XiaoMi-AI文件搜索系统
World File Search SystemNISQ
![arXiv:2112.11151v1 [quant-ph] 2021 年 12 月 21 日](/simg/g:\will\search\icon\source\a\a60b33556629cb4da3cc7a4bf6430a2127b35575.webp)
arXiv:2112.11151v1 [quant-ph] 2021 年 12 月 21 日
量子近似优化算法 (QAOA) 是一种变分量子算法，旨在给出组合优化问题的次优解。人们普遍认为 QAOA 有潜力在具有浅电路深度的嘈杂中型量子 (NISQ) 处理器中展示应用级量子优势。由于 QAOA 的核心是计算问题哈密顿量的期望值，一个重要的实际问题是我们是否可以找到一种有效的经典算法来求解一般浅量子电路情况下的量子均值。在这里，我们提出了一种基于图分解的新型经典算法，该算法在大多数优化问题（完全图情况除外）中与浅 QAOA 电路的量子比特数呈线性关系。与最新方法相比，在 Max-cut、图着色和 Sherrington-Kirkpatrick 模型问题中的数值测试显示出数量级的性能提升。我们的结果不仅对于探索 QAOA 的量子优势具有重要意义，而且对于 NISQ 处理器的基准测试也很有用。
激发态量子求解器的两种算法-Iopenshell
摘要：近期量子设备有望彻底改变量子化学，但是使用当前嘈杂的中间尺度量子（NISQ）设备的模拟由于其对错误的敏感性很高，因此不实用。这激发了NISQ算法的设计，利用经典和量子资源。虽然有几个发展显示了地面模拟的有希望的结果，但将算法扩展到激发态仍然具有挑战性。本文介绍了受戴维森算法启发的两种具有成本效益的激发算法。我们将Davidson方法实施到量子自符合方程式统一耦合群集（Q-SC-EOM- UCC）兴奋状态方法适用于量子硬件。讨论，实施和测试了产生所需激发态的电路策略。通过模拟H 2，H 4，LIH和H 2 O分子的模拟，我们证明了所提出的算法（Q-SC-SC-EOM-UCC/Davidson及其变异变体）的性能和准确性。与古典戴维森方案类似，Q-SC-EOM-UCC/Davidson算法能够瞄准所需特征的少数激发态。
在嘈杂的中间量子量子硬件
摘要 - Grover搜索是一种著名的量子搜索算法，它利用量子叠加来找到具有二次加速的标记项目。但是，当在嘈杂的中间量子量子（NISQ）硬件上实现时，甲骨文和扩散操作员的重复迭代随量子数的数量而增加，从而导致噪声显着。为了解决这个问题，我们提出了一个混合量子式架构，该体系结构用经典优化器的更新代替了量子迭代。此优化器将Oracle Hamiltonian的期望值最小化，相对于代表目标位字符串的参数化量子状态。我们的参数化量子电路比Grover搜索电路要浅得多，我们发现它在嘈杂的模拟器和NISQ硬件上的表现优于Grover搜索。当量子位的数量大于5时，我们的方法仍然保持可用的成功概率，而Grover搜索的成功概率与随机猜测的水平相同。索引术语 - Quantum搜索，嘈杂的中间尺度Quantum，变异量子eigensolver
迈向量子化学的高效量子计算
在当前嘈杂的中等规模量子 (NISQ) 体制下，人们设计了各种算法来取得实用的量子优势。这些 NISQ 算法大多数都是变分的，即基于变分定理。变分量子算法 (VQA) 17,18 可以通过将不需要量子属性的计算卸载到传统计算机上来显著减少量子电路深度。这个想法自然而然地源于尽可能少地使用量子计算机。VQA 是启发式的，依赖于一个按照某种方案进行优化的拟定电路。VQA 的一个相当大的缺点是这个优化过程需要许多测量，这个因素可能会限制或消除获得实用量子优势的机会。14 尽管存在这个缺点，但由于与当前硬件限制有关的原因，VQA 是迄今为止研究最多的量子算法类型。变分量子特征值求解器 (VQE) 19,20 是最著名的 VQA。然而，其他方法，如变分量子虚时间演化 (VarQITE)，也是有竞争力的替代方案。21
![arxiv：2302.06870v3 [Quant-ph] 2024年5月14日](/simg/g:\will\search\icon\source\2\2bdcf3e4077df3ab2011c6978b2332325df8ef44.webp)
arxiv：2302.06870v3 [Quant-ph] 2024年5月14日
嘈杂的中间量子量子（NISQ）时代的主要重要特征之一是正确评估和考虑错误。在本文中，我们分析了当前（IBM）量子计算机中误差的主要来源，并提出了一个有用的工具（TED-QC），旨在促进任何量子电路预期的总误差概率。我们将这种总误差概率作为估计NISQ时代富达的下限的最佳方法，避免了将量子计算与任何经典计算进行比较的必要性。为了对比我们的工具的鲁棒性，我们计算了三种不同的量子模型中可能发生的总误差概率：1）ISING模型，2）量子相估计（QPE）和3）Grover的算法。对于每个模型，对参考模拟器的结果进行计算和基准测试，这是代表性和统计上显着的样本大小的误差概率的函数。在99％的情况下，分析令人满意。此外，我们研究了误差缓解技术如何消除测量过程中引起的噪声。这些结果已经计算为IBM量子计算机，但是工具和分析都可以轻松地扩展到任何其他量子计算机。
量子扇出：电路优化和技术建模
摘要 — 指令调度是量子计算中一个关键的编译器优化，就像它对于经典计算一样。当前的调度程序通过允许同时执行指令来优化数据并行性，只要它们的量子位不重叠。然而，在许多量子硬件平台上，重叠量子位上的指令可以通过全局交互同时执行。例如，虽然传统量子电路中的扇出从逻辑层面来看只能按顺序实现，但物理层面的全局交互允许一步实现扇出。我们利用这种同时扇出原语来优化 NISQ（嘈杂中型量子）工作负载的电路合成。此外，我们引入了基于扇出的新型量子存储器架构。我们的工作还解决了扇出原语的硬件实现问题。我们对捕获离子量子计算机进行了真实的模拟。我们还展示了使用超导量子位扇出的实验概念验证。我们在实际噪声模型下对 NISQ 应用电路和量子存储器架构进行了深度（运行时）和保真度估计。我们的模拟结果表明，结果令人满意，运行时具有渐近优势，错误率降低了 7-24%。
2023 年 2 月 13 日 – 演讲者：徐胜龙
摘要：NISQ（嘈杂中尺度量子）技术的最新进展和跨学科对话极大地扩展了非平衡量子多体系统的前沿。在本次演讲中，我将讨论量子信息动力学，即投入多体系统的量子量子比特的命运，作为研究这种新动态机制的一般框架。我将展示强相互作用系统中的局部量子信息以普遍的方式传播到非局部自由度，类似于流行病的传播，并在后期被编码在多体希尔伯特空间中。这一过程被称为扰乱，已在冷原子、超导电路、离子阱和固态核磁共振实验中观察到。扰乱量子信息的非局部性质使其更耐噪声，但解码起来却更具挑战性。我将介绍我们在原型多体模型（二维量子 XY 模型）中解码和传送量子信息的最新进展，使用精确的长距离纠缠本征态和局部测量。我们的协议已准备好在当前的 NISQ 设备上执行，并可能为量子信息处理开辟新的可能性。
![arXiv:2406.15601v1 [quant-ph] 2024 年 6 月 21 日](/simg/g:\will\search\icon\source\2\22320909eeb7ca1ef3f1fed0fa128d2f65b18ddc.png)
arXiv:2406.15601v1 [quant-ph] 2024 年 6 月 21 日
量子计算是最吸引人的计算范式之一，有可能彻底改变未来计算系统的各个领域。虽然量子计算硬件已经迅速发展，从微型实验室实验到在专门计算任务上甚至能胜过最大的超级计算机的量子芯片，但这些嘈杂的中型量子 (NISQ) 处理器仍然太小且不够强大，无法直接用于任何实际应用。在本文中，我们描述了 NASA 在评估和推进量子计算潜力方面的工作。我们讨论了算法的进展，包括近期和长期进展，以及我们对当前硬件和模拟的探索结果，包括说明 NISQ 时代算法-硬件协同设计的好处。这项工作还包括受物理启发的经典算法，可用于当今的应用规模。我们讨论了支持量子计算评估和发展的创新工具，并描述了在包含实际错误模型的高性能计算系统上模拟各种类型量子系统的改进方法。我们概述了用于减轻错误的基准测试、评估和表征量子硬件的最新方法，以及可用于计算目的的基础量子物理学的见解。
嘈杂中尺度量子时代及以后的混合量子-经典算法
混合量子-经典算法是当前量子计算研究的核心，尤其是考虑到嘈杂的中尺度量子 (NISQ) 时代，已经进行了许多实验演示。从这个角度来看，我们从非常广泛的意义上讨论了算法是混合量子-经典算法的含义。我们首先非常直接地探索这个概念，通过基于抽象表示理论的先前工作构建一个定义，认为算法混合的原因不是直接的运行方式（或它消耗了多少经典资源），而是经典组件是否对计算的底层模型至关重要。然后，我们从更广泛的角度看待这个问题，回顾了一些混合算法，并讨论了是什么让它们混合，以及它们出现的历史和与硬件相关的考虑因素。这自然会引发对这些算法未来前景的讨论。为了回答这个问题，我们转向在经典计算中使用专用处理器。经典趋势不是新技术完全取代旧技术，而是增强它。我们认为量子计算的发展不太可能有所不同：混合算法很可能会在 NISQ 时代之后继续存在，甚至进入完全容错时代，量子处理器将通过执行专门的任务来增强已经强大的经典处理器。
![arxiv：2002.00035v2 [Quant-ph] 2020年11月30日](/simg/g:\will\search\icon\source\b\b93910c1d19913b753ae4056ad58875abd5ca1f3.webp)
arxiv：2002.00035v2 [Quant-ph] 2020年11月30日
准确的量子化学模拟在经典计算机上对于工业相关大小的问题仍然具有挑战性，并且有理由希望量子计算可以帮助突破技术可行的边界。虽然变异量子本元（VQE）算法可能已经将嘈杂的间相位量表（NISQ）设备转化为有用的机器，但必须尽一切努力将稀缺的量子资源尽可能地使用。我们结合了所谓的年代零或配对电子，计算量子化学的近似值与用于在基于栅极的quantum计算机上模拟分子化学的技术，并获得了非常有效的量子量子模拟算法。虽然通过配对的电子近似丢失了一些精度，但我们表明，使用释放的量子资源来增加基集可以导致更准确的结果，并且减少了几个数量级运行的必要量子计算数量，已经适用于诸如锂液化液体之类的简单系统。我们还讨论了基于选择后的错误缓解方案，该方案在考虑给定的汉密尔顿格式时显示了有吸引力的缩放，从而提高了其NISQ实施的可行性。