1مركز Fachbereich Physik and Dahlem للأنظمة الكمية المعقدة، جامعة برلين الحرة، أرنيمالي 14، 14195 برلين، ألمانيا
2جامعة نورث إيسترن لندن، ديفون هاوس، سانت كاثرين دوكس، لندن، E1W 1LP، المملكة المتحدة
3كلية خوري لعلوم الكمبيوتر، جامعة نورث إيسترن، 440 شارع هنتنغتون، 202 West Village H بوسطن، MA 02115، الولايات المتحدة الأمريكية
4NIC، DESY Zeuthen، Platanenallee 6، 15738 Zeuthen، Germany
تجد هذه الورقة مثيرة للاهتمام أو ترغب في مناقشة؟ Scite أو ترك تعليق على SciRate.
ملخص
تشير إمكانية التحكم في المشغل إلى القدرة على تنفيذ وحدوي تعسفي في SU(N) وهي شرط أساسي للحوسبة الكمومية العالمية. يمكن استخدام اختبارات إمكانية التحكم في تصميم الأجهزة الكمومية لتقليل عدد عناصر التحكم الخارجية. ومع ذلك، فإن استخدامها العملي يعوقه التوسع الأسي لجهدها العددي مع عدد الكيوبتات. هنا، قمنا بابتكار خوارزمية كمومية كلاسيكية هجينة تعتمد على دائرة كمومية ذات معلمات. نظهر أن إمكانية التحكم مرتبطة بعدد المعلمات المستقلة، والتي يمكن الحصول عليها عن طريق تحليل التعبيرية الأبعاد. نحن نجسد تطبيق الخوارزمية على صفائف الكيوبت مع أدوات التوصيل المجاورة وعناصر التحكم المحلية. يوفر عملنا نهجًا منظمًا لتصميم الرقائق الكمومية ذات الكفاءة في استخدام الموارد.
ملخص شعبي
نقدم هنا اختبارًا كميًا كلاسيكيًا هجينًا يجمع بين القياسات على جهاز كمي والحسابات الكلاسيكية. تعتمد خوارزميتنا على مفهوم الدوائر الكمومية البارامترية، وهي النظير الكمي للدوائر المنطقية حيث تعتمد بعض البوابات المنطقية على معلمات مختلفة. نحن نستفيد من تحليل التعبيرية الأبعاد لتحديد جميع المعلمات الزائدة عن الحاجة في الدائرة والتي يمكن إزالتها. لقد أظهرنا أنه بالنسبة لأي مصفوفة كيوبت، يمكن تعريف دائرة كمومية بارامترية بحيث يعكس عدد المعلمات المستقلة إمكانية التحكم في النظام الكمي الأصلي.
نأمل أن يوفر هذا الاختبار أداة مفيدة لدراسة هذه الدوائر وتصميم أجهزة كمومية يمكن التحكم فيها ويمكن توسيع نطاقها إلى أبعاد أكبر.
► بيانات BibTeX
ferences المراجع
[1] مايكل أ نيلسن وإسحاق إل تشوانغ. “الحساب الكمي والمعلومات الكمومية”. صحافة جامعة كامبرج. (2010).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1017 / CBO9780511976667
[2] فيليب كرانتز، ومورتن كيرجارد، وفاي يان، وتيري بي أورلاندو، وسيمون جوستافسون، وويليام دي أوليفر. “دليل مهندس الكم إلى الكيوبتات فائقة التوصيل”. مراجعات الفيزياء التطبيقية 6 (2019).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1063 / 1.5089550
[3] خوان خوسيه غارسيا ريبول. “المعلومات الكمومية والبصريات الكمومية مع دوائر فائقة التوصيل”. صحافة جامعة كامبرج. (2022).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1017 / 9781316779460
[4] فرناندو جاجو إنسيناس، ومونيكا ليبشر، وكريستيان كوخ. “اختبار الرسم البياني لإمكانية التحكم في صفائف الكيوبت: طريقة منهجية لتحديد الحد الأدنى لعدد عناصر التحكم الخارجية”. علوم وتكنولوجيا الكم 8، 045002 (2023).
https://doi.org/10.1088/2058-9565/ace1a4
[5] دومينيكو داليساندرو. “مقدمة للتحكم الكمي والديناميكيات”. الصحافة اتفاقية حقوق الطفل. (2021).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1201 / 9781003051268
[6] كريستيان بي كوخ، وأوغو بوسكين، وتوماسو كالاركو، وغونتر دير، وستيفان فيليب، وستيفن جيه جلاسر، وروني كوسلوف، وسيمون مونتانجيرو، وتوماس شولت هيربروجن، ودومينيك سوجني، وفرانك ك. فيلهلم. "التحكم الكمي الأمثل في تقنيات الكم. تقرير استراتيجي عن الوضع الحالي والرؤى والأهداف للبحث في أوروبا”. EPJ تكنولوجيا الكم. 9، 19 (2022).
https: / / doi.org/ 10.1140 / epjqt / s40507-022-00138-x
[7] ستيفن ج. جلاسر، أوغو بوسكين، توماسو كالاركو، كريستيان بي. كوخ، والتر كوكينبرجر، روني كوسلوف، إيليا كوبروف، بوركارد لوي، صوفي شيرمر، توماس شولت هيربروجن، د. سوجني، وفرانك ك. فيلهلم. "تدريب قطة شرودنغر: التحكم الكمي الأمثل. تقرير استراتيجي عن الوضع الحالي والرؤى والأهداف للبحث في أوروبا”. إبج د 69، 279 (2015).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1140 / epjd / e2015-60464-1
[8] فرانشيسكا ألبرتيني ودومينيكو داليساندرو. “بنية جبر لي وإمكانية التحكم في أنظمة الدوران”. الجبر الخطي وتطبيقاته 350، 213-235 (2002).
https://doi.org/10.1016/S0024-3795(02)00290-2
[9] يو. بوسكين، إم. كابونيغرو، تي. شامبريون، و إم. سيجالوتي. "حالة طيفية ضعيفة للتحكم في معادلة شرودنجر الثنائية الخطية مع التطبيق على التحكم في جزيء مستو دوار". إتصالات. الرياضيات. فيز. 311، 423-455 (2012).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1007 / s00220-012-1441 زي
[10] أوغو بوسكين، ماركو كابونيغرو، وماريو سيغالوتي. “معادلة شرودنغر متعددة المدخلات: إمكانية التحكم والتتبع والتطبيق على الزخم الزاوي الكمومي”. مجلة المعادلات التفاضلية 256، 3524-3551 (2014).
https:///doi.org/10.1016/j.jde.2014.02.004
[11] S. G. شيرمر، H. فو، وAI سليمان. “إمكانية التحكم الكامل في الأنظمة الكمومية”. فيز. القس أ 63، 063410 (2001).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.63.063410
[12] إتش فو، إس جي شيرمر، وأنا سليمان. “إمكانية التحكم الكامل في الأنظمة الكمومية ذات المستوى المحدود”. مجلة الفيزياء أ: الرياضيات والعامة 34، 1679 (2001).
https://doi.org/10.1088/0305-4470/34/8/313
[13] كلاوديو ألتافيني. “إمكانية التحكم في الأنظمة الميكانيكية الكمومية عن طريق تحلل مساحة الجذر لـ su(n)”. مجلة الفيزياء الرياضية 43، 2051-2062 (2002).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1063 / 1.1467611
[14] أوجينيو بوزولي، ومونيكا ليبشر، وماريو سيجالوتي، وأوغو بوسكين، وكريستيان بي كوخ. "جبر الكذب للأنظمة الفرعية الدورانية لقمة غير متماثلة مدفوعة". جي فيز. ج: الرياضيات. النظرية. 55، 215301 (2022).
https:///doi.org/10.1088/1751-8121/ac631d
[15] توماس شامبريون، وباولو ماسون، وماريو سيجالوتي، وأوغو بوسكين. “إمكانية التحكم في معادلة شرودنغر ذات الطيف المنفصل مدفوعة بمجال خارجي”. حوليات معهد هنري بوانكاريه C 26, 329–349 (2009).
https:///doi.org/10.1016/j.anihpc.2008.05.001
[16] نبيل بوسعيد، ماركو كابونيغرو، وتوماس شامبريون. “أنظمة الاقتران الضعيف في التحكم الكمي”. IEEE ترانس. آلي. التحكم 58، 2205-2216 (2013).
https: / / doi.org/ 10.1109 / TAC.2013.2255948
[17] مونيكا ليبشر، أوجينيو بوتسولي، كريستوبال بيريز، ميلاني شنيل، ماريو سيجالوتي، أوغو بوسكين، وكريستيان بي كوخ. “التحكم الكمي الكامل في نقل الحالة الانتقائية للمضادات الضوئية في الجزيئات اللولبية على الرغم من الانحطاط”. فيزياء الاتصالات 5، 1-16 (2022).
https://doi.org/10.1038/s42005-022-00883-6
[18] ألبرتو بيروزو ، وجارود ماكلين ، وبيتر شادبولت ، ومان هونغ يونغ ، وشياو تشي زو ، وبيتر جي لوف ، وآلان أسبورو-جوزيك ، وجيريمي إل أوبراين. "محلل القيمة الذاتية المتغير على معالج كمومي ضوئي". اتصالات الطبيعة 5 ، 4213 (2014).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1038 / ncomms5213
[19] جارود آر ماكلين ، وجوناثان روميرو ، ورايان بابوش ، وآلان أسبورو-جوزيك. "نظرية الخوارزميات الكمومية المتغيرة الهجينة الكلاسيكية". مجلة جديدة للفيزياء 18 ، 023023 (2016).
https://doi.org/10.1088/1367-2630/18/2/023023
[20] جون بريسكيل. "الحوسبة الكمومية في عصر النسك وما بعده". الكم 2 ، 79 (2018).
https://doi.org/10.22331/q-2018-08-06-79
[21] لينا فونكي، توبياس هارتونج، كارل يانسن، ستيفان كون، وباولو ستورناتي. “تحليل التعبيرية الأبعاد للدوائر الكمومية البارامترية”. الكم 5، 422 (2021).
https://doi.org/10.22331/q-2021-03-29-422
[22] لينا فونكي، توبياس هارتونج، كارل يانسن، ستيفان كون، مانويل شنايدر، وباولو ستورناتي. “تحليل التعبيرية الأبعاد وأخطاء التقريب الأفضل والتصميم الآلي للدوائر الكمومية البارامترية” (2021).
[23] كلاوديو ألتافيني. “إمكانية التحكم في الأنظمة الميكانيكية الكمومية عن طريق تحلل مساحة الجذر لـ su (n)”. مجلة الفيزياء الرياضية 43، 2051-2062 (2002).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1063 / 1.1467611
[24] فرانشيسكا ألبرتيني ودومينيكو داليساندرو. “مفاهيم إمكانية التحكم في الأنظمة الكمومية متعددة المستويات ثنائية الخط”. معاملات IEEE على التحكم الآلي 48، 1399-1403 (2003).
https: / / doi.org/ 10.1109 / TAC.2003.815027
[25] SG شيرمر، ICH بولين، وAI سليمان. “تحديد الجبر الكذب الديناميكي لأنظمة التحكم الكمي ذات المستوى المحدود”. مجلة الفيزياء أ: الرياضيات والعامة 35، 2327 (2002).
https://doi.org/10.1088/0305-4470/35/9/319
[26] ماركو سيريزو ، أندرو أراسميث ، رايان بابوش ، سيمون سي بنيامين ، سوجورو إندو ، كيسوكي فوجي ، جارود آر ماكلين ، كوسوكي ميتاراي ، شياو يوان ، لوكاس سينسيو ، وآخرون. "خوارزميات الكم المتغيرة". مراجعات الطبيعة فيزياء 3 ، 625-644 (2021).
https://doi.org/10.1038/s42254-021-00348-9
[27] سوكين سيم، وبيتر د جونسون، وألان أسبورو جوزيك. “قابلية التعبير والقدرة على التشابك للدوائر الكمومية ذات المعلمات للخوارزميات الكمومية الكلاسيكية الهجينة”. تقنيات الكم المتقدمة 2، 1900070 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1002 / qute.201900070
[28] لوكاس فريدريش وجوناس مازيرو. "اعتماد تركيز دالة التكلفة الكمومية على تعبير المعلمات" (2023).
https://doi.org/10.1038/s41598-023-37003-5
[29] جون إم لي وجون إم لي. "المشعبات السلسة". سبرينغر. (2012).
https://doi.org/10.1007/978-1-4419-9982-5_1
[30] مورتن كيرغارد، مولي إي شوارتز، يوخن براومولر، فيليب كرانتز، جويل آي جي وانغ، سيمون غوستافسون، وويليام دي أوليفر. “الكيوبتات فائقة التوصيل: حالة التشغيل الحالية”. المراجعة السنوية لفيزياء المواد المكثفة 11، 369-395 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1146 / annurev-conmatphys-031119-050605
[31] مان دوين تشوي. "خرائط خطية موجبة تمامًا على مصفوفات معقدة". الجبر الخطي وتطبيقاته 10 ، 285-290 (1975).
https://doi.org/10.1016/0024-3795(75)90075-0
[32] Andrzej Jamiołkowski. "التحولات الخطية التي تحافظ على التتبع وشبه التعريف الإيجابي للمشغلين". تقارير عن الفيزياء الرياضية 3 ، 275-278 (1972).
https://doi.org/10.1016/0034-4877(72)90011-0
[33] سيث لويد ومسعود محسني وباتريك ريبنتروست. "تحليل المكون الأساسي الكم". فيزياء الطبيعة 10 ، 631-633 (2014).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1038 / nphys3029
[34] مين جيانغ، وشونلونغ لوه، وشوانغشوانغ فو. “ازدواجية حالة القناة”. المراجعة البدنية أ 87، 022310 (2013).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.87.022310
[35] أليسيا بي ماجان، وكريستيان أرينز، وماثيو دي جريس، وتاك سان هو، وروبرت إل كوسوت، وجارود آر ماكلين، وهيرشل إيه رابيتز، وموهان ساروفار. "من النبضات إلى الدوائر والعودة مرة أخرى: منظور التحكم الكمي الأمثل في خوارزميات الكم المتغيرة". بي آر إكس كوانتوم 2، 010101 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PRXQuantum.2.010101
[36] نيكولاس ويتلر، فيديريكو روي، كيفن باك، ماكس فيرنينغهاوس، أنوراغ ساها روي، دانييل جيه إيجر، ستيفان فيليب، فرانك ك. فيلهلم، وشاي ماخنيس. "مجموعة أدوات متكاملة للتحكم والمعايرة وتوصيف الأجهزة الكمومية المطبقة على الكيوبتات فائقة التوصيل". فيز. القس تطبيق. 15, 034080 (2021).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevApplied.15.034080
[37] جوناثان زي لو، رودريجو إيه برافو، كاينج هو، جبرمدهين داجنيو، سوزان إف يلين، وخديجة نجفي. "تعلم التماثلات الكمومية باستخدام خوارزميات التباين الكمومية الكلاسيكية التفاعلية" (2023).
[38] أليسيا دوتكيويتز، وتوماس إي أوبراين، وتوماس شوستر. "ميزة التحكم الكمي في التعلم هاملتوني للعديد من الأجسام" (2023).
[39] رونغشين شيا وصابر قيس. “الفردي العنقودي المقترنة بـ Qubit والزوجي المتغير eigensolver Ansatz لحسابات البنية الإلكترونية”. علوم وتكنولوجيا الكم 6, 015001 (2020).
https:///doi.org/10.1088/2058-9565/abbc74
[40] أبهيناف كاندالا ، وأنطونيو ميزاكابو ، وكريستان تيم ، ومايكا تاكيتا ، وماركوس برينك ، وجيري إم تشاو ، وجاي إم غامبيتا. "eigensolver الكم المتغير الفعال للأجهزة للجزيئات الصغيرة والمغناطيس الكمومي". Nature 549، 242–246 (2017).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1038 / nature23879
[41] بولين جي أوليترولت، وألكسندر ميسن، وإيفانو تافيرنيللي. “ديناميات الكم الجزيئية: منظور الحوسبة الكمومية”. حسابات البحوث الكيميائية 54، 4229-4238 (2021).
https:///doi.org/10.1021/acs.accounts.1c00514
دليلنا يستخدم من قبل
لا يمكن أن تجلب استشهد تبادل البيانات أثناء آخر محاولة 2023-12-21 12:25:23: تعذر إحضار بيانات مستشهد بها من أجل 10.22331 / q-2023-12-21-1214 من Crossref. هذا أمر طبيعي إذا تم تسجيل DOI مؤخرًا. على إعلانات ساو / ناسا لم يتم العثور على بيانات حول الاستشهاد بالأعمال (المحاولة الأخيرة 2023-12-21 12:25:23).
نشرت هذه الورقة في الكم تحت نسبة المشاع الإبداعي 4.0 الدولية (CC BY 4.0) رخصة. يظل حقوق الطبع والنشر مع مالكي حقوق الطبع والنشر الأصليين مثل المؤلفين أو مؤسساتهم.
- محتوى مدعوم من تحسين محركات البحث وتوزيع العلاقات العامة. تضخيم اليوم.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. تمكين نفسك. الوصول هنا.
- أفلاطونايستريم. ذكاء Web3. تضخيم المعرفة. الوصول هنا.
- أفلاطون كربون، كلينتك ، الطاقة، بيئة، شمسي، إدارة المخلفات. الوصول هنا.
- أفلاطون هيلث. التكنولوجيا الحيوية وذكاء التجارب السريرية. الوصول هنا.
- المصدر https://quantum-journal.org/papers/q-2023-12-21-1214/
- :يكون
- :ليس
- :أين
- ] [ص
- $ UP
- 001
- 1
- 10
- 11
- 12
- 13
- 14
- 15%
- 16
- 17
- 19
- 20
- 2001
- 2008
- 2010
- 2012
- 2013
- 2014
- 2015
- 2016
- 2017
- 2018
- 2019
- 202
- 2020
- 2021
- 2022
- 2023
- 22
- 23
- 24
- 25
- 26
- 27
- 28
- 29
- 30
- 31
- 32
- 33
- 35%
- 350
- 36
- 39
- 40
- 41
- 43
- 54
- 58
- 7
- 72
- 75
- 8
- 87
- 9
- a
- القدرة
- الملخص
- الوصول
- الحسابات
- التأهيل
- متقدم
- مميزات
- الانتماءات
- مرة أخرى
- AI
- AL
- الكسندر
- خوارزمية
- خوارزميات
- الكل
- an
- تحليل
- و
- أندرو
- زاوي
- سنوي
- أي وقت
- تطبيق
- التطبيقات
- تطبيقي
- نهج
- هي
- مجموعة
- AS
- محاولة
- المؤلفة
- الكتاب
- الآلي
- أوتوماتيك
- رقم الجادة
- b
- الى الخلف
- على أساس
- BE
- يصبح
- البلسمينة
- البرلينية
- Beyond
- بوسطن
- الشجعان
- استراحة
- حافة
- by
- كامبردج
- CAN
- قدرة
- قط
- مركز
- تغيير
- مادة كيميائية
- شيبس
- تشاو
- مسيحي
- نقلا عن
- كتلة
- كلية
- يجمع بين
- بالاتصالات
- التعليق
- جميل
- مجال الاتصالات
- مجمع
- عنصر
- حساب
- الكمبيوتر
- الحوسبة
- من التركيز
- مفهوم
- المادة المكثفة
- حالة
- مراقبة
- ضوابط
- حقوق الطبع والنشر
- التكلفة
- استطاع
- نظير
- إلى جانب
- لجنة حقوق الطفل
- حالياًّ
- الوضع الحالي
- دانيال
- البيانات
- ديسمبر
- تعريف
- هذا
- تعتمد
- التبعية
- تصميم
- تصميم
- تصميم
- تصاميم
- على الرغم من
- حدد
- تحديد
- جهاز
- الأجهزة
- وضع
- مختلف
- الأبعاد
- بحث
- الزوجي
- مدفوع
- أثناء
- دينامية
- e
- E & T
- جهد
- إلكتروني
- مهندس
- معادلات
- عصر
- أخطاء
- أساسي
- الأثير (ETH)
- أوروبا
- كل
- الأسي
- خارجي
- فيديريكو
- فاي
- قليل
- حقل
- مجال
- في حالة
- وجدت
- صريح
- تبدأ من
- fu
- وظيفة
- البوابات و حواجز اللعب
- العلاجات العامة
- هدف
- الأهداف
- نعمة
- النمو
- توجيه
- هارفارد
- مساعدة
- هنا
- أصحاب
- أمل
- منـزل
- لكن
- HTTPS
- هنتنغتون
- مهجنة
- هجين الكم الكلاسيكي
- i
- تحديد
- IEEE
- if
- صورة
- تنفيذ
- أهمية
- in
- مستقل
- معلومات
- المؤسسات
- التفاعلية
- وكتابة مواضيع مثيرة للاهتمام
- عالميا
- IT
- انها
- جافا سكريبت
- جويل
- جون
- جونسون
- جوناثان
- مجلة
- جون
- كارل
- كوتش
- أكبر
- اسم العائلة
- طبقة
- تعلم
- يترك
- لي
- الرافعة المالية
- حقوق الملكية الفكرية
- كذبة
- مرتبط
- محلي
- منطق
- لندن
- حب
- مغناطيس
- برنامج Maps
- ماركو
- ماريو
- ميسون
- الرياضيات
- رياضي
- أمر
- ماثيو
- ماكس
- ماكس العرض
- مكلين
- قياسات
- ميكانيكي
- ميلاني
- مايكل
- دقيقة
- الحد الأدنى
- جزيء
- زخم
- شهر
- الطبيعة
- جديد
- نيكولا
- لا
- ضجيج
- عادي
- جامعة نورث
- عدد
- تم الحصول عليها
- of
- أوليفر
- on
- جاكيت
- عملية
- عامل
- مشغلي
- بصريات
- الأمثل
- or
- أصلي
- أورلاندو
- لنا
- حزمة
- صفحات
- بول
- ورق
- المعلمات
- باتريك
- منظور
- بيتر
- مادي
- فيزياء
- أفلاطون
- الذكاء افلاطون البيانات
- أفلاطون داتا
- بلايستشن
- إيجابي
- ممكن
- يحتمل
- عملية
- يقدم
- صحافة
- رئيسي
- المعالج
- الملكية
- تزود
- ويوفر
- نشرت
- الناشر
- كمية
- خوارزميات الكم
- الاحصاء الكمية
- المعلومات الكمية
- البصريات الكمومية
- أنظمة الكم
- و qubit
- المكدسة
- R
- أدرك
- مؤخرا
- تخفيض
- المراجع
- يشير
- يعكس
- مسجل
- بقايا
- إزالة
- تقرير
- التقارير
- يتطلب
- بحث
- مراجعة
- التعليقات
- ROBERT
- جذر
- روي
- ريان
- s
- التحجيم
- علوم
- العلوم والتكنولوجيا
- علوم
- طقم
- SG
- إظهار
- الشريحة
- سيمون
- منذ
- عزباء
- صغير
- بعض
- مصدر
- الفضاء
- طيفي
- غزل
- الولايه او المحافظه
- الحالة
- ستيفان
- إستراتيجي
- بناء
- دراسة
- هذه
- نظام
- أنظمة
- T
- يأخذ
- التكنولوجيا
- تكنولوجيا
- يروي
- تجربه بالعربي
- الاختبار
- اختبارات
- أن
- •
- من مشاركة
- نظرية
- تشبه
- الوقت
- عنوان
- إلى
- أداة
- تيشرت
- تتبع
- تتبع الشحنة
- عبر
- المعاملات
- تحويل
- التحولات
- مع
- متحد
- عالمي
- جامعة
- URL
- us
- تستخدم
- مستعمل
- بواسطة
- فيليج
- الرؤى
- حجم
- وانغ
- تريد
- وكان
- طريق..
- we
- West Side
- سواء
- التي
- سوف
- وليام
- مع
- للعمل
- أعمال
- شياو
- عام
- يوان
- زفيرنت