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财政简报2025
Tradepoint Atlantic Container Terminal (PAYGO) $30 Sunny Day Fund (business attraction and closing) 25 ENOUGH Act Expansion 23 State Funded Behavioral Health Services for Medicaid Enrollees 19 Capital of Quantum Initiative 17 IonQ Corporate Headquarters (PAYGO) 10 Downtown Frederick Hotel Project (PAYGO) 8 Certified Sites Program 7 Manufacturing 4.0 Program Expansion 6 West North Avenue Grants 5 EARN Program Expansion 5 Cannabis孵化器（PAYGO）5假释和缓刑人员5少年服务部增强服务连续4网络马里兰州3 Cyber Capital Capital Capital Capital rovelvorving Fund基金2 Johns Hopkins University - Whiting School Design Center（Paygo）2教育援助 - 保持无害的2个BioHub 2
捕获离子和传输子 QPU 上的量子并行矢量化数据编码和计算
紧凑的量子数据表示对于数据分析的量子算法这一新兴领域至关重要。我们引入了两种新的数据编码方案 QCrank 和 QBArt，它们通过均匀控制的旋转门具有高度的量子并行性。QCrank 将一系列实值数据编码为数据量子位的旋转，从而实现高存储密度。QBArt 直接将数据的二进制表示嵌入计算基础中，需要更少的量子测量，并有助于对二进制数据进行易于理解的算术运算。我们介绍了针对不同类型数据的几种拟议编码应用。我们展示了用于 DNA 模式匹配、汉明重量计算、复值共轭和检索 O（400）位图像的量子算法，所有算法都在 Quantinuum QPU 上执行。最后，我们使用各种可云访问的 QPU（包括 IBMQ 和 IonQ）来执行其他基准测试实验。
新闻通讯第 2 卷
量子计算机已开始从纯学术研究稳步过渡到工业应用。此类系统对材料设计、药物研发、物流、金融、安全、计量等领域具有潜在影响。我们已经进入了一个新时代，尽管量子比特阵列规模很小（1000 个），但量子计算机在解决特定问题方面已经远远优于传统计算机。全球努力的方向是提高量子计算机的可扩展性，同时保持其准确性。执行量子计算的主要平台之一是离子阱系统。该系统拥有最佳的单量子比特和双量子比特门保真度和较大的相干时间，因此使其成为多家国际行业参与者的物理量子比特实现选择，例如 Alpine quantum technologies (AQT)、ionq、Quantinuum（霍尼韦尔分拆公司）、量子工厂、oxford ionics、eleqtron。霍尼韦尔和 AQT 演示了一些东西。
进度报告
更独特的是，我们还对 QSCOUT 中的双量子比特门进行了重要的参数化。离子阱系统中的自然双量子比特门称为 Mølmer-Sørensen (MS) 门，它是 Bloch 超球面上的 XX 型相互作用。标准捕获离子门组（例如 IonQ 或 Quantinuum 的商业测试台使用的门组）提供具有固定旋转角 π/2 的 XX 或 ZZ 相互作用。对于 QSCOUT，我们扩展了该产品，以允许用户选择参数化的 MS 门，这意味着他们能够定义该相互作用的相位和旋转角度。通过这样做，我们提供了一组更完整的门，以更有效地实现他们所需的算法。这些参数化的双量子比特门是吸引我们第一轮一半用户的关键功能。在第一轮中，我们改进了实现这些门的技术，并计划在 QSCOUT 继续进行时提供更多的可定制性和参数化。
支出财务委员会（EFC）...
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劳伦斯·伯克利国家实验室
量子系统中的紧凑数据表示对于开发用于数据分析的量子算法至关重要。在这项研究中，我们提出了两种创新的数据编码技术，称为Qcrank和Qbart，它们通过均匀控制的旋转门表现出显着的量子并行性。QCrank方法将一系列实价数据编码为数据量置量的旋转，从而增加了存储容量。另一方面，QBART在计算基础上直接合并了数据的二进制表示，需要更少的量子测量结果，并在二进制数据上实现了良好的算术操作。我们展示了针对各种数据类型的建议编码方法的各种应用。值得注意的是，我们演示了诸如DNA模式匹配，重量计算，复杂值共轭的任务的量子算法，以及带有384个像素的二进制图像的检索，所有图像均在Quantinuum捕获的昆虫上执行。此外，我们采用了几种可访问的QPU，包括来自IBMQ和IONQ的QPU，以进行补充基准测试实验。
量子计算机和数据库之间的协同作用
有多个不同的计算范例，是基于CPU的常规计算。如今，最令人兴奋的计算范式是量子范围。它基于量子力学[1]，尽管现代量子计算软件[2，3]几乎不知道量子物理学。量子计算机的硬件不同。最常见的硬件实现是超级传导（IBM，Google，Rigetti），光子（Xanadu），被困的离子（Ionq，Honeywell），Adiabatic（D-Wave）和Silicon Spin Qubits（Intel，HRL）。Amazon Braket，IBM Quantum，Xanadu和D-Wave Leap提供了对云中Quantum计算机和模拟器的访问。各种各样的硬件类型表明，这些类型尚未成为标准品，而Quantum硬件公司之间的竞争仍在进行中。未来将显示哪种量子计算硬件类型将成为主导。量子计算机不会接管经典的计算。相反，它们将是计算单元，例如GPU处理器或超级计算机，以及经典的计算机和数据库。我们可以向他们发送特定且计算复杂的问题。因此，混合方法将是实用量子计算的最现实选择。
量子性有效测试的实验实施
1 加州理工学院量子信息与物质研究所和计算与数学科学系，美国加利福尼亚州帕萨迪纳 91125 2 加州理工学院物理、数学和天文学分部，美国加利福尼亚州帕萨迪纳 91125 3 马里兰大学物理系、电气与计算机工程系联合量子研究所，美国马里兰州帕克城 20742 4 NIST / 马里兰大学量子信息与计算机科学联合中心，美国马里兰州帕克城 20742 5 IonQ, Inc.，美国马里兰州帕克城 20740 6 马里兰大学电气与计算机工程系，美国马里兰州帕克城 20742 7 苏黎世联邦理工学院理论研究所，瑞士苏黎世 CH 8001 8 杜克大学量子中心和物理系，美国北卡罗来纳州达勒姆 27708 9 杜克大学电气与计算机工程系大学，达勒姆，北卡罗来纳州 27708，美国 10 马里兰大学化学物理项目和物理科学与技术研究所，马里兰州帕克分校 20742，美国
3-SAT 的 Grover-QAOA：二次加速，一般
摘要 SAT 问题是计算复杂性理论中具有根本重要性的典型 NP 完全问题，在科学和工程领域有许多应用；因此，它长期以来一直是经典算法和量子算法的重要基准。这项研究通过数值证据证明了 Grover 量子近似优化算法 (G-QAOA) 比随机抽样在寻找 3-SAT (All-SAT) 和 Max-SAT 问题的所有解方面具有二次加速。与 Grover 算法相比，G-QAOA 占用的资源更少，更适合解决这些问题，并且在对所有解进行抽样的能力方面超越了传统的 QAOA。我们通过对数千个随机 3-SAT 实例进行多轮 G-QAOA 的经典模拟来展示这些优势。我们还观察到 IonQ Aria 量子计算机上 G-QAOA 在小型实例方面的优势，发现当前硬件足以确定和采样所有解决方案。有趣的是，在每一轮 G-QAOA 中使用相同角度对的单角度对约束大大降低了优化 G-QAOA 角度的传统计算开销，同时保持了其二次加速。我们还发现了角度的参数聚类。单角度对协议和参数聚类显著减少了对 G-QAOA 角度进行传统优化的障碍。
![arXiv:2406.05197v1 [quant-ph] 2024 年 6 月 7 日 - Richerme Lab](/simg/g:\will\search\icon\source\0\0db710bf8a82f527a23d4a619f14c201a7da5092.png)
arXiv:2406.05197v1 [quant-ph] 2024 年 6 月 7 日 - Richerme Lab
具有波包时间演化的量子核动力学在经典上是难以处理的，被视为量子信息处理的一种有前途的途径。在这里，我们使用 IonQ 11 量子比特离子阱量子计算机 Harmony 来研究短强氢键系统中共享质子的量子波包动力学。我们还提供了分布式量子计算在化学动力学问题中的第一个应用，其中分布式量子过程集是使用张量网络形式构建的。对于一系列初始状态，我们通过实验驱动离子阱系统来模拟量子核波包沿电子结构产生的势表面演化。在实验创建核波包之后，我们提取了测量可观测量，例如其时间相关的空间投影及其特征振动频率，与经典结果非常吻合。通过量子计算获得的振动本征能量与通过经典模拟获得的振动本征能量相一致，误差在千卡/摩尔的几分之一以内，因此表明具有化学准确性。我们的方法为研究分子的量子化学动力学和振动光谱开辟了一个新范式，也为分布式离子阱量子计算机上的并行量子计算提供了首次演示。