Parallel kvantealgoritme til Hamilton-simulering

Genudgivet af Platon

Abonnenter: 0

Zhicheng Zhang^1,2, Qisheng Wang^3,4og Mingsheng Ying^5,4

¹Center for Quantum Software and Information, University of Technology Sydney, Sydney, Australien
²University of Chinese Academy of Sciences, Beijing, Kina
³Graduate School of Mathematics, Nagoya University, Nagoya, Japan
⁴Department of Computer Science and Technology, Tsinghua University, Beijing, Kina
⁵State Key Laboratory of Computer Science, Institute of Software, Chinese Academy of Sciences, Beijing, Kina

Finder du denne artikel interessant eller vil du diskutere? Scite eller efterlade en kommentar på SciRate.

Abstrakt

Vi studerer, hvordan parallelisme kan fremskynde kvantesimulering. En parallel kvantealgoritme er foreslået til at simulere dynamikken i en stor klasse af Hamiltonianere med gode sparsomme strukturer, kaldet ensartet strukturerede Hamiltonianere, herunder forskellige Hamiltonianere af praktisk interesse som lokale Hamiltonianere og Pauli-summer. Givet orakeladgang til målet sparsomme Hamiltonian, i både forespørgsels- og gatekompleksitet, har køretiden for vores parallelle kvantesimuleringsalgoritme målt ved kvantekredsløbsdybden en dobbelt (poly-)logaritmisk afhængighed $operatorname{polylog}log(1/) epsilon)$ på simuleringspræcisionen $epsilon$. Dette præsenterer en $textit{eksponentiel forbedring}$ i forhold til afhængigheden $operatorname{polylog}(1/epsilon)$ af tidligere optimal sparsom Hamilton-simuleringsalgoritme uden parallelitet. For at opnå dette resultat introducerer vi en ny forestilling om parallel kvantevandring, baseret på Childs' kvantevandring. Den enhedære måludvikling tilnærmes af en trunkeret Taylor-serie, som opnås ved at kombinere disse kvantevandringer på en parallel måde. En nedre grænse $Omega(log log (1/epsilon))$ etableres, hvilket viser, at $epsilon$-afhængigheden af portdybden opnået i dette arbejde ikke kan forbedres væsentligt.
Vores algoritme anvendes til at simulere tre fysiske modeller: Heisenberg-modellen, Sachdev-Ye-Kitaev-modellen og en kvantekemimodel i anden kvantisering. Ved eksplicit at beregne gate-kompleksiteten for implementering af oraklerne, viser vi, at på alle disse modeller har den samlede gate-dybde af vores algoritme en $operatorname{polylog}log(1/epsilon)$-afhængighed i den parallelle indstilling.

► BibTeX-data

@article{Zhang2024parallelquantum, doi = {10.22331/q-2024-01-15-1228}, url = {https://doi.org/10.22331/q-2024-01-15-1228}, title = {Parallel {Q}uantum {A}lgorithm for {H}amiltonian {S}imulation}, author = {Zhang, Zhicheng and Wang, Qisheng and Ying, Mingsheng}, journal = {{Quantum}}, issn = {2521-327X}, publisher = {{Verein zur F{“{o}}rderung des Open Access Publizierens in den Quantenwissenschaften}}, volume = {8}, pages = {1228}, month = jan, year = {2024} }

► Referencer

[1] Richard P. Feynman. "Simulering af fysik med computere". International Journal of Theoretical Physics 21, 467–488 (1982).
https:///doi.org/10.1007/BF02650179

[2] Seth Lloyd. "Universelle kvantesimulatorer". Science 273, 1073-1078 (1996).
https://doi.org/10.1126/science.273.5278.1073

[3] Andrew M. Childs, Robin Kothari og Rolando D. Somma. "Kvantealgoritme for systemer af lineære ligninger med eksponentielt forbedret afhængighed af præcision". SIAM Journal on Computing 46, 1920–1950 (2017).
https:///doi.org/10.1137/16M1087072

[4] Joran van Apeldoorn, András Gilyén, Sander Gribling og Ronald de Wolf. "Quantum SDP-løsere: Bedre øvre og nedre grænser". Quantum 4, 230 (2020).
https://doi.org/10.22331/q-2020-02-14-230

[5] Edward Farhi, Jeffrey Goldstone og Sam Gutmann. "En omtrentlig kvanteoptimeringsalgoritme" (2014). arXiv:1411.4028.
arXiv: 1411.4028

[6] Shantanav Chakraborty, András Gilyén og Stacey Jeffery. "Kraften ved blokkodede matrixkræfter: forbedrede regressionsteknikker via hurtigere Hamilton-simulering". I Proceedings of the 46th International Colloquium on Automata, Languages and Programming (ICALP '19). Bind 132, side 33:1–33:14. (2019).
https:///doi.org/10.4230/LIPIcs.ICALP.2019.33

[7] Guang Hao Low og Isaac L. Chuang. "Hamiltonsk simulering ved qubitization". Quantum 3, 163 (2019).
https://doi.org/10.22331/q-2019-07-12-163

[8] Andrew M. Childs. "Om forholdet mellem kontinuerlig og diskret-tids kvantevandring". Communications in Mathematical Physics 294, 581–603 (2009).
https://doi.org/10.1007/s00220-009-0930-1

[9] Dominic W. Berry og Andrew M. Childs. "Black-box Hamilton-simulering og enhedsimplementering". Quantum Information & Computation 12, 29–62 (2012).
https:///doi.org/10.26421/QIC12.1-2-4

[10] Dominic W. Berry, Andrew M. Childs og Robin Kothari. "Hamiltonsk simulering med næsten optimal afhængighed af alle parametre". I Proceedings of the 56th Annual IEEE Symposium on Foundations of Computer Science (FOCS '15). Side 792–809. (2015).
https:///doi.org/10.1109/FOCS.2015.54

[11] Lucas Lamata, Adrian Parra-Rodriguez, Mikel Sanz og Enrique Solano. "Digital-analoge kvantesimuleringer med superledende kredsløb". Fremskridt i fysik: X 3, 1457981 (2018).
https:///doi.org/10.1080/23746149.2018.1457981

[12] Dorit Aharonov og Amnon Ta-Shma. "Adiabatisk kvantetilstandsgenerering". SIAM Journal on Computing 37, 47–82 (2007).
https:///doi.org/10.1137/060648829

[13] Dominic W. Berry, Graeme Ahokas, Richard Cleve og Barry C. Sanders. "Effektive kvantealgoritmer til simulering af sparsomme Hamiltonianere". Communications in Mathematical Physics 270, 359–371 (2006).
https:///doi.org/10.1007/s00220-006-0150-x

[14] Nathan Wiebe, Dominic W. Berry, Peter Høyer og Barry C. Sanders. "Dekomponeringer af højere orden af ordnede operatoreksponentialer". Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical 43, 065203 (2010).
https://doi.org/10.1088/1751-8113/43/6/065203

[15] Andrew M. Childs og Robin Kothari. "Simulering af sparsomme Hamiltonianere med stjernenedbrydninger". I teorien om kvanteberegning, kommunikation og kryptografi (TQC '10). Side 94-103. Springer Berlin Heidelberg (2011).
https://doi.org/10.1007/978-3-642-18073-6_8

[16] Andrew M. Childs og Nathan Wiebe. "Hamiltonsk simulering ved hjælp af lineære kombinationer af enhedsoperationer". Quantum Information & Computation 12, 901–924 (2012).
https:///doi.org/10.26421/QIC12.11-12-1

[17] Guang Hao Low, Vadym Kliuchnikov og Nathan Wiebe. "Velkonditioneret multiprodukt Hamiltonian simulering" (2019). arXiv:1907.11679.
arXiv: 1907.11679

[18] Andrew M. Childs og Yuan Su. "Næsten optimal gittersimulering ved produktformler". Physical Review Letters 123, 050503 (2019).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.123.050503

[19] Earl Campbell. "Tilfældig compiler til hurtig Hamilton-simulering". Physical Review Letters 123, 070503 (2019).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.123.070503

[20] Andrew M. Childs, Aaron Ostrander og Yuan Su. "Hurtigere kvantesimulering ved randomisering". Quantum 3, 182 (2019).
https://doi.org/10.22331/q-2019-09-02-182

[21] Yingkai Ouyang, David R. White og Earl T. Campbell. "Kompilering ved stokastisk Hamiltonsk sparsificering". Quantum 4, 235 (2020).
https://doi.org/10.22331/q-2020-02-27-235

[22] Chi-Fang Chen, Hsin-Yuan Huang, Richard Kueng og Joel A. Tropp. "Koncentration for tilfældige produktformler". PRX Quantum 2, 040305 (2021).
https:///doi.org/10.1103/PRXQuantum.2.040305

[23] Yuan Su, Hsin-Yuan Huang og Earl T. Campbell. "Næsten stram Trotterization af interagerende elektroner". Quantum 5, 495 (2021).
https://doi.org/10.22331/q-2021-07-05-495

[24] Paul K. Faehrmann, Mark Steudtner, Richard Kueng, Mária Kieferová og Jens Eisert. "Randomisering af multi-produkt formler til forbedret Hamiltonian simulering". Quantum 6, 806 (2022).
https://doi.org/10.22331/q-2022-09-19-806

[25] Matthew Hagan og Nathan Wiebe. "Kompositte kvantesimuleringer". Quantum 7, 1181 (2023).
https://doi.org/10.22331/q-2023-11-14-1181

[26] Chien Hung Cho, Dominic W. Berry og Min-Hsiu Hsieh. "Fordobling af tilnærmelsesrækkefølgen via den randomiserede produktformel" (2022). arXiv:2210.11281.
arXiv: 2210.11281

[27] Guang Hao Low, Yuan Su, Yu Tong og Minh C. Tran. "Kompleksiteten ved at implementere Trotter-trin". PRX Quantum 4, 020323 (2023).
https:///doi.org/10.1103/PRXQuantum.4.020323

[28] Pei Zeng, Jinzhao Sun, Liang Jiang og Qi Zhao. "Simpel og højpræcision Hamilton-simulering ved at kompensere Trotter-fejl med lineær kombination af enhedsoperationer" (2022). arXiv:2212.04566.
arXiv: 2212.04566

[29] Gumaro Rendon, Jacob Watkins og Nathan Wiebe. "Forbedret fejlskalering til Trotter-simuleringer gennem ekstrapolering" (2022). arXiv:2212.14144.
arXiv: 2212.14144

[30] Dominic W. Berry, Andrew M. Childs, Richard Cleve, Robin Kothari og Rolando D. Somma. "Simulering af Hamiltons dynamik med en trunkeret Taylor-serie". Physical Review Letters 114, 090502 (2015).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.114.090502

[31] Dominic W. Berry, Andrew M. Childs, Richard Cleve, Robin Kothari og Rolando D. Somma. "Eksponentiel forbedring i præcision til simulering af sparsomme Hamiltonianere". I Proceedings of the 46th Annual ACM SIGACT Symposium on Theory of Computing (STOC '14). Side 283–292. (2014).
https:///doi.org/10.1145/2591796.2591854

[32] Robin Kothari. "Effektive algoritmer i kvanteforespørgselskompleksitet". Ph.d.-afhandling. University of Waterloo. (2014). url: http://hdl.handle.net/10012/8625.
http://hdl.handle.net/10012/8625

[33] Aram W. Harrow, Avinatan Hassidim og Seth Lloyd. "Kvantealgoritme for lineære ligningssystemer". Physical Review Letters 103, 150502 (2009).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.103.150502

[34] Guang Hao Low, Theodore J. Yoder og Isaac L. Chuang. "Metodologi for resonante ensvinklede sammensatte kvanteporte". Fysisk gennemgang X 6, 041067 (2016).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevX.6.041067

[35] Guang Hao Low og Isaac L. Chuang. "Optimal Hamilton-simulering ved kvantesignalbehandling". Physical Review Letters 118, 010501 (2017).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.118.010501

[36] András Gilyén, Yuan Su, Guang Hao Low og Nathan Wiebe. "Kvante singular værditransformation og videre: Eksponentielle forbedringer for kvantematrixaritmetik". I Proceedings of the 51st Annual ACM SIGACT Symposium on Theory of Computing (STOC '19). Side 193–204. (2019).
https:///doi.org/10.1145/3313276.3316366

[37] Jeongwan Haah, Matthew B. Hastings, Robin Kothari og Guang Hao Low. "Kvantealgoritme til simulering af realtidsudvikling af Hamiltonians gitter". SIAM Journal on Computing 0, FOCS18–250–FOCS18–284 (2018).
https:///doi.org/10.1137/18M1231511

[38] Guang Hao Low og Nathan Wiebe. "Hamiltonsk simulering i interaktionsbilledet" (2019). arXiv:1805.00675.
arXiv: 1805.00675

[39] Guang Hao lav. "Hamiltonsk simulering med næsten optimal afhængighed af spektral norm". I Proceedings of the 51st Annual ACM SIGACT Symposium on Theory of Computing (STOC '19). Side 491–502. (2019).
https:///doi.org/10.1145/3313276.3316386

[40] John M. Martyn, Yuan Liu, Zachary E. Chin og Isaac L. Chuang. "Effektive fuldt kohærente kvantesignalbehandlingsalgoritmer til dynamiksimulering i realtid". The Journal of Chemical Physics 158, 024106 (2023).
https:///doi.org/10.1063/5.0124385

[41] Qi Zhao, You Zhou, Alexander F. Shaw, Tongyang Li og Andrew M. Childs. "Hamiltonsk simulering med tilfældige input". Physical Review Letters 129, 270502 (2022).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.129.270502

[42] Richard Cleve og John Watrous. "Hurtige parallelle kredsløb til kvante-Fourier-transformationen". I Proceedings of the 41st Annual IEEE Symposium on Foundations of Computer Science (FOCS '00). Side 526–536. (2000).
https:///doi.org/10.1109/SFCS.2000.892140

[43] Peter W. Shor. "Algorithmer til kvanteberegning: diskrete logaritmer og factoring". I Proceedings of the 35th Annual IEEE Symposium on Foundations of Computer Science (FOCS '94). Side 124-134. (1994).
https:///doi.org/10.1109/SFCS.1994.365700

[44] Paul Pham og Krysta M. Svore. "En 2D nærmeste-nabo kvantearkitektur til faktorisering i polylogaritmisk dybde". Quantum Information & Computation 13, 937–962 (2013).
https:///doi.org/10.26421/QIC13.11-12-3

[45] Martin Rötteler og Rainer Steinwandt. "Et kvantekredsløb til at finde diskrete logaritmer på almindelige binære elliptiske kurver i dybden ${O}(log^2 n)$". Quantum Information & Computation 14, 888–900 (2014).
https:///doi.org/10.26421/QIC14.9-10-11

[46] Kærlighed K. Grover. "En hurtig kvantemekanisk algoritme til databasesøgning". I Proceedings of the 28th Annual ACM SIGACT Symposium on Theory of Computing (STOC '96). Side 212–219. (1996).
https:///doi.org/10.1145/237814.237866

[47] Christof Zalka. "Grovers kvantesøgningsalgoritme er optimal". Physical Review A 60, 2746-2751 (1999).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.60.2746

[48] Robert M. Gingrich, Colin P. Williams og Nicolas J. Cerf. "Generaliseret kvantesøgning med parallelisme". Physical Review A 61, 052313 (2000).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.61.052313

[49] Lov K. Grover og Jaikumar Radhakrishnan. "Kvantesøgning efter flere elementer ved hjælp af parallelle forespørgsler" (2004). arXiv:quant-ph/0407217.
arXiv:quant-ph/0407217

[50] Stacey Jeffery, Frédéric Magniez og Ronald de Wolf. "Optimale parallelle kvanteforespørgselsalgoritmer". Algorithmica 79, 509-529 (2017).
https:///doi.org/10.1007/s00453-016-0206-z

[51] Paul Burchard. "Nedre grænser for parallel kvantetælling" (2019). arXiv:1910.04555.
arXiv: 1910.04555

[52] Tudor Giurgica-Tiron, Iordanis Kerenidis, Farrokh Labib, Anupam Prakash og William Zeng. "Algorithmer med lav dybde til kvanteamplitudeestimering". Quantum 6, 745 (2022).
https://doi.org/10.22331/q-2022-06-27-745

[53] Frederic Green, Steven Homer og Christopher Pollett. "Om kompleksiteten af kvante-ACC". In Proceedings 15th Annual IEEE Conference on Computational Complexity (CCC '00). Side 250-262. (2000).
https:///doi.org/10.1109/CCC.2000.856756

[54] Cristopher Moore og Martin Nilsson. "Parallel kvanteberegning og kvantekoder". SIAM Journal on Computing 31, 799–815 (2002).
https:///doi.org/10.1137/S0097539799355053

[55] Frederic Green, Steven Homer, Cristopher Moore og Christopher Pollett. "Tælling, fanout og kompleksiteten af kvante-ACC". Quantum Information & Computation 2, 35–65 (2002).
https:///doi.org/10.26421/QIC2.1-3

[56] Barbara M. Terhal og David P. DiVincenzo. "Adaptiv kvanteberegning, kvantekredsløb med konstant dybde og Arthur-Merlin-spil". Quantum Information & Computation 4, 134–145 (2004).
https:///doi.org/10.26421/QIC4.2-5

[57] Stephen Fenner, Frederic Green, Steven Homer og Yong Zhang. "Grænser for kraften i kvantekredsløb med konstant dybde". I Proceedings of the 15th International Conference on Fundamentals of Computation Theory (FCT '05). Side 44-55. (2005).
https:///doi.org/10.1007/11537311_5

[58] Peter Høyer og Robert Špalek. "Quantum fan-out er kraftfuld". Theory of Computing 1, 81-103 (2005).
https:///doi.org/10.4086/toc.2005.v001a005

[59] Debajyoti Bera, Frederic Green og Steven Homer. "Små dybde kvantekredsløb". SIGACT News 38, 35–50 (2007).
https:///doi.org/10.1145/1272729.1272739

[60] Yasuhiro Takahashi og Seiichiro Tani. "Sammenbrud af hierarkiet af nøjagtige kvantekredsløb med konstant dybde". Computational Complexity 25, 849-881 (2016).
https://doi.org/10.1007/s00037-016-0140-0

[61] Matthew Coudron og Sanketh Menda. "Beregninger med større kvantedybde er strengt taget mere kraftfulde (i forhold til et orakel)". I Proceedings of the 52nd Annual ACM SIGACT Symposium on Theory of Computing (STOC '20). Side 889–901. (2020).
https:///doi.org/10.1145/3357713.3384269

[62] Nai-Hui Chia, Kai-Min Chung og Ching-Yi Lai. "Om behovet for stor kvantedybde". Journal of the ACM 70 (2023).
https:///doi.org/10.1145/3570637

[63] Jiaqing Jiang, Xiaoming Sun, Shang-Hua Teng, Bujiao Wu, Kewen Wu og Jialin Zhang. "Optimal rumdybde-afvejning af CNOT-kredsløb i kvantelogiksyntese". I forbindelse med det 31. årlige ACM SIAM-symposium om diskrete algoritmer (SODA '20). Side 213–229. (2020).
https:///doi.org/10.1137/1.9781611975994.13

[64] Sergey Bravyi, David Gosset og Robert König. "Kvantefordel med lavvandede kredsløb". Science 362, 308-311 (2018).
https://doi.org/10.1126/science.aar3106

[65] Adam Bene Watts, Robin Kothari, Luke Schaeffer og Avisay Tal. "Eksponentiel adskillelse mellem lavvandede kvantekredsløb og ubegrænsede fan-in lavvandede klassiske kredsløb". I Proceedings of the 51st Annual ACM SIGACT Symposium on Theory of Computing (STOC '19). Side 515–526. (2019).
https:///doi.org/10.1145/3313276.3316404

[66] François Le Gall. "Gennemsnitlig kvantefordel med lavvandede kredsløb". I Proceedings of the 34th Computational Complexity Conference (CCC '19). Side 1-20. (2019).
https:///doi.org/10.4230/LIPIcs.CCC.2019.21

[67] Sergey Bravyi, David Gosset, Robert König og Marco Tomamichel. "Kvantefordel med støjende lavvandede kredsløb". Nature Physics 16, 1040–1045 (2020).
https:///doi.org/10.1038/s41567-020-0948-z

[68] Yihui Quek, Mark M. Wilde og Eneet Kaur. "Multivariat sporestimering i konstant kvantedybde" Quantum, 8 (2024).
https://doi.org/10.22331/q-2024-01-10-1220

[69] Richard Jozsa. "En introduktion til målebaseret kvanteberegning" (2005). arXiv:quant-ph/0508124.
arXiv:quant-ph/0508124

[70] Anne Broadbent og Elham Kashefi. "Parallellerende kvantekredsløb". Teoretisk datalogi 410, 2489-2510 (2009).
https:///doi.org/10.1016/j.tcs.2008.12.046

[71] Dan Browne, Elham Kashefi og Simon Perdrix. "Beregningsmæssig dybdekompleksitet af målebaseret kvanteberegning". I teorien om kvanteberegning, kommunikation og kryptografi (TQC '10). Bind 6519, side 35–46. (2011).
https://doi.org/10.1007/978-3-642-18073-6_4

[72] Robert Beals, Stephen Brierley, Oliver Gray, Aram W. Harrow, Samuel Kutin, Noah Linden, Dan Shepherd og Mark Stather. "Effektiv distribueret kvanteberegning". Proceedings of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences 469, 20120686 (2013).
https:///doi.org/10.1098/rspa.2012.0686

[73] Mingsheng Ying og Yuan Feng. "Et algebraisk sprog til distribueret kvanteberegning". IEEE-transaktioner på computere 58, 728–743 (2009).
https:///doi.org/10.1109/TC.2009.13

[74] Mingsheng Ying, Li Zhou og Yangjia Li. "Ræsonnere om parallelle kvanteprogrammer" (2019). arXiv:1810.11334.
arXiv: 1810.11334

[75] Rahul Nandkishore og David A. Huse. "Mangekropslokalisering og termalisering i kvantestatistisk mekanik". Annual Review of Condensed Matter Physics 6, 15–38 (2015).
https:///doi.org/10.1146/annurev-conmatphys-031214-014726

[76] David J. Luitz, Nicolas Laflorencie og Fabien Alet. "Mange-krops lokaliseringskant i tilfældigt felt Heisenberg-kæden". Fysisk gennemgang B 91, 081103 (2015).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevB.91.081103

[77] Andrew M. Childs, Dmitri Maslov, Yunseong Nam, Neil J. Ross og Yuan Su. "Mod den første kvantesimulering med kvantehastighed". Proceedings of the National Academy of Sciences 115, 9456–9461 (2018).
https:///doi.org/10.1073/pnas.1801723115

[78] Subir Sachdev og Jinwu Ye. "Gapless spin-fluid grundtilstand i en tilfældig kvante Heisenberg-magnet". Physical Review Letters 70, 3339-3342 (1993).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.70.3339

[79] Alexei Y. Kitaev. "En simpel model af kvanteholografi". Samtaler på KITP, 7. april 2015 og 27. maj 2015.

[80] Juan Maldacena og Douglas Stanford. "Bemærkninger om Sachdev-Ye-Kitaev-modellen". Fysisk gennemgang D 94, 106002 (2016).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevD.94.106002

[81] Laura García-Álvarez, Íñigo Luis Egusquiza, Lucas Lamata, Adolfo del Campo, Julian Sonner og Enrique Solano. "Digital kvantesimulering af minimal AdS/CFT". Physical Review Letters 119, 040501 (2017).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.119.040501

[82] Man-Hong Yung, James D. Whitfield, Sergio Boixo, David G. Tempel og Alán Aspuru-Guzik. "Introduktion til kvantealgoritmer for fysik og kemi". Fremskridt inden for kemisk fysik. Side 67-106. John Wiley & Sons, Inc. (2014).
https:///doi.org/10.1002/9781118742631.ch03

[83] Bela Bauer, Sergey Bravyi, Mario Motta og Garnet Kin-Lic Chan. "Kvantealgoritmer for kvantekemi og kvantematerialevidenskab". Chemical Reviews 120, 12685-12717 (2020).
https:///doi.org/10.1021/acs.chemrev.9b00829

[84] Ryan Babbush, Dominic W. Berry, Ian D. Kivlichan, Annie Y. Wei, Peter J. Love og Alán Aspuru-Guzik. "Eksponentielt mere præcis kvantesimulering af fermioner i anden kvantisering". New Journal of Physics 18, 033032 (2016).
https://doi.org/10.1088/1367-2630/18/3/033032

[85] Ryan Babbush, Dominic W. Berry og Hartmut Neven. "Kvantesimulering af Sachdev-Ye-Kitaev-modellen ved asymmetrisk qubitisering". Fysisk anmeldelse A 99, 040301 (2019).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.99.040301

[86] Ryan Babbush, Dominic W. Berry, Yuval R. Sanders, Ian D. Kivlichan, Artur Scherer, Annie Y. Wei, Peter J. Love og Alán Aspuru-Guzik. "Eksponentielt mere præcis kvantesimulering af fermioner i konfigurationsinteraktionsrepræsentationen". Quantum Science and Technology 3, 015006 (2017).
https:///doi.org/10.1088/2058-9565/aa9463

[87] Ryan Babbush, Nathan Wiebe, Jarrod McClean, James McClain, Hartmut Neven og Garnet Kin-Lic Chan. "Lavdybde kvantesimulering af materialer". Fysisk gennemgang X 8, 011044 (2018).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevX.8.011044

[88] Ian D. Kivlichan, Jarrod McClean, Nathan Wiebe, Craig Gidney, Alán Aspuru-Guzik, Garnet Kin-Lic Chan og Ryan Babbush. "Kvantesimulering af elektronisk struktur med lineær dybde og forbindelse". Physical Review Letters 120, 110501 (2018).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.120.110501

[89] Ryan Babbush, Dominic W. Berry, Jarrod R. McClean og Hartmut Neven. "Kvantesimulering af kemi med sublineær skalering i basisstørrelse". npj Quantum Information 5 (2019).
https:///doi.org/10.1038/s41534-019-0199-y

[90] Dominic W. Berry, Craig Gidney, Mario Motta, Jarrod R. McClean og Ryan Babbush. "Qubitisering af vilkårlig basis kvantekemi, der udnytter sparsitet og lav rangfaktorisering". Quantum 3, 208 (2019).
https://doi.org/10.22331/q-2019-12-02-208

[91] Charles H. Bennett. "Logisk reversibilitet af beregninger". IBM Journal of Research and Development 17, 525-532 (1973).
https:///doi.org/10.1147/rd.176.0525

[92] Michael A. Nielsen og Isaac L. Chuang. "Kvanteberegning og kvanteinformation: 10-års jubilæumsudgave". Cambridge University Press. (2010).
https:///doi.org/10.1017/CBO9780511976667

[93] Lov K. Grover og Terry Rudolph. "Oprettelse af superpositioner, der svarer til effektivt integrerbare sandsynlighedsfordelinger" (2002). arXiv:quant-ph/0208112.
arXiv:quant-ph/0208112

[94] Yosi Atia og Dorit Aharonov. "Hurtig fremsendelse af Hamiltonians og eksponentielt præcise målinger". Naturkommunikation 8 (2017).
https://doi.org/10.1038/s41467-017-01637-7

[95] Shouzhen Gu, Rolando D. Somma og Burak Şahinoğlu. "Hurtig fremadgående kvanteevolution". Quantum 5, 577 (2021).
https://doi.org/10.22331/q-2021-11-15-577

[96] Frédéric Magniez, Ashwin Nayak, Jérémie Roland og Miklos Santha. "Søg via quantum walk". SIAM Journal on Computing 40, 142–164 (2011).
https:///doi.org/10.1137/090745854

[97] Xiao-Ming Zhang, Tongyang Li og Xiao Yuan. "Kvantetilstandsforberedelse med optimal kredsløbsdybde: implementeringer og applikationer". Physical Review Letters 129, 230504 (2022).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.129.230504

[98] Xiaoming Sun, Guojing Tian, Shuai Yang, Pei Yuan og Shengyu Zhang. "Asymptotisk optimal kredsløbsdybde til forberedelse af kvantetilstand og generel enhedssyntese". IEEE Transactions on Computer Aided Design of Integrated Circuits and Systems 42, 3301–3314 (2023).
https:///doi.org/10.1109/TCAD.2023.3244885

[99] Gregory Rosenthal. "Forespørgsel og dybde øvre grænser for kvanteenheder via Grover-søgning" (2021). arXiv:2111.07992.
arXiv: 2111.07992

[100] Pei Yuan og Shengyu Zhang. "Optimal (kontrolleret) kvantetilstandsforberedelse og forbedret enhedssyntese ved kvantekredsløb med et hvilket som helst antal hjælpequbits". Quantum 7, 956 (2023).
https://doi.org/10.22331/q-2023-03-20-956

[101] Nai-Hui Chia, Kai-Min Chung, Yao-Ching Hsieh, Han-Hsuan Lin, Yao-Ting Lin og Yu-Ching Shen. "Om umuligheden af generel parallel fremspoling af Hamilton-simulering". I Proceedings of the Conference on Proceedings of the 38th Computational Complexity Conference (CCC '23). Side 1-45. (2023).
https:///doi.org/10.4230/LIPIcs.CCC.2023.33

[102] Mihir Bellare og Phillip Rogaway. "Tilfældige orakler er praktiske: Et paradigme til at designe effektive protokoller". I Proceedings of the 1st ACM Conference on Computer and Communications Security (CCC '93). Side 62-73. (1993).
https:///doi.org/10.1145/168588.168596

[103] Dan Boneh, Özgür Dagdelen, Marc Fischlin, Anja Lehmann, Christian Schaffner og Mark Zhandry. "Tilfældige orakler i en kvanteverden". I Proceedings of the 17th International Conference on theory and application of Cryptology and Information Security. Side 41-69. (2011).
https://doi.org/10.1007/978-3-642-25385-0_3

[104] Seth Lloyd. "Kohærent kvantefeedback". Physical Review A 62, 022108 (2000).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.62.022108

[105] John Gough og Matthew R. James. "Serieproduktet og dets anvendelse på kvantefeedforward- og feedbacknetværk". IEEE Transactions on Automatic Control 54, 2530–2544 (2009).
https:///doi.org/10.1109/TAC.2009.2031205

[106] Qisheng Wang, Riling Li og Mingsheng Ying. "Ekvivalenskontrol af sekventielle kvantekredsløb". IEEE-transaktioner om computerstøttet design af integrerede kredsløb og systemer 41, 3143–3156 (2022).
https:///doi.org/10.1109/TCAD.2021.3117506

[107] Bobak T. Kiani, Giacomo De Palma, Dirk Englund, William Kaminsky, Milad Marvian og Seth Lloyd. "Kvantefordel til differentialligningsanalyse". Physical Review A 105, 022415 (2022).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.105.022415

[108] Dominic W. Berry, Andrew M. Childs, Aaron Ostrander og Guoming Wang. "Kvantealgoritme til lineære differentialligninger med eksponentielt forbedret afhængighed af præcision". Communications in Mathematical Physics 365, 1057–1081 (2017).
https:///doi.org/10.1007/s00220-017-3002-y

[109] Mária Kieferová, Artur Scherer og Dominic W. Berry. "Simulering af dynamikken i tidsafhængige Hamiltonianere med en trunkeret Dyson-serie". Fysisk anmeldelse A 99, 042314 (2019).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.99.042314

[110] Dominic W. Berry, Andrew M. Childs, Yuan Su, Xin Wang og Nathan Wiebe. "Tidsafhængig Hamilton-simulering med ${L}^{1}$-norm-skalering". Quantum 4, 254 (2020).
https://doi.org/10.22331/q-2020-04-20-254

[111] Yi-Hsiang Chen, Amir Kalev og Itay Hen. "Kvantealgoritme til tidsafhængig Hamilton-simulering ved permutationsudvidelse". PRX Quantum 2, 030342 (2021).
https:///doi.org/10.1103/PRXQuantum.2.030342

[112] András Gilyén, Srinivasan Arunachalam og Nathan Wiebe. "Optimering af kvanteoptimeringsalgoritmer via hurtigere kvantegradientberegning". I forbindelse med det 30. årlige ACM SIAM-symposium om diskrete algoritmer (SODA '19). Side 1425–1444. (2019).
https:///doi.org/10.1137/1.9781611975482.87

[113] Iordanis Kerenidis og Anupam Prakash. "En kvante-interiørpunktmetode til LP'er og SDP'er". ACM Transactions on Quantum Computing 1, 1–32 (2020).
https:///doi.org/10.1145/3406306

[114] John H. Reif. "Logaritmiske dybdekredsløb for algebraiske funktioner". SIAM Journal on Computing 15, 231-242 (1986).
https:///doi.org/10.1137/0215017

[115] Mario Szegedy. "Kvantefremskyndelse af Markov-kædebaserede algoritmer". I Proceedings of the 45th Annual IEEE Symposium on Foundations of Computer Science (FOCS '04). Side 32-41. (2004).
https:///doi.org/10.1109/FOCS.2004.53

[116] Rolando D. Somma, Gerardo Ortiz, James E. Gubernatis, Emanuel Knill og Raymond Laflamme. "Simulering af fysiske fænomener ved kvantenetværk". Physical Review A 65, 042323 (2002).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.65.042323

[117] Iordanis Kerenidis og Anupam Prakash. "Kvanteanbefalingssystemer". I 8th Innovations in Theoretical Computer Science Conference (ITCS '17). Bind 67, side 49:1–49:21. (2017).
https:///doi.org/10.4230/LIPIcs.ITCS.2017.49

[118] Dmitry A. Abanin og Zlatko Papić. "Seneste fremskridt inden for lokalisering af mange krop". Annalen der Physik 529, 1700169 (2017).
https:///doi.org/10.1002/andp.201700169

[119] Fabien Alet og Nicolas Laflorencie. "Mangekropslokalisering: En introduktion og udvalgte emner". Comptes Rendus Physique 19, 498-525 (2018).
https:///doi.org/10.1016/j.crhy.2018.03.003

[120] Philip W. Anderson. "Fravær af diffusion i visse tilfældige gitter". Physical Review 109, 1492-1505 (1958).
https:///doi.org/10.1103/PhysRev.109.1492

[121] Dmitry A. Abanin, Ehud Altman, Immanuel Bloch og Maksym Serbyn. "Colloquium: Mange-legeme lokalisering, termalisering og sammenfiltring". Anmeldelser af Modern Physics 91, 021001 (2019).
https:///doi.org/10.1103/RevModPhys.91.021001

[122] Joseph Polchinski og Vladimir Rosenhaus. "Spektrum i Sachdev-Ye-Kitaev-modellen". Journal of High Energy Physics 2016, 1–25 (2016).
https://doi.org/10.1007/JHEP04(2016)001

[123] Vladimir Rosenhaus. "En introduktion til SYK-modellen". Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical 52, 323001 (2019).
https://doi.org/10.1088/1751-8121/ab2ce1

[124] George EP Box og Mervin E. Muller. "En note om generering af tilfældige normale afvigelser". The Annals of Mathematical Statistics 29, 610–611 (1958).
https:///doi.org/10.1214/aoms/1177706645

[125] Shenglong Xu, Leonard Susskind, Yuan Su og Brian Swingle. "En sparsom model af kvanteholografi" (2020). arXiv:2008.02303.
arXiv: 2008.02303

[126] Yudong Cao, Jonathan Romero, Jonathan P. Olson, Matthias Degroote, Peter D. Johnson, Mária Kieferová, Ian D. Kivlichan, Tim Menke, Borja Peropadre, Nicolas PD Sawaya, Sukin Sim, Libor Veis og Alán Aspuru-Guzik. "Kvantekemi i kvantecomputerens tidsalder". Chemical Reviews 119, 10856-10915 (2019).
https:///doi.org/10.1021/acs.chemrev.8b00803

[127] Alberto Peruzzo, Jarrod McClean, Peter Shadbolt, Man-Hong Yung, Xiao-Qi Zhou, Peter J. Love, Alán Aspuru-Guzik og Jeremy L. O'Brien. "En variabel egenværdiopløser på en fotonisk kvanteprocessor". Naturkommunikation 5 (2014).
https:///doi.org/10.1038/ncomms5213

[128] Google AI Quantum og samarbejdspartnere, Frank Arute, Kunal Arya, Ryan Babbush, Dave Bacon, Joseph C. Bardin, Rami Barends, Sergio Boixo, Michael Broughton, Bob B. Buckley, et al. "Hartree-Fock på en superledende qubit kvantecomputer". Science 369, 1084-1089 (2020).
https://doi.org/10.1126/science.abb9811

Citeret af

[1] Xiao-Ming Zhang, Tongyang Li og Xiao Yuan, "Kvantetilstandsforberedelse med optimal kredsløbsdybde: Implementeringer og applikationer", Physical Review Letters 129 23, 230504 (2022).

[2] Kouhei Nakaji, Shumpei Uno, Yohichi Suzuki, Rudy Raymond, Tamiya Onodera, Tomoki Tanaka, Hiroyuki Tezuka, Naoki Mitsuda og Naoki Yamamoto, "Omtrentlig amplitudekodning i lavvandede parametriserede kvantekredsløb i indikatorer og dets anvendelse på finansielle markeder", Physical Review Research 4 2, 023136 (2022).

[3] John M. Martyn, Yuan Liu, Zachary E. Chin og Isaac L. Chuang, "Efficient Fully-Coherent Quantum Signal Processing Algorithms for Real-Time Dynamics Simulation", arXiv: 2110.11327, (2021).

[4] Pei Yuan og Shengyu Zhang, "Optimal (kontrolleret) kvantetilstandsforberedelse og forbedret enhedssyntese ved kvantekredsløb med et hvilket som helst antal hjælpequbits", Quantum 7 (956).

[5] Qisheng Wang og Zhicheng Zhang, "Fast Quantum Algorithms for Trace Distance Estimation", arXiv: 2301.06783, (2023).

[6] Nai-Hui Chia, Kai-Min Chung, Yao-Ching Hsieh, Han-Hsuan Lin, Yao-Ting Lin og Yu-Ching Shen, "Om umuligheden af generel parallel hurtig-forwarding af Hamilton-simulering", arXiv: 2305.12444, (2023).

[7] Xiao-Ming Zhang og Xiao Yuan, "Om kredsløbskompleksitet af kvanteadgangsmodeller til kodning af klassiske data", arXiv: 2311.11365, (2023).

[8] Gregory Boyd, "Low-Overhead Parallelisation of LCU via Commuting Operators", arXiv: 2312.00696, (2023).

Ovenstående citater er fra SAO/NASA ADS (sidst opdateret 2024-01-15 23:39:45). Listen kan være ufuldstændig, da ikke alle udgivere leverer passende og fuldstændige citatdata.

On Crossrefs citeret af tjeneste ingen data om at citere værker blev fundet (sidste forsøg 2024-01-15 23:39:43).

Dette papir er udgivet i Quantum under Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0) licens. Ophavsretten forbliver hos de originale copyright-indehavere, såsom forfatterne eller deres institutioner.

SEO Powered Content & PR Distribution. Bliv forstærket i dag.
PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Styrk dig selv. Adgang her.
PlatoAiStream. Web3 intelligens. Viden forstærket. Adgang her.
PlatoESG. Kulstof, CleanTech, Energi, Miljø, Solenergi, Affaldshåndtering. Adgang her.
PlatoHealth. Bioteknologiske og kliniske forsøgs intelligens. Adgang her.
Kilde: https://quantum-journal.org/papers/q-2024-01-15-1228/

Tidsstempel: Januar 15, 2024

Tidsstempel: Oktober 10, 2023

Qubit-effektive kodningsskemaer til binære optimeringsproblemer

Kildeklynge:

Quantum Journal

Kildeknude: 844778

Tidsstempel: Maj 4, 2021

Parallel kvantealgoritme til Hamilton-simulering

Genudgivet af Platon

Abstrakt

► BibTeX-data

► Referencer

Citeret af

Mere fra Quantum Journal

BROTOC'er og kvanteinformations-forvrængning ved endelig temperatur

Præcis og effektiv Lanczos-metode på en kvantecomputer

Praktisk tilfældighedsforstærkning og privatisering med implementeringer på kvantecomputere

Fejlfast Monte Carlo kvantesimulering af imaginær tid

Relative fakta om relationel kvantemekanik er uforenelige med kvantemekanik

Kvantesignaturer i ikke-lineære gravitationsbølger

Stabil faktorisering for fasefaktorer for kvantesignalbehandling

Modificerede dipol-dipol-interaktioner i nærvær af en nanofotonisk bølgeleder

Kontekstualitet i sammensatte systemer: sammenfiltringens rolle i Kochen-Specker-sætningen

Termisk tilstandsforberedelse via afrundende løfter

Qubit-effektive kodningsskemaer til binære optimeringsproblemer

Om os

Vertikal søgning & Ai

perron

Stay Connected

Konto