量子系统的时间演变可以以量子过程断层扫描为特征,这是一项复杂的任务,该任务随着子系统的数量而呈指数缩放的许多物理资源。量子通道的完整重建的另一种方法是选择性且有效的量子过程断层扫描,该方法允许单独估算,直至所需的准确性,即仅使用多种资源来描述过程的每个矩阵的每个元素。该协议的实现与建立一组互无偏基(MUB)的可能性密切相关,该基础的存在仅当希尔伯特空间的维度是素数的力量时才知道其存在。但是,最近引入了使用最大MUB的张量产品的方法的扩展。在这里,我们明确描述了如何实施算法,以在非电位功率维度和行为中对量子过程进行选择性且有效的估计,这是该方法在维度d = 6的Hilbert Space中对该方法的实验性验证。这是最小的空间,该空间不存在一组完整的MUB,但可以将其分解为两个尺寸d 1 = 2和D 2 = 3的Hilbert空间的张量产品,其中已经知道了一组完整的MUB。六维状态在光子的离散横向线性动量中被编码。在多功能实验设置中,使用仅使用相的空间调制器对状态准备和检测阶段进行了动态编程,该设置允许人们在任何有限的维度中实现算法。
在量子理论中,测量文本是由希尔伯特空间中的正交基础定义的,其中每个基础vector代表特定的测量值。因此,两个不同的测量文本之间的精确定量关系可以由该希尔伯特空间中的非正交状态的含量来表征。在这里,我们使用不同上下文共享的测量结果来得出代表不同上下文的希尔伯特空间向量的内部产物之间的特定定量重复。表明,描述量子上下文悖论的概率可以从很少数量的内部产物中得出,从而揭示了超出基本违反非上下文限制的测量环境之间基本关系的细节。我们的分析在两个系统的产品空间中的应用表明,量子构成的非局部性可以追溯到仅在一个系统中的测量环境之间代表关系的本地内部产品。我们的结果因此表明,量子力学的基本非分类特征可以追溯到量子诉讼和经典替代方案之间的典型差异。
使用包含时空自由度的正交基,我们开发了用于量子光学的 Wigner 函数理论,作为 Moyal 形式主义的扩展。由于时空正交基涵盖所有量子光学状态的完整希尔伯特空间,因此它不需要分解为离散希尔伯特空间的张量积。与此类空间相关的 Wigner 函数成为函数,运算由函数积分(星积的函数版本)表示。由此产生的形式主义使时空自由度和粒子数自由度都相关的场景的计算变得易于处理。为了演示该方法,我们为一些众所周知的状态和算子计算了 Wigner 函数的示例。
• 根据门的角度参数旋转希尔伯特空间中的输入状态 • 产生量子比特之间的纠缠 • 测量最终状态 • 训练 PQC 参数以最小化全局损失函数
•3 d n = 4 u(1)具有n曲avours的库仑分支的希尔伯特级数和颤动[1] - 1-1 - 1 - [1](构架A 2)的计算。2021年6月 - 2021年7月:英国帝国伦敦帝国学院的阿米哈·汉尼教授
量子技术 2.0 全面发展道路上的一个关键障碍 [ 1 ] 与最初刺激其发展的情况相同:用经典方法有效模拟足够大的量子相干结构根本不可能。实际上,“足够大”的系统是由一百个左右量子比特组成的,但这个数字仍然太小,不足以组成能够模拟其他“足够大”的量子系统的量子计算机。另一方面,由数千个量子比特组成的人工量子相干系统正在被制造出来 [ 2 ],甚至得到成功应用,如商用量子退火炉 [ 3 , 4 ]。超导量子比特阵列也被认为是能够超越标准量子极限的微波探测器(例如,在搜索银河系轴子等应用中 [ 5 ])。阵列的量子相干性是检测机制的关键要素。这种“量子容量差距” [6] 需要得到弥合,以便系统地开发量子技术 2.0 的全部潜力,例如有噪声的中型量子 (NISQ) 设备 [7] 和通用容错量子计算机。对大型量子系统进行有效的经典模拟并不是绝对不可能的,因为它涉及对这种系统的任意演化的模拟,即其状态向量可以到达其所有(指数高维)希尔伯特空间,并且可能在有限时间内做到这一点。Margolus-Levitin 定理及其推广 [8-13] 对这种演化的速度进行了限制,从而限制了在任何有限时间间隔内可访问希尔伯特空间的部分。这与 [14] 的证明相一致,即在系统尺寸呈多项式缩放的时间内,任意时间相关局部哈密顿量可以生成的所有量子多体态的流形在其希尔伯特空间中占据的体积呈指数级小。(这是一个字面上正确的表述,因为量子比特系统的希尔伯特空间是一个有限维复射影空间;也就是说,它是紧致的,而且它有一个酉不变的富比尼-施图迪度量 [15])。数值和分析研究还表明,描述