用编程符号表示为:[ [ ⍺ , β ] ]。我们如何表示由多个量子比特组成的复合系统?它也是一个矢量吗?如果是,那么它位于什么空间中——多少维,它的基础是什么?在线性代数中,组合矢量空间有两种常用的方法,一种是直接和(用 ⊕ 表示),其中维度相加,另一种是张量积(用 ⊗ 表示),其中维度相乘。对于 n 量子比特系统,前者导致 2n 维空间,而后者产生 2 n 维。大自然选择了后者:多量子比特系统的矢量空间是组成量子比特空间的张量积。这一事实对量子计算具有关键意义,因为这意味着计算能力和信息内容随着量子比特的数量呈指数增长,而不是线性增长。 2. 空间
产生大规模纠缠的能力是嘈杂中型量子 (NISQ) 设备中量子信息处理能力的重要前身。本文研究了在当前超导量子设备上准备大量量子比特纠缠量子态的程度。准备了 IBM Quantum 65 量子比特 ibmq_manhattan 设备和 53 量子比特 ibmq_rochester 设备上的原生图状态,并应用了量子读出误差缓解 (QREM)。检测到了跨越每个完整设备的连通纠缠图,表明每个设备的整体都存在二分纠缠。结果表明,QREM 的应用增加了所有测量中观察到的纠缠,特别是,在 ibmq_rochester 中发现的量子比特纠缠对的数量从总共 58 个连通对中的 31 个增加到 56 个。这项研究的结果表明,迄今为止最大的两个超导装置中存在完全的二分纠缠。
假定威胁量子计算的噪声过程是局部的,这意味着它们在电路的特定部分(例如个体物理Qubits)上作用。在QEC的“扩展”方法中,量子信息被编码为多个物理量子,这些量子构成了用于实际计算任务的每个逻辑量子。因此,即使一个物理量子被噪声破坏了,逻辑量子携带的信息也不会损坏。在QEC的“异国状态”方法中,每个计算单元是一个单个振荡器,逻辑位由振荡器的两个特殊状态(称为非平凡状态)表示,这些状态可与局部噪声抗衡。外来状态技术采用连续变量的系统,例如电磁模式,这些系统是在自身稳健(被动QEC)的状态下初始化的,或者可以通过不影响逻辑值(Active QEC)的操作来稳定。
对于量子诊断库的插件体验,请考虑购买橙色架子或橙色研发系统。这些产品可确保硬件和软件之间的信号质量,连通性和紧密集成的高标准,这是保证自动诊断所必需的。
工业半导体制造已经能够生产具有数十亿至数万亿个晶体管的传统处理器。有趣的是,半导体量子点器件中的量子比特与经典晶体管结构有许多相似之处。利用工业制造技术生产大规模半导体自旋量子比特处理器使半导体量子比特平台成为实现通用量子计算最有希望的候选平台之一。
量子比特和腔之间的色散相互作用在电路和腔量子电动力学中无处不在。它描述了一个量子模式响应另一个量子模式的激发而发生的频率偏移,并且在封闭系统中必然是双向的,即互易的。在这里,我们展示了一项关于 transmon 量子比特和超导腔之间非互易色散型相互作用的实验研究,这种相互作用源于与具有破坏时间反转对称性的耗散中间模式的共同耦合。我们通过原位调整铁氧体元件的磁场偏置来表征不同程度的非互易性下的量子比特腔动力学,包括不对称频率牵引和光子散粒噪声失相。我们引入了一个用于色散状态下非互易相互作用的通用主方程模型,为与中间系统无关的观察到的量子比特腔动力学提供了紧凑的描述。我们的结果提供了一个超越非厄米汉密尔顿量和级联系统典型范式的量子非互易现象的例子。
摘要 — 这项工作探索了优化基于 FPGA 的控制硬件的途径和目标,用于进行量子计算系统的实验,并作为当前经典和量子计算硬件交叉点的一些研究论文的介绍。随着基于超级位架构构建大规模错误或纠正数量的计算机的承诺,室温控制电子技术的创新需要带来这些数量实现成果。 QI CK(量子仪器控制套件)是一个基于 FPGA 的领先实验实验。然而,它与其他实验性量子计算架构的集成,特别是那些使用超高频 (SRF) 腔的架构,尚待探索。我们确定了用于优化超导位架构的电子控制的关键目标,并提供了控制脉冲波解决方案的一些初步结果。通过针对三维超导量子位设置进行优化,我们希望能够揭示经典计算方法中的一些要求,以充分发挥这个量子计算架构的潜力,并传达对该研究进展的兴奋。
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。
量子计算机的基本构建块是一个Qubit,一个通用的两级系统。由于目标是准确操纵许多量子位,因此必须确定量子空间是否可靠,即不与更大的空间结合在一起。最有希望的量子量的突出使它们与环境和其他状态相关,以独特而孤立的过渡频率操作每个量子,被认为只会造成小小的不连贯性干扰。对于在噪声设备上执行的任何成功的易耐故障量子计算的假设是必要的,因为误差缓解依赖于噪声的受控空间[1-3]。另一方面,外部状态的潜在贡献可能导致系统错误,这很难纠正[4-7]。在延迟测试中直接观察到了这样的泄漏[8]。5变量,但尚未确定其起源。由于非谐调性,对于非常快的门而言,泄漏到已知的较高状态[9]变得显着,在这种情况下,需要采取其他措施来减少它[10-12]。