XiaoMi-AI文件搜索系统
World File Search SystemQudits
qudits和高维量子计算
Qudit是一种多级计算单元的替代品，可替代2级量子。与Qubit相比，Qudit提供了更大的状态空间来存储和过程信息，因此可以降低电路复杂性，简化实验设置以及算法效率的实现。本评论提供了基于Qudit的量子计算的概述，涵盖了从电路构建，算法设计到实验方法的各种主题。我们首先讨论了Qudit Gate的通用性和各种Qudit门，包括Pi/8 Gate，交换门和多级别控制的门。然后，我们介绍了几种代表性量子算法的QUDIT版本，包括Deutsch-Jozsa算法，量子傅立叶变换和相位估计算法。最后，我们讨论了用于QUDIT计算的各种物理实现，例如光子平台，铁陷阱和核磁共振。
qudits和高维量子计算
qudit是传统2级值的多级计算单元替代品。与Qubit相比，Qudit提供了更大的状态空间来存储和过程信息，因此可以降低电路复杂性，简化实验设置以及算法效率的增强。本评论提供了基于Qudit的量子计算的概述，涵盖了从电路构建，算法设计到实验方法的各种主题。我们首先讨论Qudit门通用性和各种Qudit门，包括Pi/8 Gate，交换门和多级别控制的门。然后，我们介绍了几种代表性量子算法的QUDIT版本，包括Deutsch-Jozsa算法，量子傅立叶变换和相位估计算法。最后，我们讨论了用于QUDIT计算的各种物理实现，例如光子平台，铁陷阱和核磁共振。
利用频率梳量子进行量子信息处理
摘要 — 经典光频率梳已经彻底改变了从光谱和光钟到任意微波合成和光波通信等无数领域。利用这种成熟光学平台固有的稳健性和高维性，它们的非经典对应物，即所谓的“量子频率梳”，最近开始在光纤兼容量子信息处理 (QIP) 和量子网络中显示出巨大的潜力。本综述将介绍频率箱 QIP 的基本理论和实验，以及继续发展的机会。特别强调了最近展示的量子频率处理器 (QFP)，这是一种基于电光调制和傅里叶变换脉冲整形的光子装置，能够以并行、低噪声方式实现高保真量子频率门。索引词 — 频率梳、量子计算、电光调制器、相位调制、光脉冲整形。
使用分布式二保护振荡器和量子
多模 Gottesman-Kitaev-Preskill (GKP) 码的最新进展在增强离散和模拟量子信息的保护方面显示出巨大的潜力。这种扩大的保护范围为量子计算带来了机会，通过保护压缩——许多量子计量协议中的基本资源——可以使量子传感受益。然而，量子传感使量子纠错受益的潜力尚未得到充分探索。在这项工作中，我们提供了一个独特的例子，其中量子传感技术可以应用于改进多模 GKP 码。受分布式量子传感的启发，我们提出了分布式双模压缩 (dtms) GKP 码，它以最少的主动编码操作提供了纠错优势。事实上，所提出的代码依赖于单个（主动）双模压缩元件和分束器阵列，可有效地将连续变量相关性分配给许多 GKP 辅助元件，类似于连续变量分布式量子传感。尽管构造简单，但使用 dtms-GKP 量子比特码可实现的代码距离与以前通过强力数值搜索获得的结果相当 [PRX Quantum 4, 040334 (2023)]。此外，这些代码能够实现模拟噪声抑制，超越最著名的双模式代码 [Phys. Rev. Lett. 125, 080503 (2020)]，而无需额外的压缩器。我们还为所提出的代码提供了一个简单的两级解码器，对于两种模式的情况，该解码器似乎接近最优，并允许进行分析评估。
用频率键qudits
3.1量子频率处理器的高级视觉。一个输入量子状态，该量子状态由光子的叠加（球形）组成，分布在离散频率箱上，通过并行的Quantum门（盒子）网络传播，执行所需的操作集。特定颜色的球体表示以特定频率模式找到单个photon的概率幅度 - 也就是说，理想的测量将导致每种颜色的单击一次。频率叠加由跨跨多条线的球表示，而纠缠状态则通过云可视化。我们在实验上意识到的两个特定操作在这里描述了：两个可分辨的光子（顶部）之间的Hong-Ou-mandel干扰和最大纠缠的频率键铃状态（底部）上的两倍旋转。。。。。。。。。。。。。。。。。。35
量子电路压缩与混合尺寸Qudits
摘要 - 由于近年来的成就，量词计算机正成为现实。当今可用的量子计算机提供数百个Qubits，但在累积错误和量子状态衰减之前可以执行的操作数量仍然有限。关于误差积累，非本地操作（例如CX或CZ）是主要贡献者。减少所需非本地操作数量的一种有希望的解决方案是通过利用量子系统的固有高维功能来更有效地利用量子硬件。在一个称为电路压缩的过程中，量子位之间的非本地操作映射到Qudits的本地操作，即高维系统。在这项工作中，我们提出了一种启用量子电路压缩的策略，其目的是将给定电路中的Qubits映射到目标硬件的混合维数。此外，在引入捕获量子操作本质的新表示之前，我们讨论了电路压缩的原理以及Qubits和Qudits的物理结构，影响了图的量子状态的不同逻辑水平。基于此，我们提出了一种自动化方法，用于将任意门设置的Qubit电路映射到混合量子量子系统中，从而降低了非本地操作的数量。经验评估证实了拟议方法的有效性，将几乎一半的病例降低了多达50％的非本地操作。索引术语 - Quantum Computing，电路压缩，QUDITS最后，相应的源代码可在github.com/cda-tdum/qudit-compression上自由获得。
光学 171Yb+ 量子点的连续动态解耦...
量子计算机的发展受到了这样一种想法的刺激，即在解决计算任务时实现比基于传统原理的机器高得多的速度，并且与密码学（Shor，1994）、搜索（Grover，1996）、优化（Farhi 等人，2014）、量子系统模拟（Lloyd，1996）和求解大型线性方程组（Harrow 等人，2009）等问题相关。现有的量子计算设备原型使用各种物理平台来实现量子计算协议，例如超导电路（Arute 等，2019 年；Wu 等，2021 年）、半导体量子点（Xue 等，2022 年；Madzik 等，2022 年；Noiri 等，2022 年）、光学系统（Zhong 等，2020 年；Madsen 等，2022 年）、中性原子（Ebadi 等，2021 年；Scholl 等，2021 年；Henriet 等，2020 年；Graham 等，2022 年）和捕获离子（Zhang 等，2017 年；Blatt and Roos，2012 年；Hempel 等，2018 年）。尽管有几项实验报告称在解决采样问题方面取得了量子优势（Arute 等人，2019 年；Wu 等人，2021 年；Zhong 等人，2020 年），但现有一代量子计算机的计算能力有限。这些限制与以下事实有关：为了解决实际相关的计算问题，必须将设备相对于所用信息载体数量（例如，量子比特，它们是经典比特的量子对应物）的可扩展性与对量子比特的高质量操作相结合
通过中间量子实现有效的量子电路分解
许多量子算法都利用了辅助位，即用于在计算过程中存储临时信息的额外空闲位，这些信息通常在使用后恢复到其原始状态。辅助位有多种用途，例如减少总执行时间。在某些情况下，它们可以渐进地改善电路分解的深度。这凸显了量子程序中一个重要的时空权衡——我们以辅助位的形式花费额外的空间，以减少输入电路的深度。真正的量子机器的量子比特数量有限，因此充分利用它们以更快地计算更大、更有用的问题非常重要。最近，[1] 证明了高维量子比特可以作为某些电路元件中辅助位的替代品，效果很好。虽然量子电路通常以量子比特上的二进制逻辑门来表示，但在许多量子技术中，这种两级抽象是肤浅的。超导量子比特 [2] 和捕获离子 [3] 具有无限多种可能的状态，而较高的状态通常被抑制。不幸的是，通过访问这些状态，计算会受到更多种类的错误的影响，实际上错误类型的数量在计算基数中呈二次方增长 [1]。但是，如果正确使用量子比特状态，则获得的好处会超过这种成本。具体来说，我们在计算过程中暂时使用量子比特状态，同时保持电路的二进制输入和输出。
MQT Qudits：混合维量子计算的软件框架
量子计算有望在许多领域超越传统设备的极限。尽管取得了令人瞩目的进展，但当前的研究主要集中在量子比特上。同时，基于多级 qudit 系统的量子硬件提供了一系列优势，包括扩展的门集、更高的信息密度和更高的计算效率，这可能在克服传统机器和当前基于量子比特的量子设备的局限性方面发挥关键作用。然而，使用 qudits 不仅在实验控制方面面临挑战，而且在算法开发和量子软件方面尤其如此。在这项工作中，我们介绍了一种开源工具 MQT Qudits，它是慕尼黑量子工具包 (MQT) 的一部分，旨在帮助设计和实现混合维 qudit 设备的应用程序。我们为混合维度系统指定了一种标准化语言，并讨论了电路规范、硬件门集编译、高效电路模拟和开放挑战。 MQT Qudits 可在 github.com/cda-tum/mqt-qudits 和 pypi 上的 pypi.org/project/mqt.qudits/ 上获取。
Qudits 与 Qubits：更快、更可靠的量子门？
[11] E. Moreno-Pineda、C. Godfrin、F. Balestro 等人。化学学会评论，2018，47，501 [12] M. Ringbauer，M. Meth，L. Postle 等。 Nature Physics, 2022, 18, 1053 [13] Y. Chi, J. Huang, Z. Zhang 等.自然通讯，2022，13，1166 [14] A. Larrouy，S. Patsch，R. Richaud 等人。 Physical Review X, 2020, 10, 021058 [15] Petiziol, F., Chiesa, A., Wimberger, S. et al. npj Quantum Inf, 2021, 7 ,133TbPc2as a qu-4-it（例如 [1]）。