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可区分的矩阵产品状态用于模拟变异量子计算化学
量子计算被认为是量子化学概率的最终解决方案。在大规模，完全容忍的量子计算机出现之前，变量量子本质量（VQE）是一种有希望的启发式量子算法，可以解决现实世界中量子化学问题上的近期噪声量子计算机。在这里，我们基于量子状态的矩阵乘积状态表示，为VQE提供了高度可行的经典模拟器，该模拟态显着扩展了iS exting模拟器的模拟范围。我们的模拟器无缝地将量子电路演变为经典的自动差异框架，因此可以有效地计算梯度与经典的深神经网络有效地相似，该缩放的比例与变异参数的数量无关。作为应用，我们使用模拟器研究常用的小分子，例如HF，HCl，Lih和H 2 O，以及较大的分子CO 2，BEH 2和H 4，最多40量Qubit。我们的模拟器对量子数的数量的有利缩放和参数的数量可以使其成为近期量子算法的理想测试场，并且是噪声量子计算机上迎接大型大规模VQE Excorments的完美基准基线。
可区分的模拟量子计算用于优化和控制
量子计算已承诺在我们解决经典问题的计算能力方面有前所未有的改进。尽管量子硬件的迅速开发[2，66]，但近任期量子计算机仍可能具有非常有限的硬件资源，在这种情况下，“ Qubits”数量有限，而不可忽略的机器Noises会阻碍大型量子量算法的实施。最近的研究结果[60]和Physics [43]提出了一种设计资源噪声噪声中间尺度量子（NISQ）[51]应用的有希望的方法[51]通过破坏量子电路抽象并直接设计量子机脉冲控制的应用程序。1在经典模拟计算的历史史上，这种面向模拟方法的好处是由于轻松的硬件要求而早于数字计算的历史，并且在诸如模拟之类的域应用中起着重要作用。
难以区分的光子的提炼
可靠的相同（不可区分）光子源是利用干涉效应的先决条件，而干涉效应是基于线性光学的量子计算及其应用（如玻色子采样）的必要组成部分。一般而言，可区分程度将决定特定方法的有效性，例如通过限制构造资源状态的保真度，或降低光学电路输出分布的复杂性。因此，设计高纯度和不可区分的光子源具有重要的实际意义。受魔法状态蒸馏的启发，我们提出了一种使用标准线性光学的协议，该协议可用于将光子源的不可区分性提高到任意精度。特别是，在小误差 ϵ 的渐近极限下，要将误差降低到 ϵ ′ < ϵ 需要 O (( ϵ/ϵ ′ ) 2 ) 个光子。我们证明该方案对光学元件中的检测和控制误差具有鲁棒性，并讨论了其他误差源的影响。
找出所有局部不可区分的广义贝尔态集
一般而言，对于二体量子系统 C d ⊗ C d 和一个整数 k ，使得 4 ≤ k ≤ d ，k 个广义贝尔态（GBS）集的局部鉴别只有很少的必要充分条件，并且很难局部区分 k - GBS 集。本文的目的在于彻底解决某些二体量子系统中 GBS 集的局部鉴别问题。首先给出了三个实用有效的充分条件，Fan 等人的结果 [Phys Rev Lett 92, 177905 (2004); Phys Rev A 99, 022307 (2019)] 可以推导出这些条件的特例。其次在C 4 ⊗ C 4 中给出了GBS集局部判别的充分必要条件,并给出了所有局部不可区分的4-GBS集的列表,从而彻底解决了GBS集的局部判别问题.在C 5 ⊗ C 5 中得到了GBS集单向局部判别的简明充分必要条件,对Wang等人提出的问题中d = 5的情况给出了肯定的回答.
通过可区分的编程和自然进化策略量子控制Mapoanas的量子发现
量子控制是指量子力学定律描述的物理系统的主动操纵，构成了量子技术开发的重要组成部分。在这里，我们将不同的编程（DP）和自然进化策略（NES）应用于超导纳米线的最佳运输，这是基于Majorana的拓扑量子计算成功的关键要素。我们将Majorana零模式的运动控制作为一个选择问题，我们提出了有关系统的临界速度和总运输时间的四个不同制度的新分类。除了正确恢复绝热制度中预期的平滑方案外，我们的算法还发现了非绝热制度中的效率有效但非常明显的违反直觉运动策略。紧急图片揭示了一种简单而高的实现策略，该策略在跳跃之间使用恒定速度时，在协议的开头和协议的结束时使用pulselike跳跃，我们将跳跃摩托车跳跃的协议配音。我们提供了透明的半分析图，它利用了运动框架中Majorana运动的突然近似和重新制定，以阐明跳跃式跳动控制策略的关键特征。我们验证了跳跃 - 跳跃的方案在相互作用或混乱的存在上保持强大，并在现实的接近耦合纳米线模型上证实了其高效率。我们的结果表明，用于量子控制的机器学习可以很好地应用于具有性能水平的量子多体动力学系统，这使其与实现大规模量子技术有关。
珀塞尔增强和不可区分的单光子...
图 1：片上集成环形谐振器装置。(a) 基于 DBR 波导 (WG) 的环形谐振器的艺术方案。单个量子点放置在 WG 的核心内，并从顶部进行光学激发。发射的光子从锥形外耦合器内结构的侧面收集。(b) 半径 R 为 10 µ m 的制造环形谐振器装置的扫描电子显微镜图像。(c) 带有标记层的 DBR WG 横截面。(d)、(f) 模拟的 Purcell 因子与能量的关系，其中外半径为 10 µ m，分别耦合到 0.2 µ m 宽度的总线 WG 以及 0 和 25 nm 的环形总线 WG 间隙。(e)、(g) 分别模拟了 0 和 25 nm 间隙结构中 QD 发射耦合到总线 WG 的效率。 25 nm 间隙环腔的非常高的品质因数 Q 要求将模拟光谱窗口限制在 20 nm。 (h) Purcell 因子与 Q 因子的关系取自图 1(d) 和 (f)，揭示了基波 (点划线) 和高阶径向模式 (虚线) 的明显线性依赖性。
确定性制造的量子点单光子源在电信o波段中发出难以区分的光子
在这项工作中，我们基于电信O波段中发出的Ingaas量子点（QD）开发和研究单光子源。量子设备是使用原位电子束光刻制造的，结合了热压缩键合，以实现背面金镜。我们的结构基于INGAAS/GAAS异质结构，其中QD发射通过减少应变层在1.3 L m处向电信O带红移。QD通过阴极发光映射预选的QD嵌入带有背面金镜的台面结构中，以提高光子萃取效率。在脉冲非共振润湿层激发下进行的光子自动相关测量在高达40 K的温度下进行，显示纯单光子发射，这使得设备使用Stirling Croimoolers兼容独立操作。使用脉冲P-shell激发，我们实现了单光子的发射，高光子抑制G（2）（0）¼0.0276 0.005，是（12 6 4）％（12 6 4）％（12 6 4）％的AS测量的（96 6 6 10）％和（96 6 10）％和相关的连接时间（212 6 25）的可见性（12 6 4）％。此外，结构显示出5％的提取效率，这与该光子结构的数值模拟所期望的值相当。我们设备的进一步改进将通过光纤维实现量子通信。
使用可区分的模拟学习四倍的运动
摘要 - 腿部机器人控制的最新进展是由无模型的强化学习驱动的，但我们探索了可区分模拟的潜力。不同的模拟有望更快地收敛和更稳定的训练，但是到目前为止，其用于腿部机器人控制的使用仍然限于模拟。可区分仿真的主要挑战在于由于接触良好的环境中的不连续性（例如四倍的运动）而导致机器人任务的复杂优化土地。这项工作提出了一个新的，可区分的模拟框架来克服这些挑战。关键思想涉及将复杂的全身仿真解耦，该模拟可能由于接触而表现出不连续性，分为两个单独的连续域。随后，我们将简化模型产生的机器人状态与更精确，不可差的模拟器对齐，以保持足够的模拟精度。我们的框架可以使用单个模拟机器人在几分钟内学习四足动物，而无需任何并行化。随着GPU并行化的增强，我们的方法允许四倍的机器人在挑战地形上掌握各种各样的机车技巧，包括小跑，步伐，绑定和gallop。此外，我们的政策在现实世界零击中实现了强大的运动性能。据我们所知，这项工作代表了使用可区分模拟控制真正四倍的机器人的首次演示。这项工作提供了一些重要的见解，以便在现实世界中使用可区分的模拟进行腿部运动。