摘要 —混合量子-经典工作流已成为执行变分算法和其他量子模拟技术的标准方法,这些技术是噪声中型量子 (NISQ) 计算机的关键应用。验证这些模拟是一项重要任务,有助于衡量量子计算机发展的进展,而经典模拟可以作为实现这一目标的工具。具有可量化误差界限的精确和更具可扩展性的近似方法都可用于验证任务,其中适用的指标包括与可计算的基本事实的距离、误差模型与数据的拟合质量等。在这里,我们提出了一个库扩展,其中包括基于可在高性能计算机上执行的可扩展混合工作流的量子模拟验证方法。我们提供使用基于张量网络和稳定器模拟器的近似方法来限制 NISQ 硬件上量子模拟的误差的示例。索引术语 —量子计算、量子编程
在嘈杂的中型量子 (NISQ) 设备中实现连接的成本是决定计算能力的重要因素。创建了一种量子比特路由算法,该算法可以在先前提出的捕获离子量子计算架构中实现高效的全局连接。该路由算法的特点是与严格下限和基于位置交换的路由算法进行比较。提出了一种误差模型,该模型可用于估计设备可实现的电路深度和量子体积作为实验参数的函数。一种基于量子体积但具有原生双量子比特门的新度量标准用于评估相对于自由、全部到全部连接的上限的连接成本。该度量标准还用于评估方格超导设备。对这两种架构进行了比较,发现对于所使用的穿梭参数,捕获离子设计与连接相关的成本要低得多。
摘要。虽然量子计算机有望显著提高计算速度,但早期量子机的有限尺寸推动了空间有界量子计算的研究。我们将计算具有单侧误差的函数 푓 的量子空间复杂度与其跨度程序大小对实数的对数联系起来,这是一个经典量,在证明公式大小下界的尝试中得到了充分研究。在更自然的有界误差模型中,我们表明,单一量子算法(即直到最后一步才进行测量的算法)计算具有有界(双侧)误差的 푓 所需的空间量至少是其近似跨度程序大小的对数。近似跨度程序已被引入量子算法领域,但尚未进行经典研究。但是,函数的近似跨度程序大小是其跨度程序大小的自然概括。
算法我们的具体目标是:(1) 为未来的容错硬件开发新型量子算法,(2) 开发适合更有限计算资源的替代量子计算范式,以及 (3) 扩大量子计算对经典计算机科学的影响。可验证的量子优势我们应对这一挑战的具体目标是:(1) 开发严格可验证的量子优势协议,(2) 细化噪声和误差模型与计算能力之间的联系,以及 (3) 开发 NISQ 计算最有价值的应用之一,即通过量子模拟推动物理科学的发展。扩展基于原子的计算机的具体目标是利用 AMO 研究扩展量子系统挑战的具体目标是利用基于 AMO 的量子技术,包括光学工程的进步,在不断增加的大小和复杂性的量子系统中实现改进的模块化、高保真操作和经典控制,从而推导出扩展量子信息处理器的通用方法。
在嘈杂的中型量子 (NISQ) 设备中实现连接的成本是决定计算能力的重要因素。创建了一种量子比特路由算法,该算法可以在先前提出的捕获离子量子计算架构中实现高效的全局连接。该路由算法的特点是与严格下限和基于位置交换的路由算法进行比较。提出了一种误差模型,该模型可用于估计设备可实现的电路深度和量子体积作为实验参数的函数。一种基于量子体积但具有原生双量子比特门的新度量标准用于评估相对于自由、全部到全部连接的上限的连接成本。该度量标准还用于评估方格超导设备。对这两种架构进行了比较,发现对于所使用的穿梭参数,捕获离子设计与连接相关的成本要低得多。
工业界广泛使用晶体管仿真工具(如TCAD、SPICE)来模拟单粒子效应(SEE)。然而由于实际设计中物理参数的变化,例如粒子的性质、线性能量传输和电路特性等,都会对最终的模拟精度产生很大的影响,这将大大增加大规模电路晶体管级仿真工作流程的复杂性和成本。因此,提出了一种新的SEE仿真方案,以提供一种快速、经济高效的方法来评估和比较大规模电路在辐射粒子效应下的性能。在本文中,我们结合晶体管和硬件描述语言(HDL)仿真的优点,并提出了准确的SEE数字误差模型,用于大规模电路中的高速误差分析。实验结果表明,所提出的方案能够处理40多种不同电路的SEE模拟,这些电路的尺寸从100个晶体管到100 k个晶体管不等。
摘要 本报告涉及坐标测量机 (CMM) 系统误差行为的建模和估计。我们描述了这些参数误差的两类模型,基于轴与轴行为构建的运动学模型和可以模拟任何可重复误差行为的更通用的经验模型。然后,我们开发了一个全面的数学模型,用于根据标准工件(例如球孔板)的测量来确定 CMM 的参数误差,并描述了从此类数据确定相对无偏和有效参数误差估计的算法。这些算法已在软件中实现,经过设计,可以满足任何参数误差模型、球板几何形状和测量策略的需求。该软件还计算拟合参数和相关量的标准不确定度。我们在数值模拟中使用该软件来分析测量策略在统计精度 Gf.parametric 6r.r.er.estimates 方面的有效性。AUmerical-expeRlBent& 表明,采用精心设计的策略,仅使用有关球板的最少量的校准信息就可以提供参数误差的准确估计,但其他设计或估计器可能会给出较差和/或有偏差的估计。
摘要 - DNA中的DATA存储是作为档案数字数据的可能解决方案而开发的。最近,为了进一步提高基于DNA的数据存储系统的潜在能力,建议了组合复合DNA合成方法。这种方法通过利用短DNA片段试剂(称为短生物)来扩展DNA字母。短期是字母符号的构建块,每个符号由固定数量的短裤组成。因此,当读取信息时,可能缺少构成符号组成的一部分的短毛,因此无法确定符号。在本文中,我们将此类型的错误建模为一种不对称错误,并提出了可以在此设置中纠正此类错误的代码构造。我们还提供了此类错误校正代码的冗余的下限,并为我们的构造提供了明确的编码器和解码器。我们建议的误差模型也得到了对根据组合方案产生DNA的数据的分析的分析。最后,我们还提供了观察此类错误事件的概率的统计评估,这是读取深度的函数。
摘要 本报告涉及坐标测量机 (CMM) 系统误差行为的建模和估计。我们描述了这些参数误差的两类模型,基于轴与轴行为构建的运动学模型和可以模拟任何可重复误差行为的更通用的经验模型。然后,我们开发了一个全面的数学模型,用于根据标准工件(例如球孔板)的测量来确定 CMM 的参数误差,并描述了从此类数据确定相对无偏和有效参数误差估计的算法。这些算法已在软件中实现,经过设计,可以满足任何参数误差模型、球板几何形状和测量策略的需求。该软件还计算拟合参数和相关量的标准不确定度。我们在数值模拟中使用该软件来分析测量策略在统计精度 Gf.parametric 6r.r.er.estimates 方面的有效性。AUmerical-expeRlBent& 表明,采用精心设计的策略,仅使用有关球板的最少量的校准信息就可以提供参数误差的准确估计,但其他设计或估计器可能会给出较差和/或有偏差的估计。
摘要 - 报告了持续努力对定制数字化采样器的失真行为进行建模,以准确测量动态信号。这项工作是美国国家标准与技术研究所 (NIST) 正在进行的努力的一部分,旨在推动波形采样计量的最新发展。本文介绍了具有 -3-dB 6-GHz 带宽的采样器的分析误差模型。该模型源于对相平面中采样器误差行为的检查。该模型将信号幅度、一阶导数和二阶导数的每次采样估计值作为输入,其中导数与时间有关。该模型的解析形式由这些项中的多项式组成,这些多项式是从考虑数字化器输入电容的电压依赖性和先前研究的前代数字化器中的误差行为而选择的。在 1 GHz 时,当将模型生成的样本校正应用于波形时,总谐波失真可从 -32 dB 改善至 -46 dB。还考虑并校正了采样系统中的时间基失真的影响。在模型中加入二阶导数依赖性可通过对拟合波形进行精细的时间调整来改善模型与测量数据的拟合。