности. физ. Rev. A, 80: 012304, июль 2009 г. 10.1103/PhysRevA.80.012304.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.80.012304

[81] Александр Эрхард, Джоэл Дж. Уоллман, Лукас Постлер, Майкл Мет, Роман Стрикер, Эстебан А. Мартинес, Филипп Шиндлер, Томас Монц, Джозеф Эмерсон и Райнер Блатт. Характеристика крупномасштабных квантовых компьютеров с помощью циклического бенчмаркинга. Нац. Commun., 10 (1): 5347, ноябрь 2019 г. 10.1038/s41467-019-13068-7. URL https:///doi.org/10.1038/s41467-019-13068-7.
https://doi.org/10.1038/s41467-019-13068-7

[82] Йонас Хельсен, Сяо Сюэ, Ливен М.К. Вандерсипен и Стефани Венер. Новый класс эффективных рандомизированных протоколов бенчмаркинга. npj Quantum Inf., 5: 71, 2019б. 10.1038/s41534-019-0182-7.
https://doi.org/10.1038/s41534-019-0182-7

[83] М. Мохсени, А.Т. Резахани, Д.А. Лидар. Квантово-процессная томография: анализ ресурсов различных стратегий. физ. Rev. A, 77: 032322, март 2008 г.b. 10.1103/PhysRevA.77.032322. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.77.032322.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.77.032322

[84] Дж. Ф. Поятос, Дж. И. Сирак и П. Золлер. Полная характеристика квантового процесса: двухбитный квантовый вентиль. физ. Rev. Lett., 78: 390–393, январь 1997 г. 10.1103/PhysRevLett.78.390. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.78.390.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.78.390

[85] Сяо Юань, Чжэнь Чжан, Норберт Люткенхаус и Сюнфэн Ма. Моделирование одиночных фотонов с реалистичными источниками фотонов. Physical Review A, 94 (6): 062305, 2016. 10.1103/PhysRevA.94.062305.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.94.062305

[86] Филиппо Трояни, Альберто Гирри, Марко Аффронте, С. Карретта, П. Сантини, Дж. Аморетти, С. Пилигкос, Дж. Тимко и Р.Э.П. Винпенни. Молекулярная инженерия антиферромагнитных колец для квантовых вычислений. Письма с физическим обзором, 94 (20): 207208, 2005. 10.1103/PhysRevLett.94.207208.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.94.207208

[87] П. Сантини, С. Карретта, Ф. Трояни и Г. Аморетти. Молекулярные наномагнетики как квантовые симуляторы. Письма с физическим обзором, 107 (23): 230502, 2011. 10.1103/PhysRevLett.107.230502.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.107.230502

[88] Цзэяо Хань и Вэньцзюнь Ю. Github: Гамильтонианское обучение. https:///github.com/zyHan2077/HamiltonianLearning, декабрь 2021 г.
https:///github.com/zyHan2077/HamiltonianLearning

[89] Сенруи Чен, Сиси Чжоу, Алиреза Сейф и Лян Цзян. Квантовые преимущества для оценки канала Паули. физ. Rev. A, 105: 032435, март 2022 г. 10.1103/PhysRevA.105.032435. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.105.032435.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.105.032435

[90] Сяо Ли, Джозеф Курата Брэдли, Самир Павар и Каннан Рамчандран. Алгоритм SPRIGHT для надежных разреженных преобразований Адамара. В 2014 г. Международный симпозиум IEEE по теории информации, Гонолулу, Гавайи, США, июнь 2014 г. IEEE. 10.1109/isit.2014.6875155.
https: / / doi.org/ 10.1109 / isit.2014.6875155

[91] Э. Дж. Кандес и Т. Тао. Декодирование методом линейного программирования. IEEE Transactions on Information Theory, 51 (12): 4203–4215, 2005. 10.1109/TIT.2005.858979.
https: / / doi.org/ 10.1109 / TIT.2005.858979

[92] Эммануэль Дж. Кандес, Джастин К. Ромберг и Теренс Тао. Стабильное восстановление сигнала при неполных и неточных измерениях. Сообщения по чистой и прикладной математике: журнал, издаваемый Институтом математических наук Куранта, 59 (8): 1207–1223, 2006. 10.1002/cpa.20124.
https: / / doi.org/ 10.1002 / cpa.20124

[93] Ричард Баранюк, Марк Дэвенпорт, Рональд ДеВор и Майкл Вакин. Простое доказательство свойства ограниченной изометрии для случайных матриц. Constructive Approximation, 28 (3): 253–263, 2008. 10.1007/s00365-007-9003-x.
HTTPS: / / doi.org/ 10.1007 / s00365-007-9003-х

[94] Эммануэль Дж. Кандес. Свойство ограниченной изометрии и его последствия для сжатого восприятия. Comptes Rendus Mathematique, 346 (9): 589–592, 2008. ISSN 1631-073X. https:///doi.org/10.1016/j.crma.2008.03.014. URL https:///www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1631073X08000964.
https:///doi.org/10.1016/j.crma.2008.03.014
https: / / www.sciencedirect.com/ science / article / pii / S1631073X08000964

Цитируется

[1] Фредерик Уайлд, Августин Кшетримаюм, Инго Рот, Доминик Ханглейтер, Райан Свеке и Йенс Эйзерт, «Масштабируемое изучение квантовых гамильтонианов многих тел из динамических данных», Arxiv: 2209.14328, (2022).

[2] Андреас Эльбен, Стивен Т. Фламмиа, Синь-Юань Хуан, Ричард Куэн, Джон Прескилл, Бенуа Вермерш и Питер Золлер, «Инструментарий для рандомизированных измерений», Обзоры природы Физика 5 1, 9 (2023).

[3] Синь-Юань Хуан, Ю Тонг, Ди Фанг и Юань Су, «Изучение гамильтонианов многих тел с помощью гейзенберговского масштабирования», Письма физического обзора 130 20, 200403 (2023).

[4] Лоренцо Пастори, Тобиас Ользахер, Кристиан Кокаил и Питер Золлер, «Характеристика и проверка цифрового квантового моделирования с помощью гамильтониана и лиувилля», PRX Quantum 3 3, 030324 (2022).

[5] Бруно Мурта и Дж. Фернандес-Россье, «Взаимооднозначное соответствие между тепловыми структурными факторами и константами связи общих билинейных гамильтонианов», Физический обзор E 105 6, L062101 (2022).

[6] Жоао Аугусто Собрал, Стефан Обернауэр, Саймон Туркель, Абхай Н. Пасупати и Матиас С. Шойрер, «Микроскопическая форма машинного обучения нематического порядка в скрученном двухслойном графене», Arxiv: 2302.12274, (2023).

[7] Игаль Ильин и Итай Арад, «Тестирование квантового компьютера с использованием спроектированного диссипативного стационарного состояния», Arxiv: 2302.06517, (2023).

[8] Алисия Дуткевич, Томас Э. О'Брайен и Томас Шустер, «Преимущество квантового управления в гамильтоновом обучении многих тел», Arxiv: 2304.07172, (2023).

[9] Маттиас К. Каро, «Изучение квантовых процессов и гамильтонианов с помощью матрицы переноса Паули», Arxiv: 2212.04471, (2022).

[10] Тянь-Лунь Чжао, Ши-Синь Ху и Йи Чжан, «Гамильтоново обучение с оценкой максимального правдоподобия с помощью эффективного и надежного градиента квантового правдоподобия», Physical Review Research 5, 2 (023136).

[11] Аммар Даскин, Ришаб Гупта и Сабер Кайс, «Уменьшение размерности и удаление избыточности посредством последовательных декомпозиций Шмидта», Arxiv: 2302.04801, (2023).

[12] Ришаб Гупта, Раджа Селвараджан, Манас Саджан, Рафаэль Д. Левин и Сабер Кайс, «Гамильтоновское обучение на основе динамики времени с использованием вариационных алгоритмов», Журнал физической химии A 127 14, 3246 (2023).

Приведенные цитаты из САО / НАСА ADS (последнее обновление успешно 2023-06-29 14:51:01). Список может быть неполным, поскольку не все издатели предоставляют подходящие и полные данные о цитировании.

Не удалось получить Перекрестная ссылка на данные во время последней попытки 2023-06-29 14:51:00: Не удалось получить цитируемые данные для 10.22331 / q-2023-06-29-1045 от Crossref. Это нормально, если DOI был зарегистрирован недавно.

Эта статья опубликована в Quantum под Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0) лицензия. Авторское право остается за первоначальными правообладателями, такими как авторы или их учреждения.

SEO-контент и PR-распределение. Получите усиление сегодня.
PlatoData.Network Вертикальный генеративный ИИ. Расширьте возможности себя. Доступ здесь.
ПлатонАйСтрим. Интеллект Web3. Расширение знаний. Доступ здесь.
ПлатонЭСГ. Автомобили / электромобили, Углерод, чистые технологии, Энергия, Окружающая среда, Солнечная, Управление отходами. Доступ здесь.
Смещения блоков. Модернизация права собственности на экологические компенсации. Доступ здесь.
Источник: https://quantum-journal.org/papers/q-2023-06-29-1045/

Отметка времени: 29 июня 2023

Отметка времени: 26 января, 2023

Надежное и эффективное гамильтоново обучение

Переиздано Платоном

Абстрактные

Популярное резюме

► Данные BibTeX

► Рекомендации

Цитируется

Больше от Квантовый журнал

Субизлучательные краевые состояния в цепочке атомов с прыжками, опосредованными волноводами

Квантовая алхимия и катастрофа универсальной ортогональности в одномерных анионах

Включение механизма мультипрограммирования для квантовых вычислений в эпоху NISQ

Цифровое квантовое моделирование непертурбативной динамики открытых систем с ортогональными полиномами

Квантовые сигнатуры в нелинейных гравитационных волнах

Роль когерентности материи в гравитационном запутывании

Фотонная запутанность с ускоренным светом

Высокоточное гамильтоново обучение с помощью делокализованных эволюций квантовых состояний

О Нас

Вертикальный поиск и AI

Платформа

Оставайтесь на связи

Учетная запись