许多量子计算和通信协议 ( 1, 2 ) 的一个关键要求是将特定的光量子态作为信息处理的资源。下面,我们将关注传播光束的量子态,它可以通过光子计数或零差检测来分析,零差检测测量信号态与具有相对相位 θ 的强参考光束之间的干涉。这可以测量一个称为电场“正交分量”的物理量,与算符 ˆ x θ = ˆ xcosθ + ˆ psinθ 相关,其中 ˆ x 和 ˆ p 是正则共轭场可观测量。算符 ˆ x 和 ˆ p 类似于粒子的位置和动量,它们通常被称为“量子连续变量”(QCV)。根据海森堡不等式,它们不能以无限的精度同时确定,所以一般不能为电场定义一个适当的相空间密度Π(x, p)。然而,可以定义一个准分布W(x, p),称为维格纳函数,其边际函数产生概率分布P(xθ)。通过测量几个θ值的分布P(xθ),可以重建维格纳函数;这个逆过程称为量子层析成像(3)。
SPINUS 项目预计于 2027 年完成,该项目汇集了欧洲领先的研究机构和量子技术专家。该项目由弗劳恩霍夫应用固体物理研究所 (IAF) 协调,合作伙伴包括乌尔姆大学、斯图加特大学、德国于利希研究中心和 Quantum Brilliance GmbH、比利时哈瑟尔特大学、瑞典林雪平大学、丹麦技术大学、匈牙利维格纳物理研究中心、意大利布鲁诺凯斯勒基金会、荷兰代尔夫特理工大学和捷克共和国 AMIRES sro。
1 巴斯克大学理论物理学系 (UPV/EHU),西班牙毕尔巴鄂 2 圣塞瓦斯蒂安国际物理中心 (DIPC),西班牙圣塞瓦斯蒂安 3 维格纳物理研究中心,匈牙利布达佩斯 4 杜伦大学数学科学系,英国杜伦 5 格但斯克大学国际量子技术理论中心,波兰格但斯克 6 格但斯克理工大学国家量子信息中心应用物理与数学学院,波兰格但斯克 7 匈牙利科学院核研究所,匈牙利德布勒森 8 IKERBASQUE,巴斯克科学基金会,西班牙毕尔巴鄂
摘要在本文中,我们介绍了统计学习问题的新方法Argminρ(θ)∈PθW2 Q(ρ(ρ(θ)))在量子L 2-量子l 2- w insetrim l 2- w inserric中。我们通过考虑使用维度二维C ∗代数的密度算子的Wasserstein天然梯度流来解决此估计问题。对于密度运算符的连续参数模型,我们拉回了量子瓦斯汀公制,以使参数空间与量子Wasserstein Information Matrix成为Riemannian歧管。使用Benamou -Brenier公式的量子类似物,我们在参数空间上得出了自然梯度流。我们还通过研究相关的Wigner概率分布的运输来讨论某些连续变量的量子状态。
摘要在本文中,我们介绍了统计学习问题的新方法Argminρ(θ)∈PθW2 Q(ρ(ρ(θ)))在量子L 2-量子l 2- w insetrim l 2- w inserric中。我们通过考虑使用维度二维C ∗代数的密度算子的Wasserstein天然梯度流来解决此估计问题。对于密度运算符的连续参数模型,我们拉回了量子瓦斯汀公制,以使参数空间与量子Wasserstein Information Matrix成为Riemannian歧管。使用Benamou -Brenier公式的量子类似物,我们在参数空间上得出了自然梯度流。我们还通过研究相关的Wigner概率分布的运输来讨论某些连续变量的量子状态。
量子计算机有望比传统计算机实现显著的加速。然而,识别出实现这些加速的固有量子特性却是一项挑战。在连续变量设置中——实现通用、可扩展和容错量子计算的有前途的范例——语境性和维格纳负性被视为两种截然不同的资源。在这里,我们表明它们实际上是连续变量量子计算的标准模型的等价物。虽然我们的结果为量子加速提供了连续变量资源的统一图景,但它们也为连续变量语境性的实际演示铺平了道路,并阐明了负概率在量子力学相空间描述中的重要性。
量子资源理论是一个强大的框架,可用于描述和量化相关量子现象,并确定优化其在不同任务中的使用过程。在这里,我们定义了魔法的资源度量,这是大多数容错量子计算机中备受追捧的特性。与以前的文献不同,我们的公式基于玻色子代码,这是连续变量量子计算中经过深入研究的工具。具体来说,我们使用 Gottesman-Kitaev-Preskill 代码来表示多量子位状态,并考虑 Wigner 负性的资源理论。我们的技术可用于为状态转换和门合成等不同应用找到资源下限。我们的魔法度量的解析表达式使我们能够将当前的分析扩展到小尺寸,轻松处理多达 12 个量子位的系统。
我们提出了一种在碰撞的早期和中间阶段使用实时演变提取散射过程相移的方法,以估算波数据包的时间延迟。使用渐近外态行为无法达到的嘈杂量子计算机时,此过程很方便。我们证明,在状态制备中涉及的具有挑战性的傅立叶变换,可以在1 + 1个维度中实施,并使用当前捕获的离子设备和IBM量子计算机实现。我们比较了在单粒子量子力学限制中获得的时间延迟和可伸缩量子场理论公式的量子计算与准确的数值结果。我们讨论了连接时间延迟到相移的Wigner公式中的有限体积效应。报告的结果涉及两量和四量计算,我们讨论了在不久的将来进行大规模计算的可能性。
我们表明,在没有其轴向电流的情况下,无法实验观察量子固有的轨道角动量(IOAM)效应。广义地说,我们认为轴向电流密度的螺旋或干扰性特征决定了任何时空相关的量子系统中非线性或隧道效应的发生。我们的发现是一个综合理论框架,该框架涉及Keldysh理论的限制,并为量子系统的角度动量特性提供了新的见解,尤其是在隧道主导的方案中。使用Wigner函数方法,费米子广义的两级模型和浆果相模拟,我们预测即使在纯量子隧道过程中,IOAM效应也可以持续。这些结果为未来的高强度QED实验(例如使用X射线游离电子激光器的ioAM效应)进行了实验性验证打开了大门。