摘要我们制定对量子问题的控制,以执行任意量子计算作为优化问题。然后,我们为其解决方案提供了一种示意图机器学习算法。想象一下一条长条“量子物质”,并具有某些假定的物理特性,并配备了定期间隔的电线以提供输入设置并阅读结果。在展示了如何将来自设置到结果的相应地图解释为量子电路之后,我们提供了一个机器学习框架,以“学习”在哪些设置上实现通用门集的成员。为此,我们设计了一个损失函数来衡量提出的编码未能实现给定电路的严重差异,并证明存在“层析上完整的”电路集:如果给定编码的编码最小化该集合的每个成员的损耗函数,它也将用于任意电路。最佳,任意量子门,因此可以使用这些东西实现任意量子程序。
摘要。我们描述了高斯州的量子纠缠和量子转向的行为,两种骨气模式,每种模式都放置在其自身的嘈杂环境中。使用kossakowski-lindblad主方程,基于完全正面的量子动力学半群的开放系统理论框架中研究了系统的动力学。The evolution of the quantum entangle- ment and quantum steering is described in terms of the covariance matrix formalism, by providing their dependence on the parameters characterising the system (squeez- ing between the modes, frequencies of the modes and their average photon numbers) and on the parameters of the noisy channels (temperatures, squeezing and phase of the environments).特别是,我们在量子转向和量子纠缠之间进行了比较,并说明纠缠是系统中转向的必要条件。
国家和运营商以给定表示。当未指定的不同时,每个自旋子系统中的基础是由σz运算符特征状态制成的规范(测量):{| 0 i z,| 1 i z} = {| 0 i,| 1 I}。
其中 z 是我们要查找的文件的地址。假设 f ( x ) 是即时可计算的,因此此过程不需要任何计算步骤。这种函数通常称为 oracle,如第 5 章所述。因此,问题是找到 z 使得 f ( z ) = 1,给定一个函数 f : S n →{ 0 , 1 },该函数仅在一个点上假设值为 1。
TGD 导致了 [46, 56] 中讨论的两种关于物理学的观点。在第一种观点 [14, 13, 17] 中,物理学被视为时空几何,在 H = M 4 × CP 2 中被确定为 4 曲面,在更抽象的层面上,物理学是“经典世界的世界”(WCW)的几何,由基本作用原理的优选极值(PE)空间组成,将玻尔轨道的类似物定义为具有奇点的极小曲面。在第二种观点 [29] 中,物理学被简化为数论概念,类似于动量空间的 M 8 中的 4 曲面定义了基本对象。类似于动量位置对偶的 M 8 − H 对偶 [42, 43] 将这两种观点联系起来。 M 8 c (复数 M 8 ) 中的 4 曲面,可解释为复数八元数,它们必须是结合的,即它们的法向空间是四元的。对于给定的时空区域,它们由实参数多项式 P 的根延至 M 8 c 中的多项式来确定。这些根定义了 M 4 c ⊂ M 8 c 的质量壳层集合,通过全息术,它们定义了 H 的 4 维表面。H 级的作用原理由 TGD 的扭转升力决定,是 4-DK¨ahler 作用与体积项 (宇宙常数) 之和。它不是完全确定性的,H 中作为 PE 的时空曲面与玻尔轨道类似,可视为具有框架的肥皂膜的类似物,对应于确定性失效的奇点。除了由 P 的根确定的光骨架本时 a = an 对应的双曲 3 曲面外,框架还提供额外的全息数据。框架包括部分子 2 曲面的类光轨道和连接它们的弦世界面。新颖之处在于,与零能量本体论 (ZEO) [33] 一致的是,类空间数据对于全息术来说是不够的,还需要类时间数据,而弦世界面对于编织和 TQC 来说是绝对必要的。
量子临界性源自许多相互作用的量子粒子的集体行为,通常发生在物质不同相之间的过渡阶段。它是凝聚态物理学的基石之一,我们利用动态驱动的现象在嘈杂的中尺度 (NISQ) 量子设备上访问它。我们通过 Kibble-Zurek 过程探测可编程超导量子芯片上一维量子 Ising 模型的临界特性,获得缩放定律,并估计临界指数,尽管硬件上存在固有的错误源。此外,我们研究了 NISQ 计算机的改进(更多量子比特,更少噪声)将如何巩固这些通用物理属性的计算。单参数噪声模型捕捉了缺陷的影响并重现了实验数据。其系统研究表明,噪声与温度类似,在系统中引入了新的长度尺度。我们引入并成功验证了修改后的缩放定律,直接考虑了噪声,而无需任何先验知识。它使提取物理属性的数据分析对噪声透明。通过了解不完美的量子硬件如何改变物质量子态的真正属性,我们大大增强了 NISQ 处理器解决量子临界性以及其他潜在现象和算法的能力。
伽罗瓦群置换多项式的根,多项式通过 M 8 − H 对偶确定时空区域。根对应于质量平方值,一般为代数数,因此对应于 M 4 c ⊂ M 8 c 中的质量双曲面。H 图像对应于光锥固有时间常数值 a = an 的 3 双曲面。因此,伽罗瓦群可以置换具有类时分离的点。但请注意,a 的两个值的实部或有理部可以相同。这乍一看很奇怪,但实际上证实了这样一个事实:定义 TQC 的类时辫对应于定义弦世界面的弦状对象的 TGD 类时辫(也涉及重新连接),它们现在不是作为物理状态的类空实体的时间演化,而是对应于定义完全固定全息术所需边界数据的类时实体。它们的存在是由于所涉及的作用原理的决定论的微小失败而必然出现的,并且完全类似于肥皂片的非决定论,肥皂片的框架充当了决定论失败的座位。
物理学是实验性的,因此所有物理理论的假设都是基于实验的。在这里,我们建议使用量子计算机直接对量子力学的两个假设进行实验测试。在理想情况下,假设硬件完美,它们特别适合此目的,因为它们是具有大量自由度的量子系统。相反,在非理想情况下,即噪声中尺度量子 (NISQ) 设备,可以假设量子力学有效,并使用这些测试对 [ 1 – 3 ] 深量子级别的设备进行基准测试,因为它们基于理论的基础(假设)。换句话说,假设硬件完美,可以测试量子力学;假设量子力学,可以测试硬件。放宽这两个假设,可以执行自洽性检查来测试两者。我们提出了两个这样的实验测试:我们为 Peres 和 Sorkin 测试提供算法和量子机器代码,并在 Rigetti 量子计算机上运行它们。第一个实验是对量子力学状态公设(即叠加原理)的检验,该公设认为量子态存在于复希尔伯特空间中。原则上,可以设想基于实数[ 4 , 5 ]、复数或四元希尔伯特空间[ 6 ]的量子力学:选择基于实验结果,例如Peres的实验;另见参考文献[ 7 – 12 ]。复数是必要(且充分)的事实具有有趣的含义,例如,它意味着量子态是局部可区分的[ 13 ],并且它与某些量子现象的局部性有关[ 7 ]。第二个实验测试由Sorkin [ 14 ]提出,是对玻恩公设的检验。玻恩规则表明量子概率是
摘要:大型强关联系统的量子化学计算通常受到计算成本的限制,而计算成本会随系统规模呈指数级增长。专为量子计算机设计的量子算法可以缓解这一问题,但所需的资源对于当今的量子设备来说仍然太大。在这里,我们提出了一种量子算法,该算法将化学系统的多参考波函数的局部化与量子相位估计 (QPE) 和变分酉耦合簇单重和双重 (UCCSD) 相结合,以计算其基态能量。我们的算法称为“局部活性空间酉耦合簇”(LAS-UCC),对于某些几何形状,该算法与系统规模呈线性关系,与 QPE 相比,总门数减少了多项式,同时提供的精度高于使用 UCCSD 假设的变分量子特征求解器,也高于经典的局部活性空间自洽场。 LAS-UCC 的准确性通过将 (H 2 ) 2 分解为两个 H 2 分子以及通过破坏反式丁二烯中的两个双键来证明,并且提供了最多 20 个 H 2 分子的线性链的资源量估计。■ 简介
用于量子计算的通用门集已为人所知并进行了数十年的研究,但人们对粒子守恒幺正体的通用门集了解甚少,而粒子守恒幺正体是量子化学中备受关注的操作。在这项工作中,我们证明了以 Givens 旋转形式呈现的受控单激发门对于粒子守恒幺正体是通用的。单激发门描述在由状态 | 01 ⟩ , | 10 ⟩ 跨越的两量子比特子空间上的任意 U (2) 旋转,同时保持其他状态不变 - 这种变换类似于双轨量子比特上的单量子比特旋转。证明是建设性的,因此我们的结果还为编译任意粒子守恒幺正体提供了一种明确的方法。此外,我们还描述了一种使用受控单激发门来准备固定数量粒子的任意状态的方法。我们推导出 Givens 旋转的解析梯度公式,以及分解为单量子比特和 CNOT 门的公式。我们的结果为量子计算化学提供了一个统一的框架,其中每个算法都是由相同的通用成分构建的独特配方:Givens 旋转。