Вимірювання перекритого групування: уніфікована структура для вимірювання квантових станів

Перевидано Платоном

читають: 0

Вимірювання групування, що перекривається: уніфікована структура для вимірювання квантових станів PlatoBlockchain Data Intelligence. Вертикальний пошук. Ai.

Буцзяо Ву^1,2, Цзіньчжао Сун^3,1, Ці Хуан^4,1і Сяо Юань^1,2

¹Center on Frontiers of Computing Studies, Peking University, Beijing 100871, China
²Школа інформатики, Пекінський університет, Пекін 100871, Китай
³Кларендонська лабораторія, Оксфордський університет, Паркс-роуд, Оксфорд OX1 3PU, Великобританія
⁴Факультет фізики Пекінського університету, Пекін 100871, Китай

Вам цей документ цікавий чи ви хочете обговорити? Скайте або залиште коментар на SciRate.

абстрактний

Квантові алгоритми, розроблені для реалістичних квантових багаточастинних систем, таких як хімія та матеріали, зазвичай вимагають великої кількості вимірювань гамільтоніана. Використовуючи різні ідеї, такі як вибірка важливості, спостережувана сумісність або класичні тіні квантових станів, були запропоновані різні вдосконалені схеми вимірювання, щоб значно зменшити великі витрати на вимірювання. Проте підкреслені механізми зниження витрат здаються відмінними один від одного, і те, як систематично знайти оптимальну схему, залишається критичною проблемою. Тут ми вирішуємо цю проблему, пропонуючи уніфіковану структуру квантових вимірювань, включаючи передові методи вимірювання як особливі випадки. Наш фреймворк дозволяє нам запровадити загальну схему – групове вимірювання з перекриттям, яке одночасно використовує переваги більшості існуючих методів. Інтуїтивне розуміння схеми полягає в тому, щоб розділити вимірювання на групи, що перекриваються, кожна з яких складається із сумісних вимірювань. Ми надаємо чіткі стратегії групування та чисельно перевіряємо їх ефективність для різних молекулярних гамільтоніанів до 16 кубітів. Наші численні результати демонструють значні покращення порівняно з існуючими схемами. Наша робота прокладає шлях до ефективного квантового вимірювання та швидкої квантової обробки за допомогою поточних і короткочасних квантових пристроїв.

► Дані BibTeX

@article{Wu2023overlappedgrouping, doi = {10.22331/q-2023-01-13-896}, url = {https://doi.org/10.22331/q-2023-01-13-896}, title = {Overlapped grouping вимірювання: {A} уніфікована структура для вимірювання квантових станів}, автор = {Wu, Bujiao і Sun, Jinzhao і Huang, Qi and Yuan, Xiao}, journal = {{Quantum}}, issn = {2521-327X}, видавець = {{Verein zur F{“{o}}rderung des Open Access Publizierens in den Quantenwissenschaften}}, том = {7}, сторінки = {896}, місяць = січень, рік = {2023} }

► Список літератури

[1] Скотт Ааронсон. Тіньова томографія квантових станів. SIAM Journal on Computing, 49 (5): STOC18–368, 2019. 10.1145/3188745.3188802. URL-адреса https:///doi.org/10.1145/3188745.3188802.
https: / / doi.org/ 10.1145 / 3188745.3188802

[2] Атіті Ачарья, Сіддхартха Саха та Анірван М. Сенгупта. Інформаційно повна тіньова томографія на основі povm, 2021. URL https:///doi.org/10.48550/arXiv.2105.05992.
https:///doi.org/10.48550/arXiv.2105.05992

[3] Раян Беббуш, Натан Вібі, Джаррод МакКлін, Джеймс МакКлейн, Хартмут Невен і Гарнет Кін-Лік Чан. Малоглибинне квантове моделювання матеріалів. фіз. Ред. X, 8: 011044, березень 2018 р. 10.1103/PhysRevX.8.011044. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevX.8.011044.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.8.011044

[4] Кішор Бхарті, Альба Сервера-Ліерта, Ті Ха К'яв, Тобіас Хауг, Самнер Альперін-Лі, Абхінав Ананд, Маттіас Дегрооте, Германні Хеймонен, Якоб С. Коттманн, Тім Менке, Вай-Кеонг Мок, Сукін Сім, Леонг-Чуан Квек, та Алан Аспуру-Гузік. Шумні квантові алгоритми проміжного масштабу (nisq), 2021. URL https:///doi.org/10.1103/RevModPhys.94.015004.
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.94.015004

[5] Карлос Браво-Прієто, Райан ЛаРоз, М. Серезо, Їгіт Субасі, Лукаш Сінчіо та Патрік Дж. Коулз. Варіаційний квантовий лінійний розв’язувач, 2019. URL https:///doi.org/10.48550/arXiv.1909.05820.
https:///doi.org/10.48550/arXiv.1909.05820

[6] Сергій Бравій, Сара Шелдон, Абхінав Кандала, Девід С. Маккей і Джей М. Гамбетта. Зменшення помилок вимірювання в мультикубітових експериментах. фіз. Rev. A, 103: 042605, квітень 2021 р. 10.1103/PhysRevA.103.042605. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.103.042605.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.103.042605

[7] Юдонг Цао, Джонатан Ромеро, Джонатан П. Олсон, Маттіас Дегроут, Пітер Д. Джонсон, Марія Кіферова, Ян Д. Ківлічан, Тім Менке, Борха Перопадре, Ніколас П. Д. Савайя, Сукін Сім, Лібор Вейс та Алан Аспуру-Гузік. Квантова хімія в епоху квантових обчислень. Chemical Reviews, 119 (19): 10856–10915, 2019. 10.1021/acs.chemrev.8b00803. URL-адреса https:///doi.org/10.1021/acs.chemrev.8b00803. PMID: 31469277.
https: / / doi.org/ 10.1021 / acs.chemrev.8b00803

[8] Хуан Карраскілья, Джакомо Торлай, Роджер Дж. Мелко та Леандро Аоліта. Реконструкція квантових станів за допомогою генеративних моделей. Nature Machine Intelligence, 1 (3): 155–161, 2019. 10.1038/s42256-019-0028-1. URL-адреса https:///doi.org/10.1038/s42256-019-0028-1.
https://doi.org/10.1038/s42256-019-0028-1

[9] Марко Серезо, Ендрю Аррасміт, Раян Беббуш, Саймон С. Бенджамін, Сугуру Ендо, Кейсуке Фуджі, Джаррод Р. Макклін, Косуке Мітараі, Сяо Юань, Лукаш Сінчіо та ін. Варіаційні квантові алгоритми. Nature Reviews Physics, 3 (9): 625–644, 2021. 10.1038/s42254-021-00348-9. URL-адреса https:///doi.org/10.1038/s42254-021-00348-9.
https://doi.org/10.1038/s42254-021-00348-9

[10] Сенруй Чен, Веньцзюнь Юй, Пей Цзен і Стівен Т. Фламмія. Надійна тіньова оцінка. PRX Quantum, 2: 030348, вересень 2021 р. 10.1103/PRXQuantum.2.030348. URL https:///doi.org/10.1103/PRXQuantum.2.030348.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PRXQuantum.2.030348

[11] Кенні Чу, Антоніо Меццакапо та Джузеппе Карлео. Стани ферміонної нейронної мережі для електронної структури ab-initio. Nature Communications, 11 (1): 1–7, 2020. 10.1038/s41467-020-15724-9. URL-адреса https:///doi.org/10.1038/s41467-020-15724-9.
https://doi.org/10.1038/s41467-020-15724-9

[12] Крістіна Кірстою, Зої Холмс, Джозеф Іосуе, Лукаш Сінчіо, Патрік Джей Коулз та Ендрю Сорнборгер. Варіаційне швидке перемотування вперед для квантового моделювання поза часом когерентності. 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 та I. Siddiqi. Обчислення молекулярних спектрів на квантовому процесорі з помилково стійким алгоритмом. фіз. Ред. X, 8: 011021, лютий 2018 р. 10.1103/PhysRevX.8.011021. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevX.8.011021.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.8.011021

[14] Бенджамін Коммо, М. Серезо, Зої Холмс, Лукаш Сінчіо, Патрік Дж. Коулз та Ендрю Сорнборгер. Варіаційна гамільтонова діагоналізація для динамічного квантового моделювання, 2020. URL https://doi.org/10.48550/arXiv.2009.02559.
https:///doi.org/10.48550/arXiv.2009.02559

[15] Джордан Котлер і Френк Вільчек. Квантова томографія з перекриттям. фіз. Rev. Lett., 124: 100401, березень 2020 р. 10.1103/PhysRevLett.124.100401. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.124.100401.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.124.100401

[16] Офелія Кроуфорд, Барнабі ван Стратен, Даочен Ван, Томас Паркс, Ерл Кемпбелл і Стівен Брірлі. Ефективне квантове вимірювання операторів Паулі за наявності кінцевої помилки вибірки. Quantum, 5: 385, 2021. 10.22331/q-2021-01-20-385. URL-адреса https:///doi.org/10.22331%2Fq-2021-01-20-385.
https://doi.org/10.22331/q-2021-01-20-385

[17] Е. Ф. Думітреску, А. Дж. Маккаскі, Г. Хаген, Г. Р. Янсен, Т. Д. Морріс, Т. Папенброк, Р. К. Пузер, Ді-Джей Дін і П. Луговскі. Хмарні квантові обчислення атомного ядра. фіз. Rev. Lett., 120: 210501, травень 2018 р. 10.1103/PhysRevLett.120.210501. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.120.210501.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.120.210501

[18] Сугуру Ендо, Саймон К. Бенджамін та Ін Лі. Практичне квантове зменшення помилок для додатків найближчого майбутнього. фіз. Ред. X, 8: 031027, липень 2018 р. 10.1103/PhysRevX.8.031027. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevX.8.031027.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.8.031027

[19] Сугуру Ендо, Цзіньчжао Сунь, Ін Лі, Саймон С. Бенджамін і Сяо Юань. Варіаційне квантове моделювання загальних процесів. фіз. Rev. Lett., 125: 010501, червень 2020 р. 10.1103/PhysRevLett.125.010501. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.125.010501.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.125.010501

[20] Сугуру Ендо, Женю Цай, Саймон С. Бенджамін і Сяо Юань. Гібридні квантово-класичні алгоритми та квантове пом’якшення помилок. Журнал фізичного товариства Японії, 90 (3): 032001, 2021. 10.7566/JPSJ.90.032001. URL https:///doi.org/10.7566/JPSJ.90.032001.
https:///doi.org/10.7566/JPSJ.90.032001

[21] Кейсуке Фуджі, Каору Мізута, Хіроші Уеда, Косуке Мітараі, Ватару Мізукамі та Юя О. Накагава. Глибокий варіаційний квантовий розв’язувач власних сигналів: метод «розділяй і володарюй» для вирішення більшої проблеми за допомогою квантових комп’ютерів меншого розміру. PRX Quantum, 3: 010346, березень 2022 р. 10.1103/PRXQuantum.3.010346. URL https:///doi.org/10.1103/PRXQuantum.3.010346.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PRXQuantum.3.010346

[22] Джо Гіббс, Кейтлін Гілі, Зої Холмс, Бенджамін Коммо, Ендрю Аррасміт, Лукаш Сінчіо, Патрік Дж. Коулз та Ендрю Сорнборгер. Тривале моделювання з високою точністю на квантовому обладнанні, 2021. URL https:///arxiv.org/abs/2102.04313.
arXiv: 2102.04313

[23] Тюдор Джургіка-Тірон, Юсеф Хінді, Раян ЛаРоз, Андреа Марі та Вільям Дж. Зенг. Цифрова екстраполяція нульового шуму для зменшення квантової помилки. У 2020 році IEEE International Conference on Quantum Computing and Engineering (QCE), сторінки 306–316, 2020. 10.1109/QCE49297.2020.00045. URL-адреса https:///doi.org/10.1109/QCE49297.2020.00045.
https: / / doi.org/ 10.1109 / QCE49297.2020.00045

[24] Пранав Гокхале, Олівія Ангіулі, Йоншан Дін, Кайвен Гуй, Тіг Томеш, Мартін Сучара, Маргарет Мартоносі та Фредерік Чонг. Мінімізація підготовки станів у варіаційному квантовому вирішувачі власних сигналів шляхом поділу на коммутаційні родини. URL https:///doi.org/10.48550/arXiv.1907.13623.
https:///doi.org/10.48550/arXiv.1907.13623

[25] Харпер Р. Грімслі, Софія Економу, Едвін Барнс і Ніколас Дж. Мейхолл. Адаптивний варіаційний алгоритм для точного молекулярного моделювання на квантовому комп’ютері. Nature comm., 10 (1): 1–9, 2019. 10.1038/s41467-018-07090-4. URL https:///doi.org/10.1038/s41467-019-10988-2.
https://doi.org/10.1038/s41467-018-07090-4

[26] Чарльз Хедфілд. Адаптивні тіні Паулі для оцінки енергії, 2021. URL https:///doi.org/10.48550/arXiv.2105.12207.
https:///doi.org/10.48550/arXiv.2105.12207

[27] Чарльз Хедфілд, Сергій Бравий, Руді Реймонд і Антоніо Меццакапо. Вимірювання квантових гамільтоніанів з локально зміщеними класичними тінями. Повідомлення в математичній фізиці, 391 (3): 951–967, 2022. 10.1007/s00220-022-04343-8. URL-адреса https:///doi.org/10.1007/s00220-022-04343-8.
https://doi.org/10.1007/s00220-022-04343-8

[28] Корнеліус Хемпель, Крістін Майєр, Джонатан Ромеро, Джаррод МакКлін, Томас Монц, Хенг Шен, Петар Юрцевіч, Бен П. Ланьон, Пітер Лав, Раян Беббуш, Алан Аспуру-Гузік, Райнер Блатт і Крістіан Ф. Рус. Розрахунки квантової хімії на квантовому симуляторі захоплених іонів. фіз. Ред. X, 8: 031022, липень 2018 р. 10.1103/PhysRevX.8.031022. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevX.8.031022.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.8.031022

[29] Оскар Хігготт, Даочен Ван і Стівен Браєрлі. Варіаційне квантове обчислення збуджених станів. Quantum, 3: 156, липень 2019 р. ISSN 2521-327X. 10.22331/q-2019-07-01-156. URL-адреса https:///doi.org/10.22331/q-2019-07-01-156.
https://doi.org/10.22331/q-2019-07-01-156

[30] Стефан Гіллміх, Чарльз Гедфілд, Руді Реймонд, Антоніо Меццакапо та Роберт Вілле. Діаграми рішень для квантових вимірювань з неглибокими ланцюгами. У 2021 році на Міжнародній конференції IEEE з квантових обчислень та інженерії (QCE), сторінки 24–34, 2021. 10.1109/QCE52317.2021.00018. URL-адреса https:///doi.org/10.1109/QCE52317.2021.00018.
https: / / doi.org/ 10.1109 / QCE52317.2021.00018

[31] Сінь-Юань Хуан, Річард Куенг і Джон Прескілл. Прогнозування багатьох властивостей квантової системи на основі дуже кількох вимірювань. Nature Physics, 16 (10): 1050–1057, 2020. 10.1038/s41567-020-0932-7. URL-адреса https:///doi.org/10.1038/s41567-020-0932-7.
https://doi.org/10.1038/s41567-020-0932-7

[32] Сінь-Юань Хуан, Кішор Бхарті та Патрік Ребентрост. Найближчі квантові алгоритми для лінійних систем рівнянь з регресійними функціями втрат. New Journal of Physics, 23 (11): 113021, листопад 2021a. 10.1088/1367-2630/ac325f. URL-адреса https:///doi.org/10.1088/1367-2630/ac325f.
https:///doi.org/10.1088/1367-2630/ac325f

[33] Сінь-Юань Хуан, Річард Куенг і Джон Прескілл. Ефективне оцінювання спостережуваних Паулі шляхом дерандомізації. фіз. Rev. Lett., 127: 030503, липень 2021b. 10.1103/PhysRevLett.127.030503. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.127.030503.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.127.030503

[34] Вільям Дж. Хаггінс, Джаррод Р. Макклін, Ніколас С. Рубін, Чжан Цзян, Натан Вібе, К. Біргітта Уейлі та Раян Беббуш. Ефективні та завадостійкі вимірювання для квантової хімії на короткострокових квантових комп’ютерах. npj Квантова інформація, 7 (1): 1–9, 2021. 10.1038/s41534-020-00341-7. URL-адреса https:///doi.org/10.1038/s41534-020-00341-7.
https://doi.org/10.1038/s41534-020-00341-7

[35] Артур Ф. Ізмайлов, Цзу-Чінг Єн, Роберт А Ланг та Владислав Вертелецький. Підхід унітарного розподілу до проблеми вимірювання у варіаційному квантовому методі власного розв’язувача. Журнал хімічної теорії та обчислень, 16 (1): 190–195, 2019a. 10.1021/acs.jctc.9b00791. URL-адреса https:///doi.org/10.1021/acs.jctc.9b00791.
https: / / doi.org/ 10.1021 / acs.jctc.9b00791

[36] Артур Ф. Ізмайлов, Цзу-Чінг Єн та Ілля Г. Рябінкін. Перегляд процесу вимірювання у варіаційному квантовому вирішувачі власних сигналів: чи можливо зменшити кількість окремо вимірюваних операторів? Хімічна наука, 10 (13): 3746–3755, 2019b. 10.1039/C8SC05592K. URL https:///doi.org/10.1039/C8SC05592K.
https:///doi.org/10.1039/C8SC05592K

[37] Ендрю Джена, Скотт Генін і Мікеле Моска. Розбиття Паулі щодо наборів воріт, 2019. URL https:///doi.org/10.48550/arXiv.1907.07859.
https:///doi.org/10.48550/arXiv.1907.07859

[38] Абхінав Кандала, Антоніо Меццакапо, Крістан Темме, Майка Такіта, Маркус Брінк, Джеррі М. Чоу та Джей М. Гамбетта. Апаратно ефективний варіаційний квантовий розв’язувач власних сигналів для малих молекул і квантових магнітів. Nature, 549 (7671): 242–246, 2017. 10.1038/nature23879. URL https:///doi.org/10.1038/nature23879.
https: / / doi.org/ 10.1038 / nature23879

[39] Ін Лі та Саймон С. Бенджамін. Ефективний варіаційний квантовий симулятор, що включає активну мінімізацію помилок. фіз. Ред. X, 7: 021050, червень 2017 р. 10.1103/PhysRevX.7.021050. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevX.7.021050.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.7.021050

[40] Цзінь-Го Лю, І-Хун Чжан, Юань Ван і Лей Ван. Варіаційний квантовий власний розв’язувач із меншою кількістю кубітів. фіз. Дослідження, 1: 023025, вересень 2019 р. 10.1103/PhysRevResearch.1.023025. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevResearch.1.023025.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevResearch.1.023025

[41] Хе Ма, Марко Говоні та Джулія Галлі. Квантова симуляція матеріалів на квантових комп’ютерах ближнього періоду. npj Computational Materials, 6 (1): 1–8, 2020. 10.1038/s41524-020-00353-z. URL-адреса https:///doi.org/10.1038/s41524-020-00353-z.
https: / / doi.org/ 10.1038 / s41524-020-00353-z

[42] Сем МакАрдл, Тайсон Джонс, Сугуру Ендо, Ін Лі, Саймон Сі Бенджамін і Сяо Юань. Квантова симуляція уявної еволюції часу на основі варіаційного анзацу. npj Квантова інформація, 5 (1): 1–6, 2019. 10.1038/s41534-019-0187-2. URL-адреса https:///doi.org/10.1038/s41534-019-0187-2.
https://doi.org/10.1038/s41534-019-0187-2

[43] Сем МакАрдл, Сугуру Ендо, Алан Аспуру-Гузік, Саймон К. Бенджамін і Сяо Юань. Квантова обчислювальна хімія. Rev. Mod. Phys., 92: 015003, березень 2020 р. 10.1103/RevModPhys.92.015003. URL https:///doi.org/10.1103/RevModPhys.92.015003.
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.92.015003

[44] Джаррод Р. Макклін, Джонатан Ромеро, Раян Беббуш та Алан Аспуру-Гузік. Теорія варіаційних гібридних квантово-класичних алгоритмів. New Journal of Physics, 18 (2): 023023, лютий 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] Джаррод Р. Макклін, Моллі Е. Кімчі-Шварц, Джонатан Картер і Вібе А де Йонг. Гібридна квантово-класична ієрархія для пом'якшення декогеренції та визначення збуджених станів. 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] Джаррод Р. Макклін, Чжан Цзян, Ніколас С. Рубін, Раян Беббуш і Хартмут Невен. Декодування квантових помилок з підпросторовими розширеннями. Nature Communications, 11 (1): 1–9, 2020. 10.1038/s41467-020-14341-w. URL-адреса https:///doi.org/10.1038/s41467-020-14341-w.
https: / / doi.org/ 10.1038 / s41467-020-14341-w

[47] Ніколай Молл, Панайотіс Баркуцос, Лев С. Бішоп, Джеррі М. Чоу, Ендрю Кросс, Деніел Дж. Еггер, Стефан Філіпп, Андреас Фюрер, Джей М. Гамбетта, Марк Ганжорн та ін. Квантова оптимізація з використанням варіаційних алгоритмів на короткострокових квантових пристроях. Квантова наука та технологія, 3 (3): 030503, 2018. 10.1088/2058-9565/aab822. URL-адреса https:///doi.org/10.1088/2058-9565/aab822.
https: / / doi.org/ 10.1088 / 2058-9565 / aab822

[48] Кен М. Наканіші, Косуке Мітараі та Кейсуке Фуджі. Варіаційний квантовий розв’язувач власних значень підпросторового пошуку для збуджених станів. 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] Браян О'Горман, Вільям Дж. Хаггінс, Елеанор Г. Ріффель і К. Біргітта Вейлі. Узагальнені мережі обміну для короткострокових квантових обчислень, 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 і JM Martinis. Масштабована квантова симуляція молекулярних енергій. фіз. Ред. X, 6: 031007, липень 2016 р. 10.1103/PhysRevX.6.031007. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevX.6.031007.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.6.031007

[51] Метью Оттен і Стівен К. Грей. Облік помилок у квантових алгоритмах через індивідуальне зменшення помилок. Npj Quantum Inf., 5 (1): 11, 2019. 10.1038/s41534-019-0125-3. URL-адреса https:///doi.org/10.1038/s41534-019-0125-3.
https://doi.org/10.1038/s41534-019-0125-3

[52] Альберто Перуццо, Джаррод МакКлін, Пітер Шедболт, Ман-Хонг Юнг, Сяо-Ці Чжоу, Пітер Дж. Лав, Алан Аспуру-Гузік і Джеремі Л О'Брайен. Варіаційний вирішувач власних значень на фотонному квантовому процесорі. Nature comm., 5: 4213, 2014. 10.1038/ncomms5213. URL-адреса https:///doi.org/10.1038/ncomms5213.
https: / / doi.org/ 10.1038 / ncomms5213

[53] Джон Прескілл. Квантові обчислення в епоху nisq і за її межами. Quantum, 2: 79, 2018. 10.22331/q-2018-08-06-79. URL-адреса https:///doi.org/10.22331/q-2018-08-06-79.
https://doi.org/10.22331/q-2018-08-06-79

[54] Google AI Quantum, співавтори*†, Френк Аруте, Кунал Ар’я, Раян Беббуш, Дейв Бейкон, Джозеф С. Бардін, Рамі Барендс, Серхіо Бойшо, Майкл Бротон, Боб Б. Баклі та ін. Хартрі-Фок на квантовому комп’ютері з надпровідним кубітом. Наука, 369 (6507): 1084–1089, 2020. 10.1126/science.abb9811. URL https:///doi.org/10.1126/science.abb9811.
https:///doi.org/10.1126/science.abb9811

[55] Ніколас С. Рубін, Раян Беббуш і Джаррод МакКлін. Застосування ферміонних граничних обмежень до гібридних квантових алгоритмів. New Journal of Physics, 20 (5): 053020, травень 2018 р. 10.1088/1367-2630/aab919. URL https:///doi.org/10.1088/1367-2630/aab919.
https: / / doi.org/ 10.1088 / 1367-2630 / aab919

[56] Аріель Шлосберг, Ендрю Дж. Джена, Пріянка Мухопадхяй, Ян Ф. Хаасе, Фелікс Ледіцкі та Лука Деллантоніо. Адаптивна оцінка квантових спостережуваних, 2021. URL https:///doi.org/10.48550/arXiv.2110.15339.
https:///doi.org/10.48550/arXiv.2110.15339

[57] Армандс Стрікіс, Даюе Цінь, Яньчжу Чень, Саймон С. Бенджамін та Ін Лі. Пом'якшення квантових помилок на основі навчання. PRX Quantum, 2: 040330, листопад 2021 р. 10.1103/PRXQuantum.2.040330. URL https:///doi.org/10.1103/PRXQuantum.2.040330.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PRXQuantum.2.040330

[58] Г. І. Стручалін, Я. А. Загоровський, Є. В. Ковлаков, С. С. Страупе, С. П. Кулик. Експериментальна оцінка властивостей квантового стану з класичних тіней. PRX Quantum, 2: 010307, січень 2021 р. 10.1103/PRXQuantum.2.010307. URL https:///doi.org/10.1103/PRXQuantum.2.010307.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PRXQuantum.2.010307

[59] Цзіньчжао Сунь, Сяо Юань, Такахіро Цунода, Влатко Ведрал, Саймон С. Бенджамін і Сугуру Ендо. Пом'якшення реалістичного шуму в практичних квантових пристроях середнього рівня з шумом. фіз. Rev. Applied, 15: 034026, березень 2021 р. 10.1103/PhysRevApplied.15.034026. URL-адреса https:///doi.org/10.1103/PhysRevApplied.15.034026.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevApplied.15.034026

[60] Цзіньчжао Сунь, Сугуру Ендо, Хуейпін Лінь, Патрік Хайден, Влатко Ведрал і Сяо Юань. Пертурбативне квантове моделювання, вересень 2022 р. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.129.120505.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.129.120505

[61] Крістан Темме, Сергій Бравий та Джей М. Гамбетта. Пом'якшення помилок для квантових ланцюгів малої глибини. фіз. Rev. Lett., 119: 180509, листопад 2017 р. 10.1103/PhysRevLett.119.180509. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.119.180509.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.119.180509

[62] Джакомо Торлаї, Гульєльмо Маццола, Хуан Карраскілья, Маттіас Троєр, Роджер Мелко та Джузеппе Карлео. Квантова томографія нейронної мережі. Фізика природи, 14 (5): 447–450, 2018. 10.1038/s41567-018-0048-5. URL-адреса https:///doi.org/10.1038/s41567-018-0048-5.
https://doi.org/10.1038/s41567-018-0048-5

[63] Джакомо Торлаї, Гульєльмо Маццола, Джузеппе Карлео та Антоніо Меццакапо. Точне вимірювання квантових спостережень за допомогою нейромережевих оцінювачів. фіз. Rev. Res., 2: 022060, червень 2020 р. 10.1103/PhysRevResearch.2.022060. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevResearch.2.022060.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevResearch.2.022060

[64] Гаріш Дж. Валлурі, Майкл А. Джонс, Чарльз Д. Хілл і Ллойд К. Л. Холленберг. Поправка квантових обчислених моментів до варіаційних оцінок. Quantum, 4: 373, 2020. 10.22331/q-2020-12-15-373. URL-адреса https:///doi.org/10.22331/q-2020-12-15-373.
https://doi.org/10.22331/q-2020-12-15-373

[65] Владислав Вертелецький, Цзу-Чінг Єн та Артур Федорович Ізмайлов. Оптимізація вимірювань у варіаційному квантовому розв’язнику власних сигналів з використанням мінімального клікового покриття. Журнал хімічної фізики, 152 (12): 124114, 2020. 10.1063/1.5141458. URL https:///doi.org/10.1063/1.5141458.
https: / / doi.org/ 10.1063 / 1.5141458

[66] Самсон Ван, Енріко Фонтана, Марко Серезо, Кунал Шарма, Акіра Соне, Лукаш Сінчіо та Патрік Джей Коулз. Безплідні плато, спричинені шумом, у варіаційних квантових алгоритмах. Nature Communications, 12 (1): 1–11, 2021. 10.1038/s41467-021-27045-6. URL-адреса https:///doi.org/10.1038/s41467-021-27045-6.
https://doi.org/10.1038/s41467-021-27045-6

[67] Дейв Векер, Метью Б. Гастінгс і Матіас Троєр. Прогрес у напрямку практичних квантових варіаційних алгоритмів. фіз. Rev. A, 92: 042303, жовтень 2015 р. 10.1103/PhysRevA.92.042303. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.92.042303.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.92.042303

[68] Сяосі Сюй, Цзіньчжао Сунь, Сугуру Ендо, Ін Лі, Саймон К. Бенджамін і Сяо Юань. Варіаційні алгоритми для лінійної алгебри. Науковий вісник, 2021. ISSN 2095-9273. 10.1016/j.scib.2021.06.023. URL-адреса https:///doi.org/10.1016/j.scib.2021.06.023.
https:///doi.org/10.1016/j.scib.2021.06.023

[69] Чжи-Чен Ян, Армін Рахмані, Аліреза Шабані, Хартмут Невен і Клаудіо Шамон. Оптимізація варіаційних квантових алгоритмів з використанням принципу мінімуму Понтрягіна. фіз. Ред. X, 7: 021027, травень 2017 р. 10.1103/PhysRevX.7.021027. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevX.7.021027.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.7.021027

[70] Цзу-Чінг Єн, Владислав Вертелецький та Артур Федорович Ізмайлов. Вимірювання всіх сумісних операторів в одній серії однокубітових вимірювань за допомогою унітарних перетворень. Журнал хімічної теорії та обчислень, 16 (4): 2400–2409, 2020. 10.1021/acs.jctc.0c00008. URL-адреса https:///doi.org/10.1021/acs.jctc.0c00008.
https:///doi.org/10.1021/acs.jctc.0c00008

[71] Цзу-Чінг Єн, Аадітія Ганешрам та Артур Ф. Ізмайлов. Детерміновані вдосконалення квантових вимірювань із групуванням сумісних операторів, нелокальними перетвореннями та оцінками коваріації, 2022. URL https://doi.org/10.48550/arXiv.2201.01471.
https:///doi.org/10.48550/arXiv.2201.01471

[72] Сяо Юань, Сугуру Ендо, Ці Чжао, Ін Лі та Саймон С. Бенджамін. Теорія варіаційного квантового моделювання. Quantum, 3: 191, 2019. 10.22331/q-2019-10-07-191. URL-адреса https:///doi.org/10.22331/q-2019-10-07-191.
https://doi.org/10.22331/q-2019-10-07-191

[73] Сяо Юань, Цзіньчжао Сунь, Цзюнью Лю, Ці Чжао та Ю Чжоу. Квантова симуляція з гібридними тензорними мережами. фіз. Rev. Lett., 127: 040501, липень 2021 р. 10.1103/PhysRevLett.127.040501. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.127.040501.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.127.040501

[74] Тін Чжан, Цзіньчжао Сунь, Сяо-Сюй Фан, Сяо-Мін Чжан, Сяо Юань і Хе Лу. Експериментальне вимірювання квантового стану за допомогою класичних тіней. фіз. Rev. Lett., 127: 200501, листопад 2021 р. 10.1103/PhysRevLett.127.200501. 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 і Man-Hong Yung. Гамільтоніан малої глибини моделювання за формулою адаптивного продукту, 2020. URL https:///doi.org/10.48550/arXiv.2011.05283.
https:///doi.org/10.48550/arXiv.2011.05283

[76] Ендрю Чжао, Ендрю Трантер, Вільям М. Кірбі, Шу Фай Унг, Акімаса Міяке та Пітер Дж. Лав. Редукція вимірювань у варіаційних квантових алгоритмах. фіз. Rev. A, 101: 062322, червень 2020 р. 10.1103/PhysRevA.101.062322. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.101.062322.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.101.062322

[77] Ендрю Чжао, Ніколас С. Рубін та Акімаса Міяке. Ферміонна часткова томографія за допомогою класичних тіней. фіз. Rev. Lett., 127: 110504, вересень 2021 р. 10.1103/PhysRevLett.127.110504. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.127.110504.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.127.110504

[78] Лео Чжоу, Шенг-Тао Ван, Сунвон Чой, Ханнес Піхлер і Михайло Д. Лукін. Алгоритм квантової наближеної оптимізації: продуктивність, механізм і реалізація на пристроях короткого періоду. фіз. Ред. X, 10: 021067, червень 2020 р. 10.1103/PhysRevX.10.021067. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevX.10.021067.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.10.021067

Цитується

[1] Kouhei Nakaji, Suguru Endo, Yuichiro Matsuzaki та Hideaki Hakoshima, «Оптимізація вимірювання варіаційного квантового моделювання за допомогою класичної тіні та дерандомізації», arXiv: 2208.13934.

[2] Дакс Еншан Ко та Сабі Грвал, «Класичні тіні з шумом», arXiv: 2011.11580.

[3] Ендрю Чжао, Ніколас К. Рубін та Акімаса Міяке, «Ферміонна часткова томографія через класичні тіні», Фізичні оглядові листи 127 11, 110504 (2021).

[4] Деніел Макналті, Філіп Б. Мацієвський та Міхал Ошманієць, «Оцінка квантових гамільтоніанів за допомогою спільних вимірювань шумових некоммутуючих спостережень», arXiv: 2206.08912.

[5] Масая Кохда, Ріосуке Імаі, Кейта Канно, Косуке Мітараі, Ватару Мізукамі та Юя О. Накагава, «Оцінка квантового очікуваного значення шляхом вибірки обчислювальної бази», Physical Review Research 4 3, 033173 (2022).

[6] Цзюнью Лю, Зіму Лі, Хань Чжен, Сяо Юань і Цзіньчжао Сунь, «На шляху до варіаційного квантового алгоритму Джордана-Лі-Прескілла», Машинне навчання: наука і технології 3 4, 045030 (2022).

[7] Брайс Фуллер, Чарльз Хедфілд, Дженніфер Р. Глік, Такаші Імамічі, Тосінарі Ітоко, Річард Дж. Томпсон, Ян Цзяо, Марна М. Кагеле, Адріана В. Блом-Шібер, Руді Реймонд і Антоніо Меццакапо, «Приблизні рішення» комбінаторних задач через квантові релаксації”, arXiv: 2111.03167.

[8] Ting Zhang, Jinzhao Sun, Xiao-Xu Fang, Xiao-Ming Zhang, Xiao Yuan, and He Lu, “Experimental Quantum State Measurement with Classical Shadows”, Фізичні оглядові листи 127 20, 200501 (2021).

[9] Tzu-Ching Yen, Aadithya Ganeshram та Artur F. Izmaylov, «Детерміновані вдосконалення квантових вимірювань із групуванням сумісних операторів, нелокальними перетвореннями та оцінками коваріації», arXiv: 2201.01471.

[10] Кайфен Бу, Дакс Еншан Ко, Рой Дж. Гарсія та Артур Джаффе, «Класичні тіні з інваріантними для Паулі унітарними ансамблями», arXiv: 2202.03272.

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

[12] Аріель Шлосберг, Ендрю Дж. Джена, Пріянка Мухопадхяй, Ян Ф. Хаасе, Фелікс Ледіцкі та Лука Деллантоніо, «Адаптивна оцінка квантових спостережуваних», arXiv: 2110.15339.

[13] Zi-Jian Zhang, Jinzhao Sun, Xiao Yuan і Man-Hong Yung, “Low-depth Hamiltonian Simulation by Adaptive Product Formula”, arXiv: 2011.05283.

[14] Yusen Wu, Bujiao Wu, Jingbo Wang і Xiao Yuan, “Provable Advantage in Quantum Phase Learning via Quantum Kernel Alphatron”, arXiv: 2111.07553.

[15] Даніель Міллер, Лорін Е. Фішер, Ігор О. Соколов, Панайотіс Кл. Баркуцос та Івано Тавернеллі, «Апаратно адаптовані схеми діагоналізації», arXiv: 2203.03646.

[16] Zhenhuan Liu, Pei Zeng, You Zhou і Mile Gu, «Характеристика кореляції в багаточасткових квантових системах за допомогою локальних рандомізованих вимірювань», Фізичний огляд A 105 2, 022407 (2022).

[17] Вільям Кірбі, Маріо Мотта та Антоніо Меццакапо, «Точний і ефективний метод Ланцоша на квантовому комп’ютері», arXiv: 2208.00567.

[18] Марко Мейланд, Расмус Берг Йенсен, Мадс Грейзен Хойлунд, Ніколай Томас Ціннер та Ове Крістіансен, «Оптимізація часу роботи для вібраційної структури на квантових комп’ютерах: координати та схеми вимірювання», arXiv: 2211.11615.

[19] Сонхун Чой, Ігнасіо Лоайза та Артур Ф. Ізмайлов, «Рідкі ферміонні фрагменти для оптимізації квантових вимірювань електронних гамільтоніанів у варіаційному квантовому вирішувачі власних сигналів», arXiv: 2208.14490.

[20] Tianren Gu, Xiao Yuan і Bujiao Wu, «Ефективні схеми вимірювання для бозонних систем», arXiv: 2210.13585.

[21] Йоу Чжоу та Цін Лю, «Аналіз ефективності оцінки тіні під час кількох знімків», arXiv: 2212.11068.

[22] Xiao-Ming Zhang, Zixuan Huo, Kecheng Liu, Ying Li та Xiao Yuan, “Unbiased random circuit compiler for time-dependent Hamiltonian simulation”, arXiv: 2212.09445.

[23] Александр Греш і Мартін Кліш, «Гарантована ефективна оцінка енергії квантових гамільтоніанів багатьох тіл за допомогою ShadowGrouping», arXiv: 2301.03385.

[24] Ендрю Джена, Скотт Н. Генін і Мікеле Моска, «Оптимізація вимірювання варіаційного квантового власного розв’язувача шляхом розбиття операторів Паулі за допомогою багатокубітних вентилів Кліффорда на квантовому апаратному забезпеченні проміжного масштабу з шумом», Фізичний огляд A 106 4, 042443 (2022).

Вищезазначені цитати від SAO / NASA ADS (останнє оновлення успішно 2023-01-13 11:36:07). Список може бути неповним, оскільки не всі видавці надають відповідні та повні дані про цитування.

Не вдалося отримати Перехресне посилання, наведене за даними під час останньої спроби 2023-01-13 11:36:05: Не вдалося отримати цитовані дані для 10.22331/q-2023-01-13-896 з Crossref. Це нормально, якщо DOI був зареєстрований нещодавно.

Ця стаття опублікована в Quantum під Creative Commons Attribution 4.0 International (CC на 4.0) ліцензія. Авторське право залишається за оригінальними власниками авторських прав, такими як автори або їх установи.

Розповсюдження контенту та PR на основі SEO. Отримайте посилення сьогодні.
Платоблокчейн. Web3 Metaverse Intelligence. Розширені знання. Доступ тут.
джерело: https://quantum-journal.org/papers/q-2023-01-13-896/

Часова мітка: Січень 13, 2023

Часова мітка: Березень 13, 2024

Вимірювання з групуванням, що перекривається: уніфікована структура для вимірювання квантових станів

Перевидано Платоном

абстрактний

► Дані BibTeX

► Список літератури

Цитується

Більше від Квантовий журнал

Кількісна оцінка ресурсів на основі відстані для наборів квантових вимірювань

Узагальнення, незважаючи на переобладнання в моделях квантового машинного навчання

Швидша оцінка ймовірності Борна за допомогою злиття воріт і оптимізації кадрів

Напівцілі проти цілих ефектів у квантовій синхронізації спінових систем

Про ефективне квантове блочне кодування псевдодиференціальних операторів

Послаблення вимог до апаратного забезпечення для схем поверхневого коду з використанням динаміки часу

Переходи в складності заплутаності у випадкових схемах

Генерація на основі вимірювання та збереження станів cat і grid у стані кластера безперервної змінної

Квантові трансформатори зору

Нерівності типу Белла для систем релятивістських векторних бозонів

Оптимальне гамільтоніанське моделювання для періодичних у часі систем

Про нас

Вертикальний пошук & Ai

платформа

Залишайтеся на зв'язку

рахунки