1Fachbereich Physik and Dahlem Center for Complex Quantum Systems、ベルリン自由大学、Arnimallee 14、14195 ベルリン、ドイツ
2ノースイースタン大学ロンドン、デボン ハウス、セント キャサリン ドックス、ロンドン、E1W 1LP、イギリス
3Khoury College of Computer Sciences、Northeastern University、440 Huntington Avenue、202 West Village H Boston、MA 02115、USA
4NIC、DESY Zeuthen、Platanenallee 6、15738 Zeuthen、ドイツ
この論文を興味深いと思うか、議論したいですか? SciRateを引用するかコメントを残す.
抽象
オペレーター制御可能性とは、SU(N) で任意のユニタリーを実装する能力を指し、ユニバーサル量子コンピューティングの前提条件です。制御性テストを量子デバイスの設計に使用すると、外部制御の数を減らすことができます。しかし、それらの実用化は、量子ビット数による数値的努力の指数関数的なスケーリングによって妨げられています。ここでは、パラメータ化された量子回路に基づいて、量子と古典のハイブリッド アルゴリズムを考案します。制御性が独立したパラメータの数に関連していることを示します。これらのパラメータは次元表現力解析によって取得できます。最近傍結合とローカル制御を使用した量子ビット配列へのアルゴリズムの適用を例示します。私たちの研究は、量子チップのリソース効率の高い設計への体系的なアプローチを提供します。
人気の要約
ここでは、量子デバイスでの測定と古典的な計算を組み合わせたハイブリッド量子古典テストを紹介します。私たちのアルゴリズムは、論理ゲートの一部が異なるパラメーターに依存するブール回路の量子版であるパラメトリック量子回路の概念に基づいています。次元表現力分析を活用して、回路内の冗長で削除できるすべてのパラメーターを特定します。任意の量子ビット配列について、独立したパラメーターの数が元の量子システムの制御可能性を反映するようにパラメトリック量子回路を定義できることを示します。
このテストが、これらの回路を研究し、より大きな寸法に拡張できる制御可能な量子デバイスを設計するための有用なツールとなることを願っています。
►BibTeXデータ
►参照
【1] マイケル・A・ニールセンとアイザック・L・チュアン。 「量子計算と量子情報」。ケンブリッジ大学出版局。 (2010年)。
https:/ / doi.org/ 10.1017 / CBO9780511976667
【2] フィリップ・クランツ、モーテン・ケアガード、フェイ・ヤン、テリー・P・オーランド、サイモン・グスタフソン、ウィリアム・D・オリバー。 「量子エンジニアのための超伝導量子ビットガイド」。応用物理学レビュー 6 (2019)。
https:/ / doi.org/ 10.1063 / 1.5089550
【3] フアン・ホセ・ガルシア=リポル。 「超伝導回路を用いた量子情報と量子光学」。ケンブリッジ大学出版局。 (2022年)。
https:/ / doi.org/ 10.1017 / 9781316779460
【4] フェルナンド・ガゴ=エンシナス、モニカ・ライブシャー、クリスティアーネ・コッホ。 「量子ビット配列の制御性のグラフテスト: 外部制御の最小数を決定する体系的な方法」。量子科学技術 8、045002 (2023)。
https://doi.org/10.1088/2058-9565/ace1a4
【5] ドメニコ・ダレッサンドロ。 「量子制御とダイナミクスの紹介」。 CRCプレス。 (2021年)。
https:/ / doi.org/ 10.1201 / 9781003051268
【6] クリスティアーネ・P・コッホ、ウーゴ・ボスカン、トンマーソ・カラルコ、ギュンター・ディル、ステファン・フィリップ、ステファン・J・グレイザー、ロニー・コスローフ、シモーネ・モンタンジェロ、トーマス・シュルテ・ヘアブリュッヘン、ドミニク・スニー、フランク・K・ヴィルヘルム。 「量子技術における量子最適制御。ヨーロッパにおける研究の現状、ビジョン、目標に関する戦略的報告書。 EPJ量子技術9、19 (2022)。
https:/ / doi.org/ 10.1140/ epjqt/ s40507-022-00138-x
【7] ステフェン・J・グレイザー、ウーゴ・ボスカン、トンマーソ・カラルコ、クリスティアーネ・P・コッホ、ヴァルター・コッケンベルガー、ロニー・コスロフ、イリヤ・クプロフ、ブルクハルト・ルイ、ソフィー・シルマー、トーマス・シュルテ・ヘアブリュッゲン、D.スグニー、フランク・K・ヴィルヘルム。 「シュレーディンガーの猫の訓練: 量子最適制御。ヨーロッパにおける研究の現状、ビジョン、目標に関する戦略的報告書。 EPJ D 69、279 (2015)。
https:/ / doi.org/ 10.1140 / epjd / e2015-60464-1
【8] フランチェスカ・アルベルティーニとドメニコ・ダレッサンドロ。 「リー代数の構造とスピン系の制御性」。線形代数とその応用 350、213–235 (2002)。
https://doi.org/10.1016/S0024-3795(02)00290-2
【9] U. ボスカイン、M. カポニグロ、T. シャンブリオン、M. シガロッティ。 「回転する平面分子の制御に適用した、双一次シュレーディンガー方程式の制御性に関する弱いスペクトル条件」。通信数学。物理学。 311、423–455 (2012)。
https:/ / doi.org/ 10.1007 / s00220-012-1441-z
【10] ウーゴ・ボスカン、マルコ・カポニグロ、マリオ・シガロッティ。 「多入力シュレディンガー方程式: 制御性、追跡、および量子角運動量への応用」。微分方程式ジャーナル 256、3524–3551 (2014)。
https:/ / doi.org/ 10.1016/ j.jde.2014.02.004
【11] S.G.シルマー、H.フー、A.I.ソロモン。 「量子システムの完全な制御可能性」。物理学。 Rev. A 63、063410 (2001)。
https:/ / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.63.063410
【12] H・フー、S・G・シルマー、A・I・ソロモン。 「有限レベルの量子システムの完全な制御可能性」。 Journal of Physics A: 数学と一般 34、1679 (2001)。
https://doi.org/10.1088/0305-4470/34/8/313
【13] クラウディオ・アルタフィーニ。 「su(n) のルート空間分解による量子力学的システムの制御可能性」。 Journal of Mathematical Physics 43、2051–2062 (2002)。
https:/ / doi.org/ 10.1063 / 1.1467611
【14] エウジェニオ・ポッツォーリ、モニカ・ライブシャー、マリオ・シガロッティ、ウーゴ・ボスカン、クリスティアーネ・P・コッホ。 「駆動される非対称コマの回転部分系のリー代数」。 J.Phys. A: 数学です。理論。 55、215301 (2022)。
https:/ / doi.org/ 10.1088/ 1751-8121/ ac631d
【15] トーマス・シャンブリオン、パオロ・メイソン、マリオ・シガロッティ、ウーゴ・ボスケイン。 「外部場によって駆動される離散スペクトルのシュレディンガー方程式の制御可能性」。アンリ・ポアンカレ研究所紀要 C 26、329–349 (2009)。
https:/ / doi.org/ 10.1016/ j.anihpc.2008.05.001
【16] ナビレ・ブッサイド、マルコ・カポニグロ、トーマス・シャンブリオン。 「量子制御における弱結合システム」。 IEEEトランス。オートマ。コントロール 58、2205–2216 (2013)。
https:/ / doi.org/ 10.1109 / TAC.2013.2255948
【17] モニカ・ライブシャー、エウジェニオ・ポッツォーリ、クリストバル・ペレス、メラニー・シュネル、マリオ・シガロッティ、ウーゴ・ボスカン、クリスティアーネ・P・コッホ。 「縮重にもかかわらずキラル分子におけるエナンチオマー選択的状態転移の完全な量子制御」。通信物理学 5、1–16 (2022)。
https://doi.org/10.1038/s42005-022-00883-6
【18] Alberto Peruzzo、Jarrod McClean、Peter Shadbolt、Man-Hong Yung、Xiao-Qi Zhou、Peter J Love、Alán Aspuru-Guzik、Jeremy L O'brien。 「フォトニック量子プロセッサ上の変分固有値ソルバー」。 ネイチャーコミュニケーションズ 5, 4213 (2014).
https:/ / doi.org/ 10.1038 / ncomms5213
【19] ジャロッド・R・マクリーン、ジョナサン・ロメロ、ライアン・バブシュ、アラン・アスプル=グジク。 「変分ハイブリッド量子古典アルゴリズムの理論」。 New Journal of Physics 18、023023 (2016)。
https://doi.org/10.1088/1367-2630/18/2/023023
【20] ジョン・プレスキル。 「nisq時代以降の量子コンピューティング」. クォンタム 2、79 (2018)。
https://doi.org/10.22331/q-2018-08-06-79
【21] レナ・フンケ、トビアス・ハルトゥング、カール・ヤンセン、ステファン・キューン、パオロ・ストルナティ。 「パラメトリック量子回路の次元表現力解析」。クォンタム 5、422 (2021)。
https://doi.org/10.22331/q-2021-03-29-422
【22] レナ・フンケ、トビアス・ハルトゥング、カール・ヤンセン、ステファン・キューン、マヌエル・シュナイダー、パオロ・ストルナティ。 「次元表現力分析、最良近似誤差、およびパラメトリック量子回路の自動設計」 (2021)。
【23] クラウディオ・アルタフィーニ。 「su(n)のルート空間分解による量子力学系の制御可能性」。 Journal of Mathematical Physics 43、2051–2062 (2002)。
https:/ / doi.org/ 10.1063 / 1.1467611
【24] フランチェスカ・アルベルティーニとドメニコ・ダレッサンドロ。 「双線形多レベル量子システムの制御可能性の概念」。自動制御に関する IEEE トランザクション 48、1399–1403 (2003)。
https:/ / doi.org/ 10.1109 / TAC.2003.815027
【25] SGシルマー、ICHプーレン、AIソロモン。 「有限レベル量子制御システムのための動的嘘代数の同定」。 Journal of Physics A: 数学と一般 35、2327 (2002)。
https://doi.org/10.1088/0305-4470/35/9/319
【26] マルコ・セレッソ、アンドリュー・アラスミス、ライアン・バブシュ、サイモン・C・ベンジャミン、遠藤傑、藤井圭介、ジャロッド・R・マクリーン、御手洗康介、シャオ・ユアン、ルカシュ・シンシオ 他「変分量子アルゴリズム」。 Nature Reviews Physics 3、625–644 (2021)。
https://doi.org/10.1038/s42254-021-00348-9
【27] スーキン・シム、ピーター・D・ジョンソン、アラン・アスプル=グジク。 「ハイブリッド量子古典アルゴリズムのためのパラメータ化された量子回路の表現可能性ともつれ能力」。 Advanced Quantum Technologies 2、1900070 (2019)。
https:/ / doi.org/ 10.1002 / qute.201900070
【28] ルーカス・フリードリヒとヨナス・マジエロ。 「パラメータ化表現力に対する量子コスト関数の集中依存性」(2023)。
https://doi.org/10.1038/s41598-023-37003-5
【29] ジョン・M・リーとジョン・M・リー。 「滑らかな多様体」。スプリンガー。 (2012年)。
https://doi.org/10.1007/978-1-4419-9982-5_1
【30] モルテン・ケアガード、モリー・E・シュワルツ、ヨッヘン・ブラウミュラー、フィリップ・クランツ、ジョエル・I・J・ワン、サイモン・グスタフソン、ウィリアム・D・オリバー。 「超伝導量子ビット: 現状」。 Annual Review of Condensed Matter Physics 11、369–395 (2020)。
https:/ / doi.org/ 10.1146 / annurev-conmatphys-031119-050605
【31] マン・ドゥエン・チョイ。 「複雑な行列上の完全に正の線形マップ」. Linear algebra and its applications 10, 285–290 (1975)。
https://doi.org/10.1016/0024-3795(75)90075-0
【32] アンジェイ・ジャミウコフスキ。 「演算子の痕跡と正の半確定性を保持する線形変換」。 数学物理学に関するレポート 3、275–278 (1972)。
https://doi.org/10.1016/0034-4877(72)90011-0
【33] セス・ロイド、マスード・モーセニ、パトリック・レベントロスト。 「量子主成分分析」。 自然物理学 10、631–633 (2014)。
https:/ / doi.org/ 10.1038 / nphys3029
【34] ミン・ジャン、シュンロン・ルオ、双双フー。 「チャネル状態の二重性」。フィジカル レビュー A 87、022310 (2013)。
https:/ / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.87.022310
【35] アリシア・B・マガン、クリスチャン・アレンズ、マシュー・D・グレース、タク=サン・ホー、ロバート・L・コスット、ジャロッド・R・マクリーン、ハーシェル・A・ラビッツ、モハン・サロヴァール。 「パルスから回路へ、そして再びその逆へ: 変分量子アルゴリズムに関する量子最適制御の視点」。 PRX クアンタム 2、010101 (2021)。
https:/ / doi.org/ 10.1103 / PRXQuantum.2.010101
【36] ニコラス・ウィトラー、フェデリコ・ロイ、ケビン・パック、マックス・ワーニングハウス、アヌラーグ・サハ・ロイ、ダニエル・J・エッガー、ステファン・フィリップ、フランク・K・ウィルヘルム、シャイ・マクネス。 「超伝導量子ビットに適用される量子デバイスの制御、校正、特性評価のための統合ツールセット」。物理学。 Rev.Appl. 15、034080 (2021)。
https:/ / doi.org/ 10.1103 / PhysRevApplied.15.034080
【37] ジョナサン・Z・ルー、ロドリゴ・A・ブラボー、カイイン・ホウ、ゲブレメディン・A・ダグニュー、スザンヌ・F・イェリン、カディジェ・ナジャフィ。 「インタラクティブな量子古典変分アルゴリズムによる量子対称性の学習」 (2023)。
【38] アリシア・ドゥトキェヴィチ、トーマス・E・オブライエン、トーマス・シュスター。 「多体ハミルトニアン学習における量子制御の利点」(2023)。
【39] ロンシン・シアとセイバー・カイス。 「量子ビット結合クラスターは、電子構造計算のための変分量子固有ソルバー分析をシングルおよびダブルにします。」量子科学と技術 6、015001 (2020)。
https:/ / doi.org/ 10.1088/ 2058-9565/ abbc74
【40] Abhinav Kandala、Antonio Mezzacapo、Kristan Temme、Maika Takita、Markus Brink、Jerry M Chow、JayMGambetta。 「小分子および量子磁石用のハードウェア効率の高い変分量子固有値ソルバー」。 Nature 549、242–246(2017)。
https:/ / doi.org/ 10.1038 / nature23879
【41] ポーリン・J・オリトロート、アレクサンダー・ミーセン、イヴァーノ・タヴェルネッリ。 「分子量子力学: 量子コンピューティングの視点」。 Accounts of Chemical Research 54、4229–4238 (2021)。
https:/ / doi.org/ 10.1021/ acs.accounts.1c00514
によって引用
取得できませんでした クロスリファレンス被引用データ 最終試行中2023-12-21 12:25:23:10.22331 / q-2023-12-21-1214の被引用データをCrossrefから取得できませんでした。 DOIが最近登録された場合、これは正常です。 オン SAO / NASA ADS 作品の引用に関するデータは見つかりませんでした(最後の試行2023-12-21 12:25:23)。
この論文は、 Creative Commons Attribution 4.0 International(CC BY 4.0) ライセンス。 著作権は、著者やその機関などの元の著作権者にあります。
- SEO を活用したコンテンツと PR 配信。 今日増幅されます。
- PlatoData.Network 垂直生成 Ai。 自分自身に力を与えましょう。 こちらからアクセスしてください。
- プラトアイストリーム。 Web3 インテリジェンス。 知識増幅。 こちらからアクセスしてください。
- プラトンESG。 カーボン、 クリーンテック、 エネルギー、 環境、 太陽、 廃棄物管理。 こちらからアクセスしてください。
- プラトンヘルス。 バイオテクノロジーと臨床試験のインテリジェンス。 こちらからアクセスしてください。
- 情報源: https://quantum-journal.org/papers/q-2023-12-21-1214/
- :は
- :not
- :どこ
- ][p
- $UP
- 001
- 1
- 10
- 11
- 12
- 13
- 14
- 視聴者の38%が
- 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
- 視聴者の38%が
- 350
- 36
- 39
- 40
- 41
- 43
- 54
- 58
- 7
- 72
- 75
- 8
- 87
- 9
- a
- 能力
- 抽象
- アクセス
- アカウント
- 達成する
- 高度な
- 利点
- 所属
- 再び
- AI
- AL
- アレクサンダー
- アルゴリズム
- アルゴリズム
- すべて
- an
- 分析
- および
- アンドルー
- 角度の
- 毎年恒例の
- どれか
- 申し込み
- 適用された
- アプローチ
- です
- 配列
- AS
- 試み
- 著者
- 著者
- 自動化
- オートマチック
- 大通り
- b
- バック
- ベース
- BE
- になる
- ベンジャミン
- ベルリン
- 越えて
- ボストン
- ブラボー
- ブレーク
- 瀬戸際
- by
- ケンブリッジ
- 缶
- 機能
- CAT
- センター
- 変化する
- 化学物質
- チップ
- チャウ
- クリスチャン
- 引用
- クラスタ
- カレッジ
- 組み合わせ
- 交信
- コメント
- コモンズ
- 通信部
- 複雑な
- コンポーネント
- 計算
- コンピュータ
- コンピューティング
- 濃度
- コンセプト
- 物性
- 条件
- コントロール
- controls
- 著作権
- 費用
- 可能性
- カウンターパート
- 結合しました
- CRC
- 電流プローブ
- 現在の状態
- Daniel Mölk
- データ
- 12月
- 定義済みの
- それ
- 決まる
- 依存関係
- 設計
- 設計
- 設計
- デザイン
- にもかかわらず
- 決定する
- 決定
- デバイス
- Devices
- 考案する
- 異なります
- 大きさ
- 話し合います
- 二重
- ドリブン
- 間に
- ダイナミクス
- e
- E&T
- 努力
- エレクトロニック
- エンジニア
- 方程式
- 時代
- エラー
- 本質的な
- エーテル(ETH)
- ヨーロッパ
- あらゆる
- 指数関数
- 外部
- フェデリコ
- FEI
- 少数の
- フィールド
- フィールズ
- もう完成させ、ワークスペースに掲示しましたか?
- 発見
- 率直な
- から
- fu
- function
- ゲイツ
- 目標
- 目標
- 猶予期間
- 成長する
- ガイド
- ハーバード
- 助けます
- こちら
- ホルダー
- 希望
- お家の掃除
- しかしながら
- HTTPS
- ハンティントン
- ハイブリッド
- ハイブリッド量子クラシック
- i
- 識別する
- IEEE
- if
- 画像
- 実装する
- 重要
- in
- 独立しました
- 情報
- 機関
- 相互作用的
- 興味深い
- 世界全体
- IT
- ITS
- JavaScriptを
- ジョエル
- John Redfern
- ジョンソン
- ジョナサン
- ジャーナル
- ジョン
- カール
- コッホ
- より大きい
- 姓
- 層
- 学習
- コメントを残す
- リー
- 活用します
- ライセンス
- リー
- リンク
- ローカル
- ロジック
- ロンドン
- 愛
- マグネット
- ゲレンデマップ
- マルコ
- マリオ
- 石工
- math
- 数学的
- 問題
- マシュー
- マックス
- 最大幅
- マクリーン
- 測定結果
- 機械的な
- メラニ
- Michael Liebreich
- 分
- 最小
- 分子
- 弾み
- 月
- 自然
- 新作
- ニコラス
- いいえ
- ノイズ
- 通常の
- 東北大学
- 数
- 得
- of
- オリバー
- on
- 開いた
- 操作
- オペレータ
- 演算子
- 光学
- 最適な
- or
- オリジナル
- オーランド
- 私たちの
- パック
- ページ
- ポール
- 紙素材
- パラメータ
- パトリック
- 視点
- Peter Bauman
- 物理的な
- 物理学
- プラトン
- プラトンデータインテリジェンス
- プラトデータ
- プレイ
- 正の
- 可能
- :
- 実用的
- 現在
- 校長
- プロセッサ
- 財産
- 提供します
- は、大阪で
- 公表
- 出版社
- 量子
- 量子アルゴリズム
- 量子コンピューティング
- 量子情報
- 量子光学
- 量子システム
- キュービット
- キュビット
- R
- 実現する
- 最近
- 減らします
- リファレンス
- 指し
- 反映
- 登録された
- 残っている
- 削除済み
- レポート
- レポート
- 必要
- 研究
- レビュー
- レビュー
- ROBERT
- ルート
- ロイ
- Ryan Tan
- s
- スケーリング
- 科学
- 科学技術
- 科学
- セッションに
- SG
- 表示する
- YES
- サイモン
- から
- 小さい
- 一部
- ソース
- スペース
- スペクトル
- スピン
- 都道府県
- Status:
- ステファン
- 戦略的
- 構造
- 勉強
- そのような
- システム
- T
- 取り
- テクノロジー
- テクノロジー
- 伝える
- test
- テスト
- テスト
- それ
- アプリ環境に合わせて
- 理論
- ボーマン
- この
- 時間
- 役職
- 〜へ
- ツール
- top
- トレース
- 追跡
- トランス
- 取引
- 転送
- 変換
- 下
- ユナイテッド
- ユニバーサル
- 大学
- URL
- us
- つかいます
- 中古
- 、
- 村
- ビジョン
- ボリューム
- 王
- 欲しいです
- ました
- 仕方..
- we
- ウェスト
- かどうか
- which
- 意志
- ウィリアム
- 仕事
- 作品
- シャオ
- 年
- 元
- ゼファーネット