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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。
使用强化学习对量子计算进行编译器优化
摘要 — 任何量子计算应用程序一旦被编码为量子电路，就必须先进行编译，然后才能在量子计算机上执行。与传统编译类似，量子编译是一个顺序过程，具有许多编译步骤和许多可能的优化过程。尽管有相似之处，但量子计算编译器的开发仍处于起步阶段——缺乏对最佳过程顺序、兼容性、适应性和灵活性的相互整合。在这项工作中，我们利用数十年的经典编译器优化，提出了一个强化学习框架来开发优化的量子电路编译流程。通过不同的约束和统一的接口，该框架支持在单个编译流程中结合使用来自不同编译器和优化工具的技术。实验评估表明，所提出的框架（由 IBM 的 Qiskit 和 Quantinuum 的 TKET 中选择的编译过程设置）在 73% 的预期保真度情况下明显优于两个单独的编译器。该框架作为慕尼黑量子工具包 (MQT) 的一部分在 GitHub (https://github. com/cda-tum/MQTPredictor) 上提供。
QASMBench：用于 NISQ 评估和模拟的低级量子基准套件
NISQ 时代量子计算 (QC) 的快速发展迫切需要一个低级基准测试套件和深刻的评估指标，以表征原型 NISQ 设备的特性、QC 编程编译器、调度程序和汇编程序的效率以及经典计算机中量子系统模拟器的能力。在这项工作中，我们通过基于 OpenQASM 汇编表示提出一个低级、易于使用的基准测试套件 QASMBench 来弥补这一空白。它整合了来自化学、模拟、线性代数、搜索、优化、算术、机器学习、容错、密码学等各个领域的常用量子例程和内核，在通用性和可用性之间进行权衡。为了从 NISQ 设备执行的角度分析这些内核，除了电路宽度和深度之外，我们还提出了四个电路指标，包括门密度、保留寿命、测量密度和纠缠方差，以提取有关执行效率、NISQ 误差敏感性以及机器特定优化的潜在收益的更多见解。QASMBench 中的应用程序可以在多个 NISQ 平台上启动和验证，包括 IBM-Q、Rigetti、IonQ 和 Quantinuum。为了进行评估，我们通过密度矩阵状态断层扫描测量 12 台 IBM-Q 机器上 QASMBench 应用程序子集的执行真实性，包括 25K 电路评估。我们还比较了 IBM-Q 机器、IonQ QPU 和 Rigetti Aspen M-1 系统之间的执行真实性。QASMBench 发布在：http://github.com/pnnl/QASMBench。
在量子处理器实验室中探索量子引力
全息原理及其在 AdS/CFT 对应中的实现导致了广义相对论和量子信息之间意想不到的联系。这为在桌面量子计算实验中研究量子引力模型的各个方面奠定了基础，否则这些模型很难获得。最近的研究设计了一种特殊的隐形传态协议，实现了一种令人惊讶的通信现象，最自然的解释是可穿越虫洞的物理原理。在这项工作中，我们在最先进的量子计算机上基于该协议进行了量子实验。目标量子处理单元 (QPU) 包括 Quantinuum 的离子捕获系统模型 H1-1 和五个具有各种架构的 IBM 超导 QPU，具有公共和高级用户访问权限。我们报告了从这些 QPU 观察到的隐形传态信号，其中最好的一个达到了理论预测的 80%。在尝试优化协议的过程中，我们确定了一组传输经典比特而不是量子比特的参数，但传输方法仍然采用量子加扰，这是一种意料之外的现象。我们概述了在实施过程中面临的实验挑战，以及这项工作带来的量子动力学新理论见解。我们还开发了 QGLab——一种开源端到端软件解决方案，有助于在由 Qiskit 和 tket SDK 支持的最先进的和新兴的 QPU 上进行虫洞启发的隐形传态实验。我们认为我们的研究和成果是朝着在实验室中实现更复杂的间接探测量子引力实验迈出的早期实际步骤。
拉丁美洲和美国的大脑健康和痴呆症的教育差异
全息原理及其在ADS/CFT对应关系中的实现导致一般相对性和量子信息之间的意外联系。这为研究量子重力模型的各个方面奠定了阶段，否则在桌上量子计算实验中，这些量子重力模型很难访问。最近的作品设计了一种特殊的传送协议，该协议实现了令人惊讶的通信方式，最自然地通过可穿越的虫洞的物理学来解释。在这项工作中，我们基于此协议进行了有关最先进的量子计算机的量子实验。目标量子处理单元（QPU）包括Quantinuum的捕获 - 离子系统模型H1-1和五个IBM各种体系结构的IBM超导QPU，并具有公共和优质用户访问。我们报告了这些QPU的观察到的传送信号，其中最佳的传送信号达到了80％的理论预测。在尝试优化协议时，我们登上了一组参数，这些参数转移了经典位而不是量子位，但是转移方法仍然采用量子争夺，是一种意外的现象。我们概述了实施过程中所面临的实验挑战，以及对工作导致的量子动态的新理论见解。我们还开发了QGLAB - 一种开源的端到端软件解决方案，可促进对Qiskit和TKET SDKS支持的最先进和新兴QPU的QPU进行虫洞启发的传送实验。我们将研究和可交付成果视为实现更复杂的实验的早期实际步骤，以间接探测实验室中量子重力的探测。
![arXiv:2210.08656v3 [nucl-th] 2023 年 5 月 31 日](/simg/g:\will\search\icon\source\0\04b633dc68fc6849117ccdf3ee3af535b70ffa56.webp)
arXiv:2210.08656v3 [nucl-th] 2023 年 5 月 31 日
在极端天体物理环境中，例如在核心坍缩超新星中发现的环境中，中微子密度足够高，可以参与能量和动量的传输、局部化学组成和动力学[1-5]。轻子味的相干演化依赖于弱相互作用引起的中微子间自相互作用[6-10]，起着重要作用。超越平均场描述，首次研究密集中微子系统相干演化的量子关联，为此类动力学提供了重要见解[11-28]。到目前为止，他们主要关注二分纠缠见证，如纠缠熵、负性和并发性[15-19，21-26]。在本研究中，我们通过计算随时间演化而产生的 n 个中微子之间的 n -缠结 [29]，τ n ，探索了此类系统中的多中微子纠缠。发现后期总 n -缠结对于大系统尺寸来说是可缩放的。我们的工作利用了经典模拟和量子模拟，使用 Quantinuum 20 量子比特囚禁离子量子计算机 H1-1 和噪声模拟器 H1-1E [30]。描述集体相干中微子味振荡的领先阶低能有效哈密顿量由三个项组成。一个项负责真空振荡，源自中微子质量矩阵 [31 – 34]。第二个项来自中微子与物质之间的弱相互作用，主要是ν e 和e − 之间，通过带电电流过程，它导致了Mikheev-Smirnov-Wolfenstein效应[35,36]。下文中我们忽略这一项的贡献。第三个项来自中性流弱相互作用，它导致了中微子的相干前向散射，当中微子密度足够高时，这种散射会变得十分显著[7-10]。由于θ 13 的值很小[37]，三味中微子系统可以用涉及电子中微子ν e 和重中微子ν x 的二味系统来近似，后者被认为是ν µ 和ν τ 的组合[38]。 N 个中微子的有效哈密顿量可以表示为味空间中的自旋算符 [ 14 ]，
新闻发布_MWC 2025TelefónicaEspaña，Biscay政府的合作伙伴，以制定其量子技术工业战略
Biscay和Telefónica政府之间的框架合作项目将拥有开发所需的最新一代设备。它将结合富士通提供的数字Annelaer（DA），该数字将安置在比斯威的Telefónica中央办公室中。这是历史上日本以外的基础设施中的第一个DA。此量子计算解决方案能够解决多达100,000个变量的问题，利用不同的量子现象（叠加，纠缠，隧道效应）来加快计算。此外，它将具有一个特定的量子仿真平台。目的是能够模仿量子电路的运行，这是通过基于超级计算（HPC）在经典数字计算机上运行软件来实现的，从而获得了几种仿真模式：状态向量，张量网络和MPS（Matrix product state State）。根据协议，Telefónica将为参与该项目的各方提供远程访问Fujitsu的量子计算和仿真平台。这些新平台将补充Telefónica已经提供给Biscay政府的平台。以这种方式，Biscay是世界上拥有更多量子平台和不同技术和不同制造商的地方的地方，例如Amazon Web Services（AWS），DWAVE，IBM，IBM，IONQ，IQM，IQM，Microsoft，Microsoft，OQC，Pascal，Pascal，Pascal，QCI量子量子，Qilimanjaro，Qilimanjaro，Qilimanjaro，Quilimanjaro，Quansinuum，Quarser，Quera，Quera，Quera，Quera，Quera，Quera，Quera，Quera，Quera和rigetti。我们希望公司在该领域进行实验。Alonso强调，在Telefónica，我们一直在研究Biscay的经济促进议员Ainara Basurko认为，“技术与研究中心，大学，商业计划和比斯开会之间的合作将加速该领土量子技术创新的发展和商业化。西班牙电视北领地董事ManuelángelAlonso说：‘在我们看来，与比斯开会政府的合作似乎是一个令人兴奋的项目。 量子计算将在许多层面上改变游戏规则，这使得必须准备面对其风险并从其代表的机会中受益至关重要。西班牙电视北领地董事ManuelángelAlonso说：‘在我们看来，与比斯开会政府的合作似乎是一个令人兴奋的项目。量子计算将在许多层面上改变游戏规则，这使得必须准备面对其风险并从其代表的机会中受益至关重要。
赶上IEEE量子周
赶上IEEE量子周：QCE24和ICON奖IEEE国际量子计算与工程会议（QCE）：IEEE Quantum Week（IEEE国际量子计算与工程会议（QCE））是IEEE量子量子的量牌会议。它弥合了量子计算科学与其生态系统之间的差距。这是一个多学科的场所，为与会者提供了与量子科学家，工程师，程序员，教育者和企业家讨论挑战和机会的独特机会。QCE24于2024年9月15日至20日在加拿大魁北克蒙特利尔举行（https://qce.quantum.ieee.org/2024/）。超过1,600名注册人参加了活动，包括9个主题演讲者（IBM，CalculQuébec，Microsoft，Microsoft，Google，Princeton U.，Xanadu，Xanadu，U.除了职业博览会和学生独立的指导会议外，还举行了6次“羽毛鸟”会议，以围绕精选的量子主题进行网络机会。主题可以分为七个类别：1。量子应用； 2。量子算法； 3。量子系统软件； 4。量子网络和通信； 5。量子计算硬件工程； 6。量子光子学； 7。量子机学习。与包装相关的主题属于＃5和6。记录了所有会议（超过400小时），以供参加者参加会议。参与的呼吁将于明年年初发布。QSEEC（量子科学与工程教育会议）还举办了一项联合的为期一天的计划，重点是培训量子劳动力，从高中开始，铺平了通往大学和学期的实习和工作的道路。IEEE量子周由13个IEEE社会和组织单位（计算机，量子技术界，TC，软件，通信，光子学，超导性超导性，TEMS，EPS，EPS，EPS，EPS，EDS，EDS，CTSOC，PES，PES和IEEE量子）赞助。自QCE四年前开始以来的第一次，EPS举办了一次联排屋会议，以使社会代表有机会谈论他们参与量子周和量子社区并注册会员资格。QCE25将于2025年8月31日至9月5日在新墨西哥州的阿尔伯克基举行。自2025年以来，联合国宣布将成为更大的活动，为国际量子科学技术年（https://quantum2025.org/en/）。图标奖：IEEE赞助了全球2000多个年度会议和活动，涵盖了广泛的尖端技术。每年，IEEE将图标奖授予
在被困的离子量子模拟器中实现的动态拓扑阶段
可编程量子仿真的新生平台可在近似隔离的系统中前所未有的访问对远程平衡量子多体动力学的新制度的访问。在这里，实现对量子多体纠缠的精确控制是量子传感和计算的重要任务。广泛的理论工作表明，这些能力可以实现具有拓扑的方法和临界现象，这些阶段和关键现象表现出了拓扑合理的方法，可以创建，保护和操纵量子纠缠，从而对大量的错误进行自我纠正。迄今为止，实验实现已局限于经典（非输入）对称性的OR- 1-5。在这项工作中，我们证明了一个新兴的动态对称性受保护的拓扑阶段（EDSPT）6，在Quastinuum系统模型H1诱捕的ION量子处理器7中的十171 Yb +超固量量子的准驱动阵列中。此阶段表现出动态保护的边缘量子位，免受控制误差，串扰和流浪场。至关重要的是，这种边缘保护纯粹依赖于紧急的动力对称性，这些动力对称性绝对稳定在通用相干扰动中。此属性对于准二驱动的系统很特别：正如我们所证明的那样，定期驱动的Qubit-Array的类似边状态容易受到对称性破坏错误的影响，并迅速解压缩。我们的工作为实施更复杂的动力学拓扑订单8,9铺平了道路，这将使量子信息的错误操纵。mbl可以保护“热”，密集且驱动强的物质中的长寿命量子相干动力学。提供理解和分类新型的普遍动力学现象（稳定阶段和关键现象的动态类似物）可能会在孤立的量子多体系统中引起的基本科学挑战。早期研究已经对热化和混乱10的量子机械基础产生了深入的见解，并且已经证明了如何通过多体定位（MBL）通过人工随机性和混乱来预防热化。它可以启用具有固有动力学量子相的新类别，其特性在静态热平衡中从根本上被禁止，例如动态对称性破坏和拓扑8。从实际的角度来看，通用和量子相干的动力学行为诱人地提供了错误的弹性方法来创建，保护和操纵量子多体纠缠 - Quantum Compuce的驱动力。要执行量子计算，人们面临着隔离Qubits以保持其连贯性的愿望与强烈相互作用量子的愿望之间的权衡，以执行计算。即使是从环境反向分解的完美隔离中，由于流浪场，栅极错误校准，跨言论等，强烈的Qubit间耦合不可避免地会导致残留，连贯的误差，从而破坏了计算。也许在违反直觉上，相干错误可能比不连贯的错误更具破坏性。尤其是，与不连贯的误差相比，相干误差的n门引起的不忠性可以随着〜n 2ϵ2的形式增长。尽管对算法性能产生了巨大的有害影响，但连贯的错误仍在挑战。标准的随机台上标记过程，例如，将相干和不相干的误差组合到单个有效的每门误差中，这可以显着高估与计算相关的结构性电路的准确性。采用动态脱钩脉冲序列（DDS）是一种时间悠久的方法，可以减轻与不受控制的静态流浪场相关的某些类型的相干误差。然而，对于使用全局单旋旋链控制的传统自旋回波协议，脱钩脉冲中大小的略微缺陷会累积并破坏时间〜1 /ϵ的分离。相比之下，在理论上，动态阶段8的最新工作已经预测，多自旋相互作用的局部控制可以实现自然校正的DDS，这些DDS固有地对抗大型相干错误。这些方案的鲁棒性来自动力学的巨大量化拓扑不变。