Perturbed-Parametric Quantum Evolutions کے مشتقات کے لیے "مناسب" تبدیلی کے اصول

Perturbed-Parametric Quantum Evolutions کے مشتقات کے لیے "مناسب" تبدیلی کے اصول

ڈرک اولیور تھیس

نظریاتی کمپیوٹر سائنس، یونیورسٹی آف ترتو، ایسٹونیا

اس کاغذ کو دلچسپ لگتا ہے یا اس پر بات کرنا چاہتے ہیں؟ SciRate پر تبصرہ کریں یا چھوڑیں۔.

خلاصہ

بنچی اینڈ کروکس (کوانٹم، 2021) نے ایک ایسے پیرامیٹر کی بنیاد پر توقع کی قدروں کے مشتقات کا تخمینہ لگانے کے طریقے بتائے ہیں جو اس کے ذریعے داخل ہوتا ہے جسے ہم "پرٹربڈ" کوانٹم ارتقاء $xmapsto e^{i(x A + B)/hbar}$ کہتے ہیں۔ ان کے طریقوں میں ترمیم کی ضرورت ہوتی ہے، محض بدلتے ہوئے پیرامیٹرز سے ہٹ کر، ظاہر ہونے والی یونٹریوں میں۔ مزید برآں، ایسی صورت میں جب $B$-اصطلاح ناگزیر ہو، مشتق کے لیے کوئی صحیح طریقہ (غیر جانبدارانہ تخمینہ لگانے والا) معلوم نہیں ہوتا: بنچی اینڈ کروکس کا طریقہ ایک تخمینہ دیتا ہے۔
اس مقالے میں، اس قسم کی پیرامیٹرائزڈ توقع کی قدروں کے مشتقات کا اندازہ لگانے کے لیے، ہم ایک ایسا طریقہ پیش کرتے ہیں جس کے لیے صرف پیرامیٹر کو تبدیل کرنے کی ضرورت ہوتی ہے، کوانٹم ارتقاء کی کوئی دوسری ترمیم (ایک "مناسب" شفٹ اصول)۔ ہمارا طریقہ بالکل درست ہے (یعنی، یہ تجزیاتی مشتقات، غیر جانبدارانہ تخمینہ فراہم کرتا ہے)، اور اس میں بنچی-کروکس کی طرح بدترین کیس کا فرق ہے۔
مزید برآں، ہم پرٹربڈ پیرامیٹرک کوانٹم ارتقاء کے فوئیر تجزیہ کی بنیاد پر مناسب شفٹ رولز کے ارد گرد نظریہ پر تبادلہ خیال کرتے ہیں، جس کے نتیجے میں ان کے فوئیر ٹرانسفارمز کے لحاظ سے مناسب شفٹ رولز کی خصوصیت ہوتی ہے، جس کے نتیجے میں ہمیں مناسب نتائج کی عدم موجودگی کی طرف لے جاتا ہے۔ شفٹوں کی کفایتی ارتکاز کے ساتھ تبدیلی کے قواعد۔ ہم تراشے ہوئے طریقے اخذ کرتے ہیں جو تخمینے کی غلطیوں کو ظاہر کرتے ہیں، اور ابتدائی عددی نقالی کی بنیاد پر بنچی-کروکس سے موازنہ کرتے ہیں۔

معنی خیز کمپیوٹیشنز کے لیے موجودہ دور یا مستقبل قریب کے کوانٹم ڈیوائسز کو استعمال کرنے کی کوششوں میں، متغیر ہائبرڈ کوانٹم کلاسیکل اپروچ کو بڑے پیمانے پر اپنایا جاتا ہے۔ یہ کوانٹم ارتقاء کو پیرامیٹرائز کرنے اور پھر کوانٹم اور کلاسیکی حساب کے درمیان ردوبدل کرتے ہوئے، ایک لوپ میں ان پیرامیٹرز کو بہتر بنانے پر مشتمل ہے۔

ایک اور نقطہ نظر ایک کمپیوٹیشنل مسئلہ کو ہیملٹونین میں نقشہ سازی پر مشتمل ہے جسے کوانٹم ہارڈ ویئر پر محسوس کیا جاسکتا ہے۔ مثال کے طور پر، کولڈ ایٹم کوانٹم ڈیوائسز پر زیادہ سے زیادہ مستحکم سیٹ کے مسئلے کی ماڈلنگ کے لیے، رائڈبرگ ناکہ بندی جزوی طور پر استحکام کی رکاوٹوں کو محسوس کرنے کے طریقے کے طور پر کام کر سکتی ہے۔

یقیناً دونوں طریقوں کو یکجا کرنے کی کوششیں جاری ہیں۔

پیرامیٹرز کو بہتر بنانے کے لیے، تغیراتی نقطہ نظر عام طور پر میلان کے تخمینہ کاروں کو ملازمت دیتا ہے، اور ان تخمینوں میں چھوٹا تعصب اور چھوٹا تغیر ہونا چاہیے۔ ڈیجیٹل کوانٹم کمپیوٹنگ کی دنیا میں — یعنی، (پیرامیٹرائزڈ) گیٹس گیٹس پر مشتمل کوانٹم سرکٹس — گریڈیئنٹس کا اندازہ لگانا اچھی طرح سمجھا جاتا ہے، اور نام نہاد 𝑝𝑎𝑟𝑎𝑚𝑒𝑡𝑒𝑟 𝑠𝑠𝑓𝑢 𝑙𝑒𝑠 لیکن ڈیجیٹل کو ینالاگ کے ساتھ جوڑتے وقت، صورت حال پیدا ہوتی ہے کہ ہیملٹونین کا پیرامیٹرائزڈ حصہ دوسرے حصوں کے ساتھ سفر نہیں کرتا ہے۔
ربی تعدد کے پیرامیٹرز میں سے ایک کے طور پر منتخب کرنے کے بارے میں سوچیں، مقامی طور پر ایک واحد ایٹم کو، Rydberg ایٹموں کی ایک صف میں: ربیع کی اصطلاح رائڈبرگ ناکہ بندی کی شرائط کے ساتھ نہیں آتی۔ اور بھی بہت سی مثالیں موجود ہیں۔ ان حالات میں، معلوم شفٹ رول تھیوری ٹوٹ جاتی ہے۔
ہمارے مقالے میں، ہم ان حالات کے لیے مشتقات کا تخمینہ لگانے کے لیے ایک نیا طریقہ تجویز کرتے ہیں۔ ہمارا طریقہ معلوم شفٹ رول پیراڈائم کے ساتھ کام کرتا ہے، اور تخمینہ لگانے والے کے تعصب کو کم کرنے میں آرٹ کی حالت کو بہتر بناتا ہے۔

► BibTeX ڈیٹا

► حوالہ جات

ہے [1] Jarrod R McClean، Nicholas C Rubin، Joonho Lee، Matthew P Harrigan، Thomas E O'Brien، Ryan Babbush، William J Huggins، اور Hsin-Yuan Huang۔ "کوانٹم کمپیوٹر سائنس کی بنیادیں ہمیں کیمسٹری کے بارے میں کیا سکھاتی ہیں"۔ جرنل آف کیمیکل فزکس 155، 150901 (2021)۔
https://​doi.org/​10.48550/​arXiv.2106.03997

ہے [2] Xiao Yuan، Suguru Endo، Qi Zhao، Ying Li، اور Simon C Benjamin۔ "متغیر کوانٹم سمولیشن کا نظریہ"۔ کوانٹم 3، 191 (2019)۔
https://​doi.org/​10.48550/​arXiv.1812.08767

ہے [3] Kosuke Mitarai، Makoto Negoro، Masahiro Kitagawa، اور Keisuke Fujii۔ "کوانٹم سرکٹ لرننگ"۔ طبیعیات Rev. A 98، 032309 (2018)۔
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevA.98.032309

ہے [4] مارسیلو بینیڈیٹی، ایریکا لائیڈ، اسٹیفن سیک، اور میٹیا فیورینٹینی۔ "پیرامیٹرائزڈ کوانٹم سرکٹس بطور مشین لرننگ ماڈل"۔ کوانٹم سائنس اور ٹیکنالوجی 4، 043001 (2019)۔
https:/​/​doi.org/​10.1088/​2058-9565/​ab4eb5

ہے [5] ایڈورڈ فرہی، جیفری گولڈ اسٹون، اور سیم گٹ مین۔ "ایک کوانٹم تخمینی اصلاح کا الگورتھم"۔ پری پرنٹ (2014)۔
https://​doi.org/​10.48550/​arXiv.1411.4028

ہے [6] ایرک آر اینشوئٹز، جوناتھن پی اولسن، ایلان اسپورو گوزک، اور یوڈونگ کاو۔ "متغیر کوانٹم فیکٹرنگ"۔ پری پرنٹ (2018)۔
https://​doi.org/​10.48550/​arXiv.1808.08927

ہے [7] کارلوس براوو پریٹو، ریان لاروز، مارکو سیریزو، یگٹ سباسی، لوکاس سنسیو، اور پیٹرک جے کولز۔ "متغیر کوانٹم لکیری حل کرنے والا"۔ پری پرنٹ (2019)۔
https://​doi.org/​10.48550/​arXiv.1909.05820

ہے [8] ریان بابش اور ہارٹمٹ نیوین۔ "سبولوجیکل کنٹرولز کا استعمال کرتے ہوئے کوانٹم ارتقاء کی تربیت" (2019)۔ امریکی پیٹنٹ 10,275,717۔

ہے [9] لوئس پال ہنری، سلیمان تھابیٹ، کانسٹینٹن ڈیلیاک، اور لوئک ہینریٹ۔ "کوانٹم ایوولوشن کرنل: کوبٹس کے قابل پروگرام صفوں کے ساتھ گرافس پر مشین لرننگ"۔ جسمانی جائزہ A 104, 032416 (2021)۔
https://​doi.org/​10.48550/​arXiv.2107.03247

ہے [10] Constantin Dalyac، Loïc Henriet، Emmanuel Jeandel، Wolfgang Lechner، Simon Perdrix، Marc Porcheron، اور Margarita Veshchezerova۔ "سخت صنعتی اصلاح کے مسائل کے لیے کوانٹم اپروچ کوالیفائنگ کرنا۔ الیکٹرک گاڑیوں کی سمارٹ چارجنگ کے شعبے میں ایک کیس اسٹڈی"۔ ای پی جے کوانٹم ٹیکنالوجی 8، 12 (2021)۔
https://​doi.org/​10.48550/​arXiv.2012.14859

ہے [11] ریان سویک، فریڈرک وائلڈ، جوہانس میئر، ماریا شولڈ، پال کے فرمن، بارتھلیمی مینارڈ-پیگناؤ، اور جینز آئزرٹ۔ "ہائبرڈ کوانٹم کلاسیکل آپٹیمائزیشن کے لیے سٹوکاسٹک گریڈینٹ ڈیسنٹ"۔ کوانٹم 4, 314 (2020)۔
https://​doi.org/​10.48550/​arXiv.1910.01155

ہے [12] جون لی، ژیاؤڈونگ یانگ، ژنہوا پینگ، اور چانگ پو سن۔ "کوانٹم بہترین کنٹرول کے لیے ہائبرڈ کوانٹم کلاسیکل اپروچ"۔ طبیعیات Rev. Lett. 118، 150503 (2017)۔
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.118.150503

ہے [13] لیونارڈو بنچی اور گیون ای کروکس۔ "سٹاکاسٹک پیرامیٹر شفٹ اصول کے ساتھ عمومی کوانٹم ارتقاء کے تجزیاتی میلان کی پیمائش"۔ کوانٹم 5، 386 (2021)۔
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2021-01-25-386

ہے [14] رچرڈ پی فین مین۔ "کوانٹم الیکٹروڈائنامکس میں ایپلی کیشنز رکھنے والا آپریٹر کیلکولس"۔ جسمانی جائزہ 84، 108 (1951)۔
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRev.84.108

ہے [15] رالف ایم ولکوکس۔ "کوانٹم فزکس میں ایکسپونینشل آپریٹرز اور پیرامیٹر کی تفریق"۔ جرنل آف میتھمیٹیکل فزکس 8، 962–982 (1967)۔
https://​doi.org/​10.1063/​1.1705306

ہے [16] جیویر گل وڈال اور ڈرک اولیور تھیس۔ "پیرامیٹرائزڈ کوانٹم سرکٹس پر کیلکولس"۔ پری پرنٹ (2018)۔
https://​doi.org/​10.48550/​arXiv.1812.06323

ہے [17] ڈیوڈ ویریچز، جوش آئیزاک، کوڈی وانگ، اور سیڈرک ین-یو لن۔ "کوانٹم گریڈینٹ کے لیے پیرامیٹر شفٹ کے عمومی اصول"۔ پری پرنٹ (2021)۔
https://​doi.org/​10.48550/​arXiv.2107.12390

ہے [18] ڈرک اولیور تھیس۔ "متغیر کوانٹم سرکٹس کے مشتقات کے لیے فائنائٹ سپورٹ پیرامیٹر شفٹ رولز کی بہترینیت"۔ پری پرنٹ (2021)۔
https://​doi.org/​10.48550/​arXiv.2112.14669

ہے [19] مائیکل ریڈ اور بیری سائمن۔ "جدید ریاضیاتی طبیعیات کے طریقے II: فوری تجزیہ، خود ملحق"۔ جلد 2۔ اکیڈمک پریس۔ (1975)۔

ہے [20] Jarrod R McClean، Sergio Boixo، Vadim N Smelyanskiy، Ryan Babbush، اور Hartmut Neven۔ "کوانٹم نیورل نیٹ ورک ٹریننگ لینڈ سکیپس میں بنجر سطح مرتفع"۔ نیچر کمیونیکیشنز 9، 4812 (2018)۔
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41467-018-07090-4

ہے [21] اینڈریو اراسمتھ، زو ہومز، مارکو سیریزو، اور پیٹرک جے کولز۔ ارتکاز اور تنگ گھاٹیوں کی لاگت کے لیے کوانٹم بنجر سطح مرتفع کی مساوات۔ کوانٹم سائنس اور ٹیکنالوجی 7، 045015 (2022)۔
https://​doi.org/​10.48550/​arXiv.2104.05868

ہے [22] والٹر روڈن۔ "فنکشنل تجزیہ"۔ میک گرا ہل۔ (1991)۔

ہے [23] الیاس ایم سٹین اور رامی شکرچی۔ "فورئیر تجزیہ: ایک تعارف"۔ جلد 1۔ پرنسٹن یونیورسٹی پریس۔ (2011)۔

ہے [24] جیرالڈ بی فولینڈ۔ "خلاصہ ہارمونک تجزیہ کا ایک کورس"۔ والیم 29۔ CRC پریس۔ (2016)۔

ہے [25] ڈان زگیر۔ "ڈائیلوگارتھم فنکشن"۔ نمبر تھیوری، فزکس اور جیومیٹری II میں فرنٹیئرز میں۔ صفحہ 3-65۔ اسپرنگر (2007)۔

ہے [26] لیونارڈ سی میکسیمن۔ "پیچیدہ دلیل کے لیے dilogarithm فنکشن"۔ لندن کی رائل سوسائٹی کی کارروائی۔ سلسلہ A: ریاضی، طبعی اور انجینئرنگ سائنسز 459، 2807–2819 (2003)۔
https://​doi.org/​10.1098/​rspa.2003.1156

ہے [27] الیاس ایم سٹین اور رامی شکرچی۔ "پیچیدہ تجزیہ"۔ جلد 2۔ پرنسٹن یونیورسٹی پریس۔ (2010)۔

ہے [28] والٹر روڈن۔ "حقیقی اور پیچیدہ تجزیہ"۔ میک گرا ہل۔ (1987)۔

ہے [29] ہینز باؤر۔ "Maß- und Integrationstheory"۔ والٹر ڈی گروئٹر۔ (1992)۔ دوسرا ایڈیشن۔

ہے [30] فرانز ریلچ اور جوزف برکووٹز۔ "ایگن ویلیو پرابلمس کی پریشان کن تھیوری"۔ سی آر سی پریس۔ (1969)۔

کی طرف سے حوالہ دیا گیا

[1] Roeland Wiersema, Dylan Lewis, David Wierichs, Juan Carrasquilla, and Nathan Killoran, "یہاں آتا ہے $mathrm{SU}(N)$: ملٹی ویریٹ کوانٹم گیٹس اور گریڈینٹ"، آر ایکس سی: 2303.11355, (2023).

مذکورہ بالا اقتباسات سے ہیں۔ SAO/NASA ADS (آخری بار کامیابی کے ساتھ 2023-07-14 10:03:06)۔ فہرست نامکمل ہو سکتی ہے کیونکہ تمام ناشرین مناسب اور مکمل حوالہ ڈیٹا فراہم نہیں کرتے ہیں۔

On Crossref کی طرف سے پیش خدمت کاموں کے حوالے سے کوئی ڈیٹا نہیں ملا (آخری کوشش 2023-07-14 10:03:04)۔

ٹائم اسٹیمپ:

سے زیادہ کوانٹم جرنل