Algoritm cuantic paralel pentru simularea hamiltoniană

Algoritm cuantic paralel pentru simularea hamiltoniană

Marca temporală: 15 ianuarie 2024 6:33
Nodul sursă: 3063814

Zhicheng Zhang1,2, Qisheng Wang3,4, și Mingsheng Ying5,4

1Centrul pentru software și informație cuantică, Universitatea de Tehnologie din Sydney, Sydney, Australia
2Universitatea din Academia Chineză de Științe, Beijing, China
3Școala Absolventă de Matematică, Universitatea Nagoya, Nagoya, Japonia
4Departamentul de Informatică și Tehnologie, Universitatea Tsinghua, Beijing, China
5State Key Laboratory of Computer Science, Institutul de Software, Academia Chineză de Științe, Beijing, China

Găsiți această lucrare interesant sau doriți să discutați? Scite sau lasă un comentariu la SciRate.

Abstract

Studiem modul în care paralelismul poate accelera simularea cuantică. Este propus un algoritm cuantic paralel pentru simularea dinamicii unei clase mari de hamiltonieni cu structuri rare, numite hamiltonieni cu structura uniformă, inclusiv diverși hamiltonieni de interes practic, cum ar fi hamiltonienii locali și sumele Pauli. Având în vedere accesul oracolului la Hamiltonianul rar țintă, atât în ​​complexitatea interogării, cât și în complexitatea porții, timpul de rulare al algoritmului nostru de simulare cuantică paralelă măsurat prin adâncimea circuitului cuantic are o dependență dublă (poli-)logaritmică $operatorname{polylog}log(1/ epsilon)$ pe precizia simulării $epsilon$. Aceasta prezintă o $textit{îmbunătățire exponențială}$ față de dependența $operatorname{polylog}(1/epsilon)$ a algoritmului de simulare Hamiltonian rar optim anterior fără paralelism. Pentru a obține acest rezultat, introducem o nouă noțiune de mers cuantic paralel, bazată pe mersul cuantic al lui Childs. Evoluția țintă unitară este aproximată printr-o serie Taylor trunchiată, care se obține prin combinarea acestor plimbări cuantice în mod paralel. Se stabilește o limită inferioară $Omega(log log (1/epsilon))$, arătând că dependența $epsilon$ a adâncimii porții atinsă în această lucrare nu poate fi îmbunătățită semnificativ.
Algoritmul nostru este aplicat la simularea a trei modele fizice: modelul Heisenberg, modelul Sachdev-Ye-Kitaev și un model de chimie cuantică în a doua cuantizare. Prin calculul explicit al complexității porții pentru implementarea oracolelor, arătăm că pe toate aceste modele, adâncimea totală a porții a algoritmului nostru are o dependență $operatorname{polylog}log(1/epsilon)$ în setarea paralelă.

► Date BibTeX

► Referințe

[1] Richard P. Feynman. „Simularea fizicii cu computerele”. Jurnalul Internațional de Fizică Teoretică 21, 467–488 (1982).
https: / / doi.org/ 10.1007 / BF02650179

[2] Seth Lloyd. „Simulatoare cuantice universale”. Science 273, 1073–1078 (1996).
https: / / doi.org/ 10.1126 / science.273.5278.1073

[3] Andrew M. Childs, Robin Kothari și Rolando D. Somma. „Algoritm cuantic pentru sisteme de ecuații liniare cu dependență îmbunătățită exponențial de precizie”. SIAM Journal on Computing 46, 1920–1950 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1137 / 16M1087072

[4] Joran van Apeldoorn, András Gilyén, Sander Gribling și Ronald de Wolf. „Rezolvatoare cuantice SDP: limite superioare și inferioare mai bune”. Quantum 4, 230 (2020).
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2020-02-14-230

[5] Edward Farhi, Jeffrey Goldstone și Sam Gutmann. „Un algoritm de optimizare cuantică aproximativă” (2014). arXiv:1411.4028.
arXiv: 1411.4028

[6] Shantanav Chakraborty, András Gilyén și Stacey Jeffery. „Puterea puterilor matricei codificate în bloc: tehnici de regresie îmbunătățite prin simulare hamiltoniană mai rapidă”. În Proceedings of the 46th International Colocvium on Automata, Languages, and Programming (ICALP '19). Volumul 132, paginile 33:1–33:14. (2019).
https: / / doi.org/ 10.4230 / LIPIcs.ICALP.2019.33

[7] Guang Hao Low și Isaac L. Chuang. „Simularea hamiltoniană prin qubitizare”. Quantum 3, 163 (2019).
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2019-07-12-163

[8] Andrew M. Childs. „Despre relația dintre mersul cuantic în timp continuu și discret”. Communications in Mathematical Physics 294, 581–603 (2009).
https:/​/​doi.org/​10.1007/​s00220-009-0930-1

[9] Dominic W. Berry și Andrew M. Childs. „Simularea hamiltoniană cu cutie neagră și implementarea unitară”. Quantum Information & Computation 12, 29–62 (2012).
https: / / doi.org/ 10.26421 / QIC12.1-2-4

[10] Dominic W. Berry, Andrew M. Childs și Robin Kothari. „Simulare hamiltoniană cu dependență aproape optimă de toți parametrii”. În Proceedings of the 56th Annual IEEE Symposium on Foundations of Computer Science (FOCS '15). Paginile 792–809. (2015).
https: / / doi.org/ 10.1109 / FOCS.2015.54

[11] Lucas Lamata, Adrian Parra-Rodriguez, Mikel Sanz și Enrique Solano. „Simulări cuantice digital-analogice cu circuite supraconductoare”. Progrese în fizică: X 3, 1457981 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1080 / 23746149.2018.1457981

[12] Dorit Aharov și Amnon Ta-Șma. „Generarea stării cuantice adiabatice”. SIAM Journal on Computing 37, 47–82 (2007).
https: / / doi.org/ 10.1137 / 060648829

[13] Dominic W. Berry, Graeme Ahokas, Richard Cleve și Barry C. Sanders. „Algoritmi cuantici eficienți pentru simularea hamiltonienilor rare”. 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 și Barry C. Sanders. „Descompoziții de ordin superior ale exponențialelor operatorilor ordonate”. Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical 43, 065203 (2010).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1751-8113/​43/​6/​065203

[15] Andrew M. Childs și Robin Kothari. „Simularea hamiltonienilor rare cu descompuneri de stele”. În Teoria calculului cuantic, comunicării și criptografiei (TQC '10). Paginile 94–103. Springer Berlin Heidelberg (2011).
https:/​/​doi.org/​10.1007/​978-3-642-18073-6_8

[16] Andrew M. Childs și Nathan Wiebe. „Simularea hamiltoniană folosind combinații liniare de operații unitare”. Quantum Information & Computation 12, 901–924 (2012).
https: / / doi.org/ 10.26421 / QIC12.11-12-1

[17] Guang Hao Low, Vadym Kliuchnikov și Nathan Wiebe. „Simulare hamiltoniană multiprodus bine condiționată” (2019). arXiv:1907.11679.
arXiv: 1907.11679

[18] Andrew M. Childs și Yuan Su. „Simularea rețelei aproape optimă prin formule de produs”. Physical Review Letters 123, 050503 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.123.050503

[19] Earl Campbell. „Compilator aleatoriu pentru simularea rapidă hamiltoniană”. Physical Review Letters 123, 070503 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.123.070503

[20] Andrew M. Childs, Aaron Ostrander și Yuan Su. „Simulare cuantică mai rapidă prin randomizare”. Quantum 3, 182 (2019).
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2019-09-02-182

[21] Yingkai Ouyang, David R. White și Earl T. Campbell. „Compilare prin sparsificare hamiltoniană stocastică”. Quantum 4, 235 (2020).
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2020-02-27-235

[22] Chi-Fang Chen, Hsin-Yuan Huang, Richard Kueng și Joel A. Tropp. „Concentrație pentru formule ale produselor aleatorii”. PRX Quantum 2, 040305 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PRXQuantum.2.040305

[23] Yuan Su, Hsin-Yuan Huang și Earl T. Campbell. „Troterizarea aproape strânsă a electronilor care interacționează”. Quantum 5, 495 (2021).
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2021-07-05-495

[24] Paul K. Faehrmann, Mark Steudtner, Richard Kueng, Mária Kieferová și Jens Eisert. „Randomizarea formulelor cu mai multe produse pentru o simulare Hamiltoniană îmbunătățită”. Quantum 6, 806 (2022).
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2022-09-19-806

[25] Matthew Hagan și Nathan Wiebe. „Simulări cuantice compozite”. Quantum 7, 1181 (2023).
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2023-11-14-1181

[26] Chien Hung Cho, Dominic W. Berry și Min-Hsiu Hsieh. „Dublarea ordinii de aproximare prin formula produsului randomizat” (2022). arXiv:2210.11281.
arXiv: 2210.11281

[27] Guang Hao Low, Yuan Su, Yu Tong și Minh C. Tran. „Complexitatea implementării pașilor Trotter”. PRX Quantum 4, 020323 (2023).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PRXQuantum.4.020323

[28] Pei Zeng, Jinzhao Sun, Liang Jiang și Qi Zhao. „Simulare hamiltoniană simplă și de înaltă precizie prin compensarea erorii Trotter cu o combinație liniară de operații unitare” (2022). arXiv:2212.04566.
arXiv: 2212.04566

[29] Gumaro Rendon, Jacob Watkins și Nathan Wiebe. „Scalarea erorilor îmbunătățită pentru simulările Trotter prin extrapolare” (2022). arXiv:2212.14144.
arXiv: 2212.14144

[30] Dominic W. Berry, Andrew M. Childs, Richard Cleve, Robin Kothari și Rolando D. Somma. „Simularea dinamicii hamiltoniene cu o serie Taylor trunchiată”. 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 și Rolando D. Somma. „Îmbunătățirea exponențială a preciziei pentru simularea hamiltonienilor rare”. În Proceedings of the 46th Annual ACM SIGACT Symposium on Theory of Computing (STOC '14). Paginile 283–292. (2014).
https: / / doi.org/ 10.1145 / 2591796.2591854

[32] Robin Kothari. „Algoritmi eficienți în complexitatea interogărilor cuantice”. Teză de doctorat. Universitatea din Waterloo. (2014). url: http://​/​hdl.handle.net/​10012/​8625.
http: / / hdl.handle.net/ 10012 / 8625

[33] Aram W. Harrow, Avinatan Hassidim și Seth Lloyd. „Algoritm cuantic pentru sisteme liniare de ecuații”. Physical Review Letters 103, 150502 (2009).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.103.150502

[34] Guang Hao Low, Theodore J. Yoder și Isaac L. Chuang. „Metodologia porților cuantice compozite echiunghiulare rezonante”. Physical Review X 6, 041067 (2016).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.6.041067

[35] Guang Hao Low și Isaac L. Chuang. „Simulare Hamiltoniană optimă prin procesarea semnalului cuantic”. Physical Review Letters 118, 010501 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.118.010501

[36] András Gilyén, Yuan Su, Guang Hao Low și Nathan Wiebe. „Transformarea cuantică a valorii singulare și nu numai: îmbunătățiri exponențiale pentru aritmetica matricei cuantice”. În Proceedings of the 51th Annual ACM SIGACT Symposium on Theory of Computing (STOC '19). Pagina 193–204. (2019).
https: / / doi.org/ 10.1145 / 3313276.3316366

[37] Jeongwan Haah, Matthew B. Hastings, Robin Kothari și Guang Hao Low. „Algoritm cuantic pentru simularea evoluției în timp real a hamiltonienilor latice”. SIAM Journal on Computing 0, FOCS18–250–FOCS18–284 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1137 / 18M1231511

[38] Guang Hao Low și Nathan Wiebe. „Simularea hamiltoniană în imaginea de interacțiune” (2019). arXiv:1805.00675.
arXiv: 1805.00675

[39] Guang Hao Low. „Simulare hamiltoniană cu dependență aproape optimă de norma spectrală”. În Proceedings of the 51th Annual ACM SIGACT Symposium on Theory of Computing (STOC '19). Paginile 491–502. (2019).
https: / / doi.org/ 10.1145 / 3313276.3316386

[40] John M. Martyn, Yuan Liu, Zachary E. Chin și Isaac L. Chuang. „Algoritmi eficienți de procesare a semnalului cuantic complet coerenți pentru simularea dinamicii în timp real”. 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 și Andrew M. Childs. „Simulare hamiltoniană cu intrări aleatorii”. Physical Review Letters 129, 270502 (2022).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.129.270502

[42] Richard Cleve și John Watrous. „Circuite paralele rapide pentru transformarea cuantică Fourier”. În Proceedings of the 41th Annual IEEE Symposium on Foundations of Computer Science (FOCS '00). Paginile 526–536. (2000).
https: / / doi.org/ 10.1109 / SFCS.2000.892140

[43] Peter W. Shor. „Algoritmi pentru calculul cuantic: logaritmi discreti și factoring”. În Proceedings of the 35th Annual IEEE Symposium on Foundations of Computer Science (FOCS '94). Paginile 124–134. (1994).
https: / / doi.org/ 10.1109 / SFCS.1994.365700

[44] Paul Pham și Krysta M. Svore. „O arhitectură cuantică 2D cu cel mai apropiat vecin pentru factorizarea profunzimii polilogaritmice”. Quantum Information & Computation 13, 937–962 (2013).
https: / / doi.org/ 10.26421 / QIC13.11-12-3

[45] Martin Rötteler și Rainer Steinwandt. „Un circuit cuantic pentru a găsi logaritmi discreti pe curbe eliptice binare obișnuite în adâncime ${O}(log^2 n)$”. Quantum Information & Computation 14, 888–900 (2014).
https: / / doi.org/ 10.26421 / QIC14.9-10-11

[46] Lov K. Grover. „Un algoritm mecanic cuantic rapid pentru căutarea în baze de date”. În Proceedings of the 28th Annual ACM SIGACT Symposium on Theory of Computing (STOC '96). Paginile 212–219. (1996).
https: / / doi.org/ 10.1145 / 237814.237866

[47] Christof Zalka. „Algoritmul de căutare cuantică al lui Grover este optim”. Revista fizică A 60, 2746–2751 (1999).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.60.2746

[48] Robert M. Gingrich, Colin P. Williams și Nicolas J. Cerf. „Căutare cuantică generalizată cu paralelism”. Physical Review A 61, 052313 (2000).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.61.052313

[49] Lov K. Grover și Jaikumar Radhakrishnan. „Căutare cuantică pentru mai multe elemente folosind interogări paralele” (2004). arXiv:quant-ph/​0407217.
arXiv: Quant-ph / 0407217

[50] Stacey Jeffery, Frédéric Magniez și Ronald de Wolf. „Algoritmi optimi de interogare cuantică paralelă”. Algorithmica 79, 509–529 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1007 / s00453-016-0206-z

[51] Paul Burchard. „Margini inferioare pentru numărarea cuantică paralelă” (2019). arXiv:1910.04555.
arXiv: 1910.04555

[52] Tudor Giurgica-Tiron, Iordanis Kerenidis, Farrokh Labib, Anupam Prakash și William Zeng. „Algoritmi de adâncime mică pentru estimarea amplitudinii cuantice”. Quantum 6, 745 (2022).
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2022-06-27-745

[53] Frederic Green, Steven Homer și Christopher Pollett. „Despre complexitatea ACC cuantică”. În Proceedings, a 15-a Conferință anuală IEEE privind complexitatea computațională (CCC '00). Paginile 250–262. (2000).
https: / / doi.org/ 10.1109 / CCC.2000.856756

[54] Cristopher Moore și Martin Nilsson. „Calcul cuantic paralel și codurile cuantice”. SIAM Journal on Computing 31, 799–815 (2002).
https: / / doi.org/ 10.1137 / S0097539799355053

[55] Frederic Green, Steven Homer, Cristopher Moore și Christopher Pollett. „Numărarea, fanout și complexitatea ACC cuantică”. Quantum Information & Computation 2, 35–65 (2002).
https: / / doi.org/ 10.26421 / QIC2.1-3

[56] Barbara M. Terhal și David P. DiVincenzo. „Calcul cuantic adaptiv, circuite cuantice cu adâncime constantă și jocuri Arthur-Merlin”. Quantum Information & Computation 4, 134–145 (2004).
https: / / doi.org/ 10.26421 / QIC4.2-5

[57] Stephen Fenner, Frederic Green, Steven Homer și Yong Zhang. „Margini ale puterii circuitelor cuantice cu adâncime constantă”. În Proceedings of the 15th International Conference on Fundamentals of Computation Theory (FCT '05). Paginile 44–55. (2005).
https: / / doi.org/ 10.1007 / 11537311_5

[58] Peter Høyer și Robert Špalek. „Fan-out-ul cuantic este puternic”. Theory of Computing 1, 81–103 (2005).
https: / / doi.org/ 10.4086 / toc.2005.v001a005

[59] Debajyoti Bera, Frederic Green și Steven Homer. „Circuite cuantice de adâncime mică”. SIGACT News 38, 35–50 (2007).
https: / / doi.org/ 10.1145 / 1272729.1272739

[60] Yasuhiro Takahashi și Seiichiro Tani. „Prăbușirea ierarhiei circuitelor cuantice exacte cu adâncime constantă”. Computational Complexity 25, 849–881 (2016).
https:/​/​doi.org/​10.1007/​s00037-016-0140-0

[61] Matthew Coudron și Sanketh Menda. „Calculele cu profunzime cuantică mai mare sunt strict mai puternice (în raport cu un oracol)”. În Proceedings of the 52th Annual ACM SIGACT Symposium on Theory of Computing (STOC '20). Paginile 889–901. (2020).
https: / / doi.org/ 10.1145 / 3357713.3384269

[62] Nai-Hui Chia, Kai-Min Chung și Ching-Yi Lai. „Despre nevoia unei adâncimi cuantice mari”. Jurnalul ACM 70 (2023).
https: / / doi.org/ 10.1145 / 3570637

[63] Jiaqing Jiang, Xiaoming Sun, Shang-Hua Teng, Bujiao Wu, Kewen Wu și Jialin Zhang. „Compartimentul optim spațiu-adâncime al circuitelor CNOT în sinteza logicii cuantice”. În Proceedings of the 31th Annual ACM SIAM Symposium on Discrete Algorithms (SODA '20). Paginile 213–229. (2020).
https: / / doi.org/ 10.1137 / 1.9781611975994.13

[64] Sergey Bravyi, David Gosset și Robert König. „Avantaj cuantic cu circuite superficiale”. Science 362, 308–311 (2018).
https://​/​doi.org/​10.1126/​science.aar3106

[65] Adam Bene Watts, Robin Kothari, Luke Schaeffer și Avishay Tal. „Separarea exponențială între circuitele cuantice superficiale și circuitele clasice superficiale nelimitate de ventilator”. În Proceedings of the 51th Annual ACM SIGACT Symposium on Theory of Computing (STOC '19). Paginile 515–526. (2019).
https: / / doi.org/ 10.1145 / 3313276.3316404

[66] François Le Gall. „Avantaj cuantic mediu cu circuite superficiale”. În Proceedings of the 34th Computational Complexity Conference (CCC '19). Paginile 1–20. (2019).
https: / / doi.org/ 10.4230 / LIPIcs.CCC.2019.21

[67] Sergey Bravyi, David Gosset, Robert König și Marco Tomamichel. „Avantaj cuantic cu circuite superficiale zgomotoase”. Nature Physics 16, 1040–1045 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1038 / s41567-020-0948-z

[68] Yihui Quek, Mark M. Wilde și Eneet Kaur. „Estimarea urmelor multivariate în adâncime cuantică constantă” Quantum, 8 (2024).
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2024-01-10-1220

[69] Richard Jozsa. „O introducere în calculul cuantic bazat pe măsurare” (2005). arXiv:quant-ph/​0508124.
arXiv: Quant-ph / 0508124

[70] Anne Broadbent și Elham Kashefi. „Paralelizarea circuitelor cuantice”. Teoretic Computer Science 410, 2489–2510 (2009).
https: / / doi.org/ 10.1016 / j.tcs.2008.12.046

[71] Dan Browne, Elham Kashefi și Simon Perdrix. „Complexitatea profunzimii de calcul a calculului cuantic bazat pe măsurare”. În Teoria calculului cuantic, comunicării și criptografiei (TQC '10). Volumul 6519, paginile 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 și Mark Stather. „Calcul cuantic distribuit eficient”. 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 și Yuan Feng. „Un limbaj algebric pentru calculul cuantic distribuit”. IEEE Transactions on Computers 58, 728–743 (2009).
https: / / doi.org/ 10.1109 / TC.2009.13

[74] Mingsheng Ying, Li Zhou și Yangjia Li. „Raționament despre programele cuantice paralele” (2019). arXiv:1810.11334.
arXiv: 1810.11334

[75] Rahul Nandkishore și David A. Huse. „Localizarea și termalizarea mai multor corpuri în mecanica statistică cuantică”. Revizuirea anuală a fizicii materiei condensate 6, 15–38 (2015).
https: / / doi.org/ 10.1146 / annurev-conmatphys-031214-014726

[76] David J. Luitz, Nicolas Laflorencie și Fabien Alet. „Marginea de localizare a mai multor corpuri în lanțul Heisenberg cu câmp aleatoriu”. Revista fizică B 91, 081103 (2015).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevB.91.081103

[77] Andrew M. Childs, Dmitri Maslov, Yunseong Nam, Neil J. Ross și Yuan Su. „Spre prima simulare cuantică cu accelerare cuantică”. Proceedings of the National Academy of Sciences 115, 9456–9461 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1073 / pnas.1801723115

[78] Subir Sachdev și Jinwu Ye. „Starea fundamentală de spin-fluid fără întrerupere într-un magnet Heisenberg cuantic aleatoriu”. Physical Review Letters 70, 3339–3342 (1993).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.70.3339

[79] Alexei Y. Kitaev. „Un model simplu de holografie cuantică”. Discuții la KITP, 7 aprilie 2015 și 27 mai 2015.

[80] Juan Maldacena și Douglas Stanford. „Observații asupra modelului Sachdev-Ye-Kitaev”. Physical Review 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 și Enrique Solano. „Simularea cuantică digitală a minimului 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 și Alán Aspuru-Guzik. „Introducere în algoritmii cuantici pentru fizică și chimie”. În progrese în fizica chimică. Paginile 67–106. John Wiley & Sons, Inc. (2014).
https: / / doi.org/ 10.1002 / 9781118742631.ch03

[83] Bela Bauer, Sergey Bravyi, Mario Motta și Garnet Kin-Lic Chan. „Algoritmi cuantici pentru chimia cuantică și știința materialelor cuantice”. 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 și Alán Aspuru-Guzik. „Simulare cuantică exponențială mai precisă a fermionilor în a doua cuantizare”. New Journal of Physics 18, 033032 (2016).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​18/​3/​033032

[85] Ryan Babbush, Dominic W. Berry și Hartmut Neven. „Simularea cuantică a modelului Sachdev-Ye-Kitaev prin qubitizare asimetrică”. Physical Review 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 și Alán Aspuru-Guzik. „Simulare cuantică exponențială mai precisă a fermionilor în reprezentarea interacțiunii de configurare”. 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 și Garnet Kin-Lic Chan. „Simularea cuantică la adâncime mică a materialelor”. Physic Review 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 și Ryan Babbush. „Simularea cuantică a structurii electronice cu adâncime liniară și conectivitate”. Physical Review Letters 120, 110501 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.120.110501

[89] Ryan Babbush, Dominic W. Berry, Jarrod R. McClean și Hartmut Neven. „Simularea cuantică a chimiei cu scalare subliniară în dimensiunea bazei”. 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 și Ryan Babbush. „Qubitizarea chimiei cuantice bazate pe bază arbitrară, exploatând dispersitatea și factorizarea de rang scăzut”. Quantum 3, 208 (2019).
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2019-12-02-208

[91] Charles H. Bennett. „Reversibilitatea logică a calculului”. IBM Journal of Research and Development 17, 525–532 (1973).
https: / / doi.org/ 10.1147 / rd.176.0525

[92] Michael A. Nielsen și Isaac L. Chuang. „Calcul cuantic și informații cuantice: ediția a 10-a aniversare”. Cambridge University Press. (2010).
https: / / doi.org/ 10.1017 / CBO9780511976667

[93] Lov K. Grover și Terry Rudolph. „Crearea de suprapoziții care corespund distribuțiilor de probabilitate integrabile eficient” (2002). arXiv:quant-ph/​0208112.
arXiv: Quant-ph / 0208112

[94] Yosi Atia și Dorit Aharonov. „Avanzare rapidă a hamiltonienilor și măsurători precise exponențial”. Nature Communications 8 (2017).
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41467-017-01637-7

[95] Shouzhen Gu, Rolando D. Somma și Burak Şahinoğlu. „Evoluție cuantică cu avansare rapidă”. Quantum 5, 577 (2021).
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2021-11-15-577

[96] Frédéric Magniez, Ashwin Nayak, Jérémie Roland și Miklos Santha. „Căutare prin mers cuantic”. SIAM Journal on Computing 40, 142–164 (2011).
https: / / doi.org/ 10.1137 / 090745854

[97] Xiao-Ming Zhang, Tongyang Li și Xiao Yuan. „Pregătirea stării cuantice cu adâncime optimă a circuitului: implementări și aplicații”. Physical Review Letters 129, 230504 (2022).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.129.230504

[98] Xiaoming Sun, Guojing Tian, ​​Shuai Yang, Pei Yuan și Shengyu Zhang. „Adâncimea circuitului optimă asimptotic pentru pregătirea stării cuantice și sinteza unitară generală”. 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. „Interogare și limite superioare de profunzime pentru unitățile cuantice prin căutarea Grover” (2021). arXiv:2111.07992.
arXiv: 2111.07992

[100] Pei Yuan și Shengyu Zhang. „Pregătirea optimă (controlată) a stării cuantice și sinteza unitară îmbunătățită prin circuite cuantice cu orice număr de qubiți auxiliari”. 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 și Yu-Ching Shen. „Despre imposibilitatea redirecționării rapide paralele generale a simulării hamiltoniene”. În Proceedings of Conference on Proceedings of the 38th Computational Complexity Conference (CCC '23). Paginile 1–45. (2023).
https: / / doi.org/ 10.4230 / LIPIcs.CCC.2023.33

[102] Mihir Bellare și Phillip Rogaway. „Oracolele aleatorii sunt practice: o paradigmă pentru proiectarea protocoalelor eficiente”. În Proceedings of the 1st ACM Conference on Computer and Communications Security (CCC '93). Paginile 62–73. (1993).
https: / / doi.org/ 10.1145 / 168588.168596

[103] Dan Boneh, Özgür Dagdelen, Marc Fischlin, Anja Lehmann, Christian Schaffner și Mark Zhandry. „Oracole aleatorii într-o lume cuantică”. În Proceedings of the 17th International Conference on theory and Application of Criptology and Information Security. Paginile 41–69. (2011).
https:/​/​doi.org/​10.1007/​978-3-642-25385-0_3

[104] Seth Lloyd. „Feedback cuantic coerent”. Physical Review A 62, 022108 (2000).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.62.022108

[105] John Gough și Matthew R. James. „Produsul de serie și aplicarea acestuia la rețelele de feedforward și feedback cuantice”. IEEE Transactions on Automatic Control 54, 2530–2544 (2009).
https: / / doi.org/ 10.1109 / TAC.2009.2031205

[106] Qisheng Wang, Riling Li și Mingsheng Ying. „Verificarea echivalenței circuitelor cuantice secvențiale”. IEEE Transactions on Computer-Aided Design of Integrated Circuits and Systems 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 și Seth Lloyd. „Avantaj cuantic pentru analiza ecuațiilor diferențiale”. Physical Review A 105, 022415 (2022).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.105.022415

[108] Dominic W. Berry, Andrew M. Childs, Aaron Ostrander și Guoming Wang. „Algoritm cuantic pentru ecuații diferențiale liniare cu dependență îmbunătățită exponențial de precizie”. Communications in Mathematical Physics 365, 1057–1081 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1007 / s00220-017-3002-y

[109] Mária Kieferová, Artur Scherer și Dominic W. Berry. „Simularea dinamicii hamiltonienilor dependenți de timp cu o serie Dyson trunchiată”. Physical Review A 99, 042314 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.99.042314

[110] Dominic W. Berry, Andrew M. Childs, Yuan Su, Xin Wang și Nathan Wiebe. „Simulare hamiltoniană dependentă de timp cu scalare ${L}^{1}$-normă”. Quantum 4, 254 (2020).
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2020-04-20-254

[111] Yi-Hsiang Chen, Amir Kalev și Itay Hen. „Algoritm cuantic pentru simularea hamiltoniană dependentă de timp prin extinderea permutării”. PRX Quantum 2, 030342 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PRXQuantum.2.030342

[112] András Gilyén, Srinivasan Arunachalam și Nathan Wiebe. „Optimizarea algoritmilor de optimizare cuantică printr-un calcul mai rapid al gradientului cuantic”. În Proceedings of the 30th Annual ACM SIAM Symposium on Discrete Algorithms (SODA '19). Paginile 1425–1444. (2019).
https: / / doi.org/ 10.1137 / 1.9781611975482.87

[113] Iordanis Kerenidis și Anupam Prakash. „O metodă cuantică a punctului interior pentru LP și SDP”. Tranzacții ACM pe calculul cuantic 1, 1–32 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1145 / 3406306

[114] John H. Reif. „Circuite de adâncime logaritmică pentru funcții algebrice”. SIAM Journal on Computing 15, 231–242 (1986).
https: / / doi.org/ 10.1137 / 0215017

[115] Mario Szegedy. „Accelerarea cuantică a algoritmilor bazați pe lanțul Markov”. În Proceedings of the 45th Annual IEEE Symposium on Foundations of Computer Science (FOCS '04). Paginile 32–41. (2004).
https: / / doi.org/ 10.1109 / FOCS.2004.53

[116] Rolando D. Somma, Gerardo Ortiz, James E. Gubernatis, Emanuel Knill și Raymond Laflamme. „Simularea fenomenelor fizice prin rețele cuantice”. Physical Review A 65, 042323 (2002).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.65.042323

[117] Iordanis Kerenidis și Anupam Prakash. „Sisteme de recomandare cuantică”. La a 8-a Conferință Inovații în Informatică Teoretică (ITCS '17). Volumul 67, paginile 49:1–49:21. (2017).
https: / / doi.org/ 10.4230 / LIPIcs.ITCS.2017.49

[118] Dmitri A. Abanin și Zlatko Papić. „Progrese recente în localizarea mai multor corpuri”. Annalen der Physik 529, 1700169 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1002 / andp.201700169

[119] Fabien Alet și Nicolas Laflorencie. „Localizarea cu mai multe corpuri: o introducere și subiecte selectate”. Comptes Rendus Physique 19, 498–525 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1016 / j.crhy.2018.03.003

[120] Philip W. Anderson. „Lipsa difuziei în anumite rețele aleatoare”. Revista fizică 109, 1492–1505 (1958).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRev.109.1492

[121] Dmitry A. Abanin, Ehud Altman, Immanuel Bloch și Maksym Serbyn. „Colocviu: localizarea mai multor corpuri, termalizarea și încurcarea”. Recenzii de Fizica Modernă 91, 021001 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.91.021001

[122] Joseph Polchinski și Vladimir Rosenhaus. „Spectrul în modelul Sachdev-Ye-Kitaev”. Journal of High Energy Physics 2016, 1–25 (2016).
https: / / doi.org/ 10.1007 / JHEP04 (2016) 001

[123] Vladimir Rosenhaus. „O introducere în modelul SYK”. Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical 52, 323001 (2019).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1751-8121/​ab2ce1

[124] George EP Box și Mervin E. Muller. „O notă despre generarea de abateri normale aleatorii”. The Annals of Mathematical Statistics 29, 610–611 (1958).
https: / / doi.org/ 10.1214 / aoms / 1177706645

[125] Shenglong Xu, Leonard Susskind, Yuan Su și Brian Swingle. „Un model rar de holografie cuantică” (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 și Alán Aspuru-Guzik. „Chimia cuantică în era calculului cuantic”. 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 și Jeremy L. O'Brien. „Un rezolvator de valori proprii variaționale pe un procesor cuantic fotonic”. Nature Communications 5 (2014).
https: / / doi.org/ 10.1038 / ncomms5213

[128] Google AI Quantum și colaboratori, Frank Arute, Kunal Arya, Ryan Babbush, Dave Bacon, Joseph C. Bardin, Rami Barends, Sergio Boixo, Michael Broughton, Bob B. Buckley și colab. „Hartree-Fock pe un computer cuantic qubit supraconductor”. Science 369, 1084–1089 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1126 / science.abb9811

Citat de

[1] Xiao-Ming Zhang, Tongyang Li și Xiao Yuan, „Pregătirea stării cuantice cu adâncimea optimă a circuitului: implementări și aplicații”, Scrisori de revizuire fizică 129 23, 230504 (2022).

[2] Kouhei Nakaji, Shumpei Uno, Yohichi Suzuki, Rudy Raymond, Tamiya Onodera, Tomoki Tanaka, Hiroyuki Tezuka, Naoki Mitsuda și Naoki Yamamoto, „Approximate amplitude encoding in shallow parameterized quantum circuits and its application to financial market indicators”, Cercetare fizică de revizuire 4 2, 023136 (2022).

[3] John M. Martyn, Yuan Liu, Zachary E. Chin și Isaac L. Chuang, „Algoritmi de procesare a semnalului cuantic complet coerenți pentru simularea dinamicii în timp real”, arXiv: 2110.11327, (2021).

[4] Pei Yuan și Shengyu Zhang, „Pregătirea optimă (controlată) a stării cuantice și sinteza unitară îmbunătățită prin circuite cuantice cu orice număr de qubiți auxiliari”, Quantum 7, 956 (2023).

[5] Qisheng Wang și 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 și Yu-Ching Shen, „On the Impossibability of General Parallel Fast-forwarding of Hamiltonian Simulation”, arXiv: 2305.12444, (2023).

[7] Xiao-Ming Zhang și Xiao Yuan, „Despre complexitatea circuitului modelelor de acces cuantic pentru codificarea datelor clasice”, arXiv: 2311.11365, (2023).

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

Citatele de mai sus sunt din ADS SAO / NASA (ultima actualizare cu succes 2024-01-15 23:39:45). Lista poate fi incompletă, deoarece nu toți editorii furnizează date de citare adecvate și complete.

On Serviciul citat de Crossref nu s-au găsit date despre citarea lucrărilor (ultima încercare 2024-01-15 23:39:43).

Acest Lucru este publicat în Quantum sub Creative Commons Atribuire 4.0 internațională (CC BY 4.0) licență. Drepturile de autor rămân la deținătorii de drepturi de autor originale, precum autorii sau instituțiile lor.

Timestamp-ul:

Mai mult de la Jurnalul cuantic