Kvantum hibajavítás kvantumautomatikus kódolókkal

Újra kiadta Platón

Követő: 0

David F. Locher, Lorenzo Cardarelli és Markus Müller

Institute for Quantum Information, RWTH Aachen University, D-52056 Aachen, Németország
Peter Grünberg Intézet, Elméleti Nanoelektronika, Forschungszentrum Jülich, D-52425 Jülich, Németország

Érdekesnek találja ezt a cikket, vagy szeretne megvitatni? Scite vagy hagyjon megjegyzést a SciRate-en.

Absztrakt

Az aktív kvantumhiba-javítás központi eleme a robusztus kvantumprocesszorok megvalósításának. Ebben a cikkben megvizsgáljuk a kvantumgépi tanulásban rejlő lehetőségeket a kvantumhiba-korrekcióban a kvantum memóriában. Pontosabban bemutatjuk, hogy a kvantum-neurális hálózatok kvantumautokódolók formájában hogyan taníthatók meg optimális stratégiák elsajátítására a hibák aktív észlelésére és kijavítására, beleértve a térben korrelált számítási hibákat, valamint a qubit veszteségeket. Kiemeljük, hogy a kvantumautokóderek zajtalanítási képességei nem korlátozódnak bizonyos állapotok védelmére, hanem a teljes logikai kódtérre kiterjednek. Azt is megmutatjuk, hogy a kvantumneurális hálózatok felhasználhatók új logikai kódolások felfedezésére, amelyek optimálisan illeszkednek a mögöttes zajhoz. Ezen túlmenően azt találtuk, hogy még magukban a kvantumautokódolókban mérsékelt zaj jelenlétében is sikeresen használhatók jótékony kvantumhiba-korrekció végrehajtására, és ezáltal meghosszabbíthatják a logikai qubit élettartamát.

Kiemelt kép: A kvantumautokóderek alkalmazhatók a logikai kvantumállapotok hibáinak javítására.

Népszerű összefoglaló

A kvantumszámítógépek köztudottan érzékenyek a hibákra, ezért kvantumhiba-javításra van szükségük a kiterjedt számítások megbízható elvégzéséhez. Általában sok zajos fizikai qubitet kombinálunk, hogy kevesebb úgynevezett logikai qubitet állítsunk össze, amelyek lehetővé teszik a hibák észlelését és kijavítását. Ez a folyamat azonban további qubit méréseket és ezekhez a mérésekhez kötött visszacsatolási műveleteket igényel, ami lassú és kísérletileg kihívást jelentő eljárás lehet.
Ebben a cikkben azt vizsgáljuk, hogy a logikai qubitek lehetséges hibáinak kijavítási folyamata hogyan hajtható végre önállóan, azaz további qubit mérése nélkül. Ennek eléréséhez kvantumautokódolókat képezünk és alkalmazunk, amelyek kvantumneurális hálózatok, amelyek először tömörítik, majd kibontják a bemeneti adatokat. Ezek a kvantumautokódolók olyan korrekciós stratégiákat tanulhatnak meg, amelyek optimálisan alkalmasak egy adott hardvereszközben jelenlévő zaj leküzdésére. A hálózatok teljesen autonóm módon korrigálják az ilyen hibákat, és még akkor is hasznosak lehetnek a kódolt kvantuminformáció védelmében a dekoherenciától, ha azok maguk is zajosak. Ezenkívül bemutatjuk, hogyan adaptálható a javasolt séma logikai qubitek új kódolási sémáinak felfedezésére, amelyek optimálisan alkalmasak a kódolt kvantuminformációk hardver-specifikus zaj elleni védelmére.

► BibTeX adatok

@cikk{Locher2023quantumerror, doi = {10.22331/q-2023-03-09-942}, url = {https://doi.org/10.22331/q-2023-03-09-942}, cím = {Kvantum { E}hiba {C}javítás {Q}uantum {A}utokódolókkal}, szerző = {Locher, David F. és Cardarelli, Lorenzo és M{“{u}}ller, Markus}, folyóirat = {{Quantum}} , issn = {2521-327X}, kiadó = {{Verein zur F{“{o}}rderung des Open Access Publizierens in den Quantenwissenschaften}}, kötet = {7}, oldal = {942}, hónap = márc, év = {2023} }

► Referenciák

[1] Simon J Devitt, William J Munro és Kae Nemoto. „Kvantum hibajavítás kezdőknek”. Reports on Progress in Physics 76, 076001 (2013).
https://doi.org/10.1088/0034-4885/76/7/076001

[2] Michael A. Nielsen és Isaac L. Chuang. „Kvantumszámítás és kvantuminformáció: 10. évfordulós kiadás”. Cambridge University Press. (2010).
https:///doi.org/10.1017/CBO9780511976667

[3] M. Terhal Barbara. „Kvantumhiba-javítás kvantum memóriákhoz”. Rev. Mod. Phys. 87, 307–346 (2015).
https:///doi.org/10.1103/RevModPhys.87.307

[4] BM Terhal, J Conrad és C Vuillot. „A skálázható bozonikus kvantumhiba-korrekció felé”. Quantum Science and Technology 5, 043001 (2020).
https://doi.org/10.1088/2058-9565/ab98a5

[5] DG Cory, MD Price, W. Maas, E. Knill, R. Laflamme, WH Zurek, TF Havel és SS Somaroo. „Kísérleti kvantumhiba-javítás”. Phys. Rev. Lett. 81, 2152–2155 (1998).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.81.2152

[6] J. Chiaverini, D. Leibfried, T. Schaetz, MD Barrett, RB Blakestad, J. Britton, WM Itano, JD Jost, E. Knill, C. Langer, R. Ozeri és DJ Wineland. „Kvantum hibajavítás megvalósítása”. Nature 432, 602–605 (2004).
https:///doi.org/10.1038/nature03074

[7] Philipp Schindler, Julio T. Barreiro, Thomas Monz, Volckmar Nebendahl, Daniel Nigg, Michael Chwalla, Markus Hennrich és Rainer Blatt. „Kísérleti ismétlődő kvantumhiba-javítás”. Science 332, 1059–1061 (2011).
https:///doi.org/10.1126/science.1203329

[8] Norbert M. Linke, Mauricio Gutierrez, Kevin A. Landsman, Caroline Figgatt, Shantanu Debnath, Kenneth R. Brown és Christopher Monroe. „Hibatűrő kvantumhiba-észlelés”. Science Advances 3, e1701074 (2017).
https:///doi.org/10.1126/sciadv.1701074

[9] Christian Kraglund Andersen, Ants Remm, Stefania Lazar, Sebastian Krinner, Nathan Lacroix, Graham J. Norris, Mihai Gabureac, Christopher Eichler és Andreas Wallraff. „Ismétlődő kvantumhiba észlelése felületi kódban”. Nature Physics 16, 875–880 (2020).
https:///doi.org/10.1038/s41567-020-0920-y

[10] J. Hilder, D. Pijn, O. Onishchenko, A. Stahl, M. Orth, B. Lekitsch, A. Rodriguez-Blanco, M. Müller, F. Schmidt-Kaler és UG Poschinger. „Hibatűrő paritáskiolvasás ingajáraton alapuló csapdás-ion kvantumszámítógépen”. Phys. Rev. X 12, 011032 (2022).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevX.12.011032

[11] Laird Egan, Dripto M. Debroy, Crystal Noel, Andrew Risinger, Daiwei Zhu, Debopriyo Biswas, Michael Newman, Muyuan Li, Kenneth R. Brown, Marko Cetina és Christopher Monroe. „Hibajavított qubit hibatűrő vezérlése”. Nature 598, 281–286 (2021).
https:///doi.org/10.1038/s41586-021-03928-y

[12] C. Ryan-Anderson, JG Bohnet, K. Lee, D. Gresh, A. Hankin, JP Gaebler, D. Francois, A. Chernoguzov, D. Lucchetti, NC Brown, TM Gatterman, SK Halit, K. Gilmore, JA Gerber, B. Neyenhuis, D. Hayes és RP Stutz. „Valós idejű hibatűrő kvantumhiba-javítás megvalósítása”. Phys. Rev. X 11, 041058 (2021).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevX.11.041058

[13] MH Abobeih, Y. Wang, J. Randall, SJH Loenen, CE Bradley, M. Markham, DJ Twitchen, BM Terhal és TH Taminiau. „A logikai qubit hibatűrő működése gyémánt kvantumprocesszorban”. Nature 606, 884–889 (2022).
https://doi.org/10.1038/s41586-022-04819-6

[14] M. Riebe, H. Häffner, CF Roos, W. Hänsel, J. Benhelm, GPT Lancaster, TW Körber, C. Becher, F. Schmidt-Kaler, DFV James és R. Blatt. „Determinisztikus kvantumteleportáció atomokkal”. Nature 429, 734–737 (2004).
https:///doi.org/10.1038/nature02570

[15] MD Barrett, J. Chiaverini, T. Schaetz, J. Britton, WM Itano, JD Jost, E. Knill, C. Langer, D. Leibfried, R. Ozeri és DJ Wineland. „Az atomi qubitek determinisztikus kvantumteleportációja”. Nature 429, 737–739 (2004).
https:///doi.org/10.1038/nature02608

[16] Clément Sayrin, Igor Dotsenko, Xingxing Zhou, Bruno Peaudecerf, Théo Rybarczyk, Sébastien Gleyzes, Pierre Rouchon, Mazyar Mirrahimi, Hadis Amini, Michel Brune, Jean-Michel Raimond és Serge Haroche. „A valós idejű kvantum-visszacsatolás előkészíti és stabilizálja a fotonszám-állapotokat”. Nature 477, 73–77 (2011).
https:///doi.org/10.1038/nature10376

[17] D. Ristè, M. Dukalski, CA Watson, G. de Lange, MJ Tiggelman, Ya. M. Blanter, KW Lehnert, RN Schouten és L. DiCarlo. „A szupravezető qubitek determinisztikus összefonódása paritásmérés és visszacsatolás segítségével”. Nature 502, 350–354 (2013).
https:///doi.org/10.1038/nature12513

[18] Sebastian Krinner, Nathan Lacroix, Ants Remm, Agustin Di Paolo, Elie Genois, Catherine Leroux, Christoph Hellings, Stefania Lazar, Francois Swiadek, Johannes Herrmann, Graham J. Norris, Christian Kraglund Andersen, Markus Müller, Alexandre Blais, Christopher Eichler és Andreas Wallraff. „Ismétlődő kvantumhiba-korrekció megvalósítása távolság-három felületi kódban”. Nature 605, 669–674 (2022).
https://doi.org/10.1038/s41586-022-04566-8

[19] JF Marques, BM Varbanov, MS Moreira, H. Ali, N. Muthusubramanian, C. Zachariadis, F. Battistel, M. Beekman, N. Haider, W. Vlothuizen, A. Bruno, BM Terhal és L. DiCarlo. „Logikai-qubit műveletek hibaészlelő felületi kódban”. Nature Physics 18, 80–86 (2022).
https://doi.org/10.1038/s41567-021-01423-9

[20] Google Quantum AI. „Bit- vagy fázishibák exponenciális elnyomása ciklikus hibajavítással”. Nature 595, 383–387 (2021).
https:///doi.org/10.1038/s41586-021-03588-y

[21] Youwei Zhao, Yangsen Ye, He-Liang Huang, Yiming Zhang, Dachao Wu, Huijie Guan, Qingling Zhu, Zuolin Wei, Tan He, Sirui Cao, Fusheng Chen, Tung-Hsun Chung, Hui Deng, Daojin Fan, Ming Gong, Cheng Guo, Shaojun Guo, Lianchen Han, Na Li, Shaowei Li, Yuan Li, Futian Liang, Jin Lin, Haoran Qian, Hao Rong, Hong Su, Lihua Sun, Shiyu Wang, Yulin Wu, Yu Xu, Chong Ying, Jiale Yu, Chen Zha, Kaili Zhang, Yong-Heng Huo, Chao-Yang Lu, Cheng-Zhi Peng, Xiaobo Zhu és Jian-Wei Pan. „Hibajavító felületi kód megvalósítása szupravezető qubitekkel”. Phys. Rev. Lett. 129, 030501 (2022).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.129.030501

[22] J. Cramer, N. Kalb, MA Rol, B. Hensen, MS Blok, M. Markham, DJ Twitchen, R. Hanson és TH Taminiau. „Ismételt kvantumhiba-javítás egy folyamatosan kódolt qubiten valós idejű visszacsatolás segítségével”. Nature Communications 7, 11526 (2016).
https:///doi.org/10.1038/ncomms11526

[23] Christian Kraglund Andersen, Ants Remm, Stefania Lazar, Sebastian Krinner, Johannes Heinsoo, Jean-Claude Besse, Mihai Gabureac, Andreas Wallraff és Christopher Eichler. „Az összefonódás stabilizálása segédelem-alapú paritásészlelés és valós idejű visszacsatolás segítségével szupravezető áramkörökben”. npj Quantum Information 5, 69 (2019).
https://doi.org/10.1038/s41534-019-0185-4

[24] Diego Ristè, Luke CG Govia, Brian Donovan, Spencer D. Fallek, William D. Kalfus, Markus Brink, Nicholas T. Bronn és Thomas A. Ohki. „A stabilizátor méréseinek valós idejű feldolgozása bit-flip kódban”. npj Quantum Information 6, 71 (2020).
https:///doi.org/10.1038/s41534-020-00304-y

[25] V. Negnevitsky, M. Marinelli, KK Mehta, H.-Y. Lo, C. Flühmann és JP Home. „Ismétlődő több qubit kiolvasás és visszacsatolás vegyes fajok csapdázott ionregiszterével”. Nature 563, 527–531 (2018).
https:///doi.org/10.1038/s41586-018-0668-z

[26] Nissim Ofek, Andrei Petrenko, Reinier Heeres, Philip Reinhold, Zaki Leghtas, Brian Vlastakis, Yehan Liu, Luigi Frunzio, SM Girvin, L. Jiang, Mazyar Mirrahimi, MH Devoret és RJ Schoelkopf. „Kvantumbitek élettartamának meghosszabbítása hibajavítással szupravezető áramkörökben”. Nature 536, 441–445 (2016).
https:///doi.org/10.1038/nature18949

[27] L. Hu, Y. Ma, W. Cai, X. Mu, Y. Xu, W. Wang, Y. Wu, H. Wang, YP Song, C.-L. Zou, SM Girvin, L.-M. Duan és L. Sun. „Kvantum hibajavítás és univerzális kapukészlet működése binomiális bozonikus logikai qubiten”. Nature Physics 15, 503–508 (2019).
https://doi.org/10.1038/s41567-018-0414-3

[28] Giacomo Torlai és Roger G. Melko. „Neurális dekódoló topológiai kódokhoz”. Phys. Rev. Lett. 119, 030501 (2017).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.119.030501

[29] Ye-Hua Liu és David Poulin. „Neurális hiedelem-terjesztési dekóderek kvantumhiba-javító kódokhoz”. Phys. Rev. Lett. 122, 200501 (2019).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.122.200501

[30] Nishad Maskara, Aleksander Kubica és Tomas Jochym-O'Connor. „A sokoldalú neurális hálózati dekódolás előnyei topológiai kódokhoz”. Phys. Rev. A 99, 052351 (2019).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.99.052351

[31] Ryan Sweke, Markus S Kesselring, Evert PL van Nieuwenburg és Jens Eisert. „Megerősítő tanulási dekóderek hibatűrő kvantumszámításhoz”. Gépi tanulás: Science and Technology 2, 025005 (2021).
https:///doi.org/10.1088/2632-2153/abc609

[32] Benjamin J. Brown, Daniel Loss, Jiannis K. Pachos, Chris N. Self és James R. Wootton. „Kvantumemlékek véges hőmérsékleten”. Rev. Mod. Phys. 88, 045005 (2016).
https:///doi.org/10.1103/RevModPhys.88.045005

[33] Gerardo A. Paz-Silva, Gavin K. Brennen és Jason Twamley. „Hibatűrés zajos és lassú mérésekkel és előkészítéssel”. Phys. Rev. Lett. 105, 100501 (2010).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.105.100501

[34] Daniel Crow, Robert Joynt és M. Saffman. „Továbbfejlesztett hibaküszöbök a mérésmentes hibajavítás érdekében”. Phys. Rev. Lett. 117, 130503 (2016).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.117.130503

[35] Vickram N. Premakumar, M. Saffman és Robert Joynt. „Mérésmentes hibajavítás koherens segédelemekkel” (2020). arXiv:2007.09804.
arXiv: 2007.09804

[36] Joseph Kerckhoff, Hendra I. Nurdin, Dmitri S. Pavlichin és Hideo Mabuchi. „Kvantummemóriák tervezése beágyazott vezérléssel: Fotonikus áramkörök autonóm kvantumhiba-javításhoz”. Phys. Rev. Lett. 105, 040502 (2010).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.105.040502

[37] Fernando Pastawski, Lucas Clemente és Juan Ignacio Cirac. „Műszaki disszipáción alapuló kvantummemóriák”. Phys. Rev. A 83, 012304 (2011).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.83.012304

[38] Eliot Kapit. „Hardverhatékony és teljesen autonóm kvantumhiba-javítás szupravezető áramkörökben”. Phys. Rev. Lett. 116, 150501 (2016).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.116.150501

[39] F. Reiter, AS Sørensen, P. Zoller és CA Muschik. „Disszipatív kvantumhiba-korrekció és alkalmazása a kvantumérzékelésre csapdába ejtett ionokkal”. Nature Communications 8, 1822 (2017).
https://doi.org/10.1038/s41467-017-01895-5

[40] Zaki Leghtas, Gerhard Kirchmair, Brian Vlastakis, Robert J. Schoelkopf, Michel H. Devoret és Mazyar Mirrahimi. „Hardver-hatékony autonóm kvantum memória védelem”. Phys. Rev. Lett. 111, 120501 (2013).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.111.120501

[41] Z. Leghtas, S. Touzard, IM Pop, A. Kou, B. Vlastakis, A. Petrenko, KM Sliwa, A. Narla, S. Shankar, MJ Hatridge, M. Reagor, L. Frunzio, RJ Schoelkopf, M. Mirrahimi és MH Devoret. „A fény állapotának kvantumsokaságra való korlátozása tervezett kétfoton-veszteséggel”. Science 347, 853–857 (2015).
https:///doi.org/10.1126/science.aaa2085

[42] Jae-Mo Lihm, Kyungjoo Noh és Uwe R. Fischer. „A knill-laflamme típusú megvalósítástól független elégséges feltétel a logikai quditok autonóm védelméhez erős mérnöki disszipációval”. Phys. Rev. A 98, 012317 (2018).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.98.012317

[43] Jeffrey M. Gertler, Brian Baker, Juliang Li, Shruti Shirol, Jens Koch és Chen Wang. „A bozonikus qubit védelme autonóm kvantumhiba-korrekcióval”. Nature 590, 243–248 (2021).
https://doi.org/10.1038/s41586-021-03257-0

[44] Maria Schuld, Ilya Sinayskiy és Francesco Petruccione. „A kvantumneurális hálózat keresése”. Quantum Information Processing 13, 2567–2586 (2014).
https://doi.org/10.1007/s11128-014-0809-8

[45] Jacob Biamonte, Peter Wittek, Nicola Pancotti, Patrick Rebentrost, Nathan Wiebe és Seth Lloyd. „Kvantumgépi tanulás”. Nature 549, 195–202 (2017).
https:///doi.org/10.1038/nature23474

[46] Vedran Dunjko és Hans J Briegel. „Gépi tanulás és mesterséges intelligencia a kvantumtartományban: a közelmúlt fejlődésének áttekintése”. Reports on Progress in Physics 81, 074001 (2018).
https:///doi.org/10.1088/1361-6633/aab406

[47] M. Cerezo, Andrew Arrasmith, Ryan Babbush, Simon C. Benjamin, Suguru Endo, Keisuke Fujii, Jarrod R. McClean, Kosuke Mitarai, Xiao Yuan, Lukasz Cincio és Patrick J. Coles. „Variációs kvantum algoritmusok”. Nature Reviews Physics 3, 625–644 (2021).
https://doi.org/10.1038/s42254-021-00348-9

[48] S. Mangini, F. Tacchino, D. Gerace, D. Bajoni és C. Macchiavello. „Kvantumszámítási modellek mesterséges neurális hálózatokhoz”. EPL (Europhysics Letters) 134, 10002 (2021).
https://doi.org/10.1209/0295-5075/134/10002

[49] Kerstin Beer, Dmytro Bondarenko, Terry Farrelly, Tobias J. Osborne, Robert Salzmann, Daniel Scheiermann és Ramona Wolf. „Mélykvantum-neurális hálózatok képzése”. Nature Communications 11, 808 (2020).
https://doi.org/10.1038/s41467-020-14454-2

[50] Lasse Bjørn Kristensen, Matthias Degroote, Peter Wittek, Alán Aspuru-Guzik és Nikolaj T. Zinner. „Egy mesterséges tüskés kvantumneuron”. npj Quantum Information 7, 59 (2021).
https://doi.org/10.1038/s41534-021-00381-7

[51] E. Torrontegui és JJ García-Ripoll. „Az egységes kvantumperceptron, mint hatékony univerzális közelítő”. EPL (Europhysics Letters) 125, 30004 (2019).
https://doi.org/10.1209/0295-5075/125/30004

[52] Dan Ventura és Tony Martinez. „Kvantum-asszociatív memória”. Information Sciences 124, 273–296 (2000).
https://doi.org/10.1016/S0020-0255(99)00101-2

[53] Patrick Rebentrost, Thomas R. Bromley, Christian Weedbrook és Seth Lloyd. „Kvantum-hopfield neurális hálózat”. Phys. Rev. A 98, 042308 (2018).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.98.042308

[54] Eliana Fiorelli, Igor Lesanovsky és Markus Müller. „Kvantumgenerált potts-hopfield neurális hálózatok fázisdiagramja”. New Journal of Physics 24, 033012 (2022).
https:///doi.org/10.1088/1367-2630/ac5490

[55] Jonathan Romero, Jonathan P Olson és Alan Aspuru-Guzik. „Kvantumautokóderek a kvantumadatok hatékony tömörítéséhez”. Quantum Science and Technology 2, 045001 (2017).
https:///doi.org/10.1088/2058-9565/aa8072

[56] L Lamata, U Alvarez-Rodriguez, JD Martín-Guerrero, M Sanz és E Solano. „Kvantumautokóderek kvantumösszeadókon keresztül genetikai algoritmusokkal”. Quantum Science and Technology 4, 014007 (2018).
https:///doi.org/10.1088/2058-9565/aae22b

[57] Hailan Ma, Chang-Jiang Huang, Chunlin Chen, Daoyi Dong, Yuanlong Wang, Re-Bing Wu és Guo-Yong Xiang. „A kvantumautokóderek tömörítési arányáról: Vezérlés tervezése, numerikus és kísérleti megvalósítása”. Automatica 147, 110659 (2023).
https:///doi.org/10.1016/j.automatica.2022.110659

[58] Carlos Bravo-Prieto. „Kvantumautomatikus kódolók továbbfejlesztett adatkódolással”. Gépi tanulás: Science and Technology 2, 035028 (2021).
https:///doi.org/10.1088/2632-2153/ac0616

[59] Chenfeng Cao és Xin Wang. „Zaj-asszisztált kvantumautomatikus kódoló”. Phys. Rev. Applied 15, 054012 (2021).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevApplied.15.054012

[60] Dmitro Bondarenko és Polina Feldmann. „Kvantumautokóderek a kvantumadatok zajtalanításához”. Phys. Rev. Lett. 124, 130502 (2020).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.124.130502

[61] Tom Achache, Lior Horesh és John Smolin. „A kvantumállapotok zajtalanítása kvantumautokódolókkal – elmélet és alkalmazások” (2020). arXiv:2012.14714.
arXiv: 2012.14714

[62] Xiao-Ming Zhang, Weicheng Kong, Muhammad Usman Farooq, Man-Hong Yung, Guoping Guo és Xin Wang. „Általános felderítésen alapuló hibacsökkentés kvantumautokóderekkel”. Phys. Rev. A 103, L040403 (2021).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.103.L040403

[63] Alex Pepper, Nora Tischler és Geoff J. Pryde. „Egy kvantumautokódoló kísérleti megvalósítása: A kvrittek tömörítése gépi tanulással”. Phys. Rev. Lett. 122, 060501 (2019).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.122.060501

[64] Chang-Jiang Huang, Hailan Ma, Qi Yin, Jun-Feng Tang, Daoyi Dong, Chunlin Chen, Guo-Yong Xiang, Chuan-Feng Li és Guang-Can Guo. „Kvantumautomatikus kódoló megvalósítása kvantumadatok veszteségmentes tömörítésére”. Phys. Rev. A 102, 032412 (2020).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.102.032412

[65] Yongcheng Ding, Lucas Lamata, Mikel Sanz, Xi Chen és Enrique Solano. „Kvantum autoencoder kísérleti megvalósítása kvantumösszeadókon keresztül”. Advanced Quantum Technologies 2, 1800065 (2019).
https:///doi.org/10.1002/qute.201800065

[66] Peter D. Johnson, Jonathan Romero, Jonathan Olson, Yudong Cao és Alán Aspuru-Guzik. „Qvector: egy algoritmus az eszközre szabott kvantumhiba-javításhoz” (2017). arXiv:1711.02249.
arXiv: 1711.02249

[67] Iris Cong, Soonwon Choi és Mikhail D. Lukin. „Kvantumkonvolúciós neurális hálózatok”. Nature Physics 15, 1273–1278 (2019).
https://doi.org/10.1038/s41567-019-0648-8

[68] Chenfeng Cao, Chao Zhang, Zipeng Wu, Markus Grassl és Bei Zeng. „Kvantumvariációs tanulás kvantumhiba-javító kódokhoz”. Quantum 6, 828 (2022).
https://doi.org/10.22331/q-2022-10-06-828

[69] Kunal Sharma, M. Cerezo, Lukasz Cincio és Patrick J. Coles. „A disszipatív perceptron alapú kvantumneurális hálózatok taníthatósága”. Phys. Rev. Lett. 128, 180505 (2022).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.128.180505

[70] Kerstin Beer, Daniel List, Gabriel Müller, Tobias J. Osborne és Christian Struckmann. „Kvantumneurális hálózatok képzése nisq eszközökön” (2021). arXiv:2104.06081.
arXiv: 2104.06081

[71] Daniel A Lidar és Todd A Brun. „Kvantum hibajavítás”. Cambridge University Press. (2013).
https:///doi.org/10.1017/CBO9781139034807

[72] Daniel Eric Gottesman. „Stabilizátorkódok és kvantumhiba-javítás”. PhD értekezés. California Institute of Technology. (1997).
https:///doi.org/10.7907/rzr7-dt72

[73] Ian Goodfellow, Yoshua Bengio és Aaron Courville. „Mély tanulás”. MIT Press. (2016). url: http:///www.deeplearningbook.org.
http:///www.deeplearningbook.org

[74] Michael Tschannen, Olivier Bachem és Mario Lucic. „Az autoencoder-alapú reprezentációs tanulás legújabb eredményei” (2018). arXiv:1812.05069.
arXiv: 1812.05069

[75] Pascal Vincent, Hugo Larocelle, Yoshua Bengio és Pierre-Antoine Manzagol. Robusztus funkciók kibontása és összeállítása zajtalanító automatikus kódolókkal. In Proceedings of the 25th International Conference on Machine Learning. 1096–1103. oldal. ICML '08New York, NY, USA (2008). Számítógépek Szövetsége.
https:///doi.org/10.1145/1390156.1390294

[76] Raymond Laflamme, Cesar Miquel, Juan Pablo Paz és Wojciech Hubert Zurek. "Tökéletes kvantumhibajavító kód". Phys. Rev. Lett. 77, 198–201 (1996).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.77.198

[77] Rochus Klesse és Sandra Frank. „Kvantumhiba-javítás térben korrelált kvantumzajban”. Phys. Rev. Lett. 95, 230503 (2005).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.95.230503

[78] Christopher T. Chubb és Steven T. Flammia. „Statisztikai mechanikai modellek korrelált zajjal rendelkező kvantumkódokhoz”. Annales de l'Institut Henri Poincaré D 8, 269–321 (2021).
https:///doi.org/10.4171/aihpd/105

[79] M. Grassl, Th. Beth és T. Pellizzari. „A kvantumtörlési csatorna kódjai”. Physical Review A 56, 33–38 (1997).
https:///doi.org/10.1103/physreva.56.33

[80] Roman Stricker, Davide Vodola, Alexander Erhard, Lukas Postler, Michael Meth, Martin Ringbauer, Philipp Schindler, Thomas Monz, Markus Müller és Rainer Blatt. „A qubit veszteség kísérleti determinisztikus korrekciója”. Nature 585, 207–210 (2020).
https://doi.org/10.1038/s41586-020-2667-0

[81] Jonathan M. Baker, Andrew Litteken, Casey Duckering, Henry Hoffmann, Hannes Bernien és Frederic T. Chong. "A hosszú távú kölcsönhatások kihasználása és az atomvesztés tolerálása semleges atom kvantumarchitektúrákban". 2021-ben az ACM/IEEE 48. éves nemzetközi szimpóziuma a számítógépes architektúráról (ISCA). 818–831. oldal. (2021).
https:///doi.org/10.1109/ISCA52012.2021.00069

[82] Chao-Yang Lu, Wei-Bo Gao, Jin Zhang, Xiao-Qi Zhou, Tao Yang és Jian-Wei Pan. „Kísérleti kvantumkódolás a qubit elvesztési hibája ellen”. Proceedings of the National Academy of Sciences 105, 11050–11054 (2008).
https:///doi.org/10.1073/pnas.0800740105

[83] Austin G. Fowler. „A qubit-szivárgás kezelése a topológiai kódokban”. Phys. Rev. A 88, 042308 (2013).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.88.042308

[84] Borisz Mihajlov Varbanov, Francesco Battistel, Brian Michael Tarasinski, Viacheslav Petrovych Ostroukh, Thomas Eugene O'Brien, Leonardo DiCarlo és Barbara Maria Terhal. „Szivárgásérzékelés transzmon-alapú felületi kódhoz”. npj Quantum Information 6, 102 (2020).
https:///doi.org/10.1038/s41534-020-00330-w

[85] F. Battistel, BM Varbanov és BM Terhal. „Hardver-hatékony szivárgáscsökkentési séma kvantumhiba-javításhoz szupravezető transzmon qubitekkel”. PRX Quantum 2, 030314 (2021).
https:///doi.org/10.1103/PRXQuantum.2.030314

[86] Natalie C. Brown és Kenneth R. Brown. „A zeeman qubitek és a hiperfinom qubitek összehasonlítása a felszíni kód összefüggésében: $^{174}mathrm{Yb}^{+}$ és $^{171}mathrm{Yb}^{+}$”. Phys. Rev. A 97, 052301 (2018).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.97.052301

[87] Yue Wu, Shimon Kolkowitz, Shruti Puri és Jeff D. Thompson. „Törlési konverzió a hibatűrő kvantumszámításhoz alkáliföldfém-rydberg atomtömbökben”. Nature Communications 13, 4657 (2022).
https://doi.org/10.1038/s41467-022-32094-6

[88] Thomas Monz, Philipp Schindler, Julio T. Barreiro, Michael Chwalla, Daniel Nigg, William A. Coish, Maximilian Harlander, Wolfgang Hänsel, Markus Hennrich és Rainer Blatt. „14 qubit összefonódás: teremtés és koherencia”. Phys. Rev. Lett. 106, 130506 (2011).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.106.130506

[89] T. Yu és JH Eberly. „Qubit szétválasztás és dekoherencia dephasing révén”. Phys. Rev. B 68, 165322 (2003).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevB.68.165322

[90] A. Bermudez, X. Xu, M. Gutiérrez, SC Benjamin és M. Müller. „A rövid távú csapdába esett ion topológiai qubitek hibatűrő védelme valósághű zajforrások mellett”. Phys. Rev. A 100, 062307 (2019).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.100.062307

[91] DA Lidar, IL Chuang és KB Whaley. „Dekoherenciamentes alterek kvantumszámításhoz”. Phys. Rev. Lett. 81, 2594-2597 (1998).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.81.2594

[92] Paul G. Kwiat, Andrew J. Berglund, Joseph B. Altepeter és Andrew G. White. „Dekoherenciamentes alterek kísérleti ellenőrzése”. Science 290, 498–501 (2000).
https:///doi.org/10.1126/science.290.5491.498

[93] Edoardo G. Carnio, Andreas Buchleitner és Manuel Gessner. „Erős aszimptotikus összefonódás többrészes kollektív dephasing alatt”. Phys. Rev. Lett. 115, 010404 (2015).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.115.010404

[94] A. Bermudez, X. Xu, R. Nigmatullin, J. O'Gorman, V. Negnevitsky, P. Schindler, T. Monz, UG Poschinger, C. Hempel, J. Home, F. Schmidt-Kaler, M. Biercuk , R. Blatt, S. Benjamin és M. Müller. „A csapdába esett ionprocesszorok előrehaladásának értékelése a hibatűrő kvantumszámítás felé”. Phys. Rev. X 7, 041061 (2017).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevX.7.041061

[95] Jarrod R. McClean, Sergio Boixo, Vadim N. Smelyanskiy, Ryan Babbush és Hartmut Neven. „Kivár fennsíkok kvantum-neurális hálózatok képzési tájain”. Nature Communications 9, 4812 (2018).
https://doi.org/10.1038/s41467-018-07090-4

[96] M. Cerezo, Akira Sone, Tyler Volkoff, Lukasz Cincio és Patrick J. Coles. „Költségfüggvénytől függő kopár platók sekély parametrizált kvantumáramkörökben”. Nature Communications 12, 1791 (2021).
https:///doi.org/10.1038/s41467-021-21728-w

[97] Zoë Holmes, Kunal Sharma, M. Cerezo és Patrick J. Coles. „Az ansatz kifejezhetőség összekapcsolása a gradiens nagyságrendekkel és a kopár fennsíkokkal”. PRX Quantum 3, 010313 (2022).
https:///doi.org/10.1103/PRXQuantum.3.010313

[98] Andrew W. Cross, David P. DiVincenzo és Barbara M. Terhal. „A kvantumhibatűrés összehasonlító kódvizsgálata”. Quantum Inf. Comput. 9, 541–572 (2009).
https:///doi.org/10.26421/QIC9.7-8-1

[99] Sebastian Ruder. „A gradiens süllyedés optimalizálási algoritmusainak áttekintése” (2017). arXiv:1609.04747.
arXiv: 1609.04747

Idézi

[1] Anna Dawid, Julian Arnold, Borja Requena, Alexander Gresch, Marcin Płodzień, Kaelan Donatella, Kim A. Nicoli, Paolo Stornati, Rouven Koch, Miriam Büttner, Robert Okuła, Gorka Muñoz-Gil, Rodrigo A. Vargas-Hernández, Alba Cervera-Lierta, Juan Carrasquilla, Vedran Dunjko, Marylou Gabrié, Patrick Huembeli, Evert van Nieuwenburg, Filippo Vicentini, Lei Wang, Sebastian J. Wetzel, Giuseppe Carleo, Eliška Greplová, Roman Krems, Florian Marquardt, Michał Tomza, Maciej Lewenstein és Alexandre Dauphin, „A gépi tanulás modern alkalmazásai kvantumtudományokban”, arXiv: 2204.04198, (2022).

[2] Abhinav Anand, Jakob S. Kottmann és Alán Aspuru-Guzik, „Kvantumtömörítés klasszikusan szimulálható áramkörökkel”, arXiv: 2207.02961, (2022).

[3] He-Liang Huang, Xiao-Yue Xu, Chu Guo, Guojing Tian, Shi-Jie Wei, Xiaoming Sun, Wan-Su Bao és Gui-Lu Long, „Near-Term Quantum Computing Techniques: Variational Quantum Algorithms, Hibacsökkentés, áramkörök összeállítása, benchmarking és klasszikus szimuláció”, arXiv: 2211.08737, (2022).

[4] Chenfeng Cao, Chao Zhang, Zipeng Wu, Markus Grassl és Bei Zeng, „Quantum variational learning for quantum error-correcting codes”, Quantum 6, 828 (2022).

[5] Gunhee Park, Joonsuk Huh és Daniel K. Park, „Változatos kvantum egyosztályú osztályozó”, Gépi tanulás: Science and Technology 4 1, 015006 (2023).

[6] Akira Sone, Naoki Yamamoto, Tharon Holdsworth és Prineha Narang, „Jarzynski-like Equality of Nonequilibrium Information Production Based on Quantum Cross Entropy”, arXiv: 2209.01761, (2022).

A fenti idézetek innen származnak SAO/NASA HIRDETÉSEK (utolsó sikeres frissítés: 2023-03-10 14:44:26). Előfordulhat, hogy a lista hiányos, mivel nem minden kiadó ad megfelelő és teljes hivatkozási adatokat.

On Crossref által idézett szolgáltatás művekre hivatkozó adat nem található (utolsó próbálkozás 2023-03-10 14:44:24).

Ez a tanulmány a Quantumban jelent meg Creative Commons Nevezd meg 4.0 International (CC BY 4.0) engedély. A szerzői jog az eredeti szerzői jog tulajdonosainál marad, például a szerzőknél vagy intézményeiknél.

SEO által támogatott tartalom és PR terjesztés. Erősödjön még ma.
Platoblockchain. Web3 metaverzum intelligencia. Felerősített tudás. Hozzáférés itt.
Forrás: https://quantum-journal.org/papers/q-2023-03-09-942/

Időbélyeg: Március 9, 2023

Kvantum hibajavítás kvantumautomatikus kódolókkal

Újra kiadta Platón

Absztrakt

Népszerű összefoglaló

► BibTeX adatok

► Referenciák

Idézi

Még több Quantum Journal

Sűrű és teljes rangú kernelek blokkkódolása hierarchikus mátrixok segítségével: alkalmazások kvantumnumerikus lineáris algebrában

A kvantumtámogató vektorgépek összetettsége

Optimális nem egyensúlyi hőmérő Markov-környezetben

Távvezérelt összefonódás-generálás

Kvantumalgoritmusok ingadozási tételekből: Hőállapot-előkészítés

Összetett mérésekkel korlátozott összefüggések

A pszeudo-differenciális operátorok hatékony kvantumblokk-kódolásáról

„Megfelelő” eltolási szabályok a zavart paraméteres kvantumevolúciók származékaihoz

A képzeletbeli idő hibatűrő Monte Carlo kvantumszimulációja

Bonyolultság és összefonódás a nem lokális számításokban és holográfiában

Kvantum soktestes heg állapotok előkészítése kvantumszámítógépeken

Rólunk

Vertical Search & Ai

Emelvény

Maradjon kapcsolatban

Fiók