टोमोग्राफी डेटा में क्वांटम शोर मॉडल फिट करना

टोमोग्राफी डेटा में क्वांटम शोर मॉडल फिट करना

समय टिकट: 5 दिसंबर, 2023 9:24 पूर्वाह्न
स्रोत नोड: 2994575

सार

शोर की उपस्थिति वर्तमान में बड़े पैमाने पर क्वांटम गणना प्राप्त करने में मुख्य बाधाओं में से एक है। क्वांटम हार्डवेयर में शोर प्रक्रियाओं को चिह्नित करने और समझने की रणनीतियाँ इसे कम करने का एक महत्वपूर्ण हिस्सा हैं, विशेष रूप से पूर्ण त्रुटि सुधार और दोष-सहिष्णुता का ओवरहेड वर्तमान हार्डवेयर की पहुंच से परे है। गैर-मार्कोवियन प्रभाव विशेष रूप से प्रतिकूल प्रकार का शोर है, मानक तकनीकों का उपयोग करके विश्लेषण करना कठिन है और त्रुटि सुधार का उपयोग करके नियंत्रित करना अधिक कठिन है। इस कार्य में हम अज्ञात शोर प्रक्रियाओं का विश्लेषण और मूल्यांकन करने के लिए मार्कोवियन मास्टर समीकरणों के कठोर गणितीय सिद्धांत के आधार पर कुशल एल्गोरिदम का एक सेट विकसित करते हैं। मार्कोवियन विकास के अनुरूप गतिशीलता के मामले में, हमारा एल्गोरिदम सबसे उपयुक्त लिंडब्लैडियन को आउटपुट करता है, यानी, एक मेमोरीलेस क्वांटम चैनल का जनरेटर जो दिए गए परिशुद्धता के भीतर टोमोग्राफिक डेटा का सबसे अच्छा अनुमान लगाता है। गैर-मार्कोवियन गतिशीलता के मामले में, हमारा एल्गोरिदम आइसोट्रोपिक शोर जोड़ के संदर्भ में गैर-मार्कोवियनिटी का एक मात्रात्मक और परिचालन रूप से सार्थक माप देता है। हम अपने सभी एल्गोरिदम का पायथन कार्यान्वयन प्रदान करते हैं, और इन्हें Cirq प्लेटफ़ॉर्म का उपयोग करके उत्पन्न संश्लेषित शोर टोमोग्राफी डेटा के 1- और 2-क्विबिट उदाहरणों की श्रृंखला पर बेंचमार्क करते हैं। संख्यात्मक परिणाम बताते हैं कि हमारे एल्गोरिदम मापी गई गतिशीलता के लिए सबसे उपयुक्त लिंडब्लैडियन का पूरा विवरण निकालने और विश्लेषणात्मक गणनाओं से मेल खाने वाले गैर-मार्कोवियनिटी के सटीक मूल्यों की गणना करने में सफल होते हैं।

विशेष रुप से प्रदर्शित छवि: क्वांटम चैनल के टोमोग्राफिक डेटा से सबसे उपयुक्त लिंडब्लैड जनरेटर निकालना।

लोकप्रिय सारांश

क्वांटम कंप्यूटर अपने शास्त्रीय समकक्षों की तुलना में कुछ कार्यों को कहीं अधिक तेजी से पूरा करने की संभावना प्रदान करते हैं - जैसे सामग्री का अनुकरण, अनुकूलन समस्याएं और मौलिक भौतिकी। हालाँकि, क्वांटम कंप्यूटर त्रुटियों के प्रति बहुत संवेदनशील होते हैं - यदि क्वांटम कंप्यूटिंग उपकरणों में शोर से निपटने के लिए कोई कदम नहीं उठाया जाता है, तो त्रुटियाँ तेजी से की जा रही गणना को प्रभावित करेंगी। इसलिए क्वांटम उपकरणों में शोर प्रक्रियाओं को चिह्नित करने और समझने के तरीके महत्वपूर्ण हैं। इस पेपर में हम मानक प्रायोगिक तकनीकों के आधार पर क्वांटम कंप्यूटिंग उपकरणों में शोर प्रक्रियाओं को चिह्नित करने के लिए कुशल एल्गोरिदम विकसित करते हैं। ये एल्गोरिदम इन प्रयोगों का आउटपुट लेते हैं, और अंतर्निहित भौतिक प्रक्रिया का विवरण प्रदान करते हैं जो प्रयोगात्मक डेटा के लिए सबसे उपयुक्त है। इन भौतिक प्रक्रियाओं का ज्ञान इंजीनियरों को उनके डिवाइस के व्यवहार को समझने में मदद कर सकता है, और क्वांटम एल्गोरिदम को डिजाइन करने में डिवाइस का उपयोग करने वाले लोगों की सहायता कर सकता है जो डिवाइस में सबसे अधिक प्रचलित शोर के प्रकारों के प्रतिरोधी हैं।

► BibTeX डेटा

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