XiaoMi-AI文件搜索系统
World File Search System二分之一
量子计算的快速弱模拟
摘要 — 量子计算机有望显著加快解决传统计算机无法解决的问题的速度，但尽管最近取得了进展，但在扩展和可用性方面仍然有限。因此，量子软件和硬件的开发严重依赖于在传统计算机上运行的模拟。大多数此类方法都执行强模拟，因为它们明确计算量子态的振幅。然而，这些信息不能直接从物理量子计算机中观察到，因为量子测量会从由这些振幅定义的概率分布中产生随机样本。在这项工作中，我们专注于弱模拟，旨在产生与无错误量子计算机统计上无法区分的输出。我们开发了基于决策图的量子态表示的弱模拟算法。我们将它们与使用状态向量数组和对前缀和进行二分搜索进行采样进行比较。经验验证首次表明，这能够模拟大规模的物理量子计算机。索引术语 — 量子计算、模拟、弱模拟、采样 I. 引言
通过腔 QED 中的热原子纠缠态实现热纠缠和隐形传态
量子纠缠作为一种重要资源是量子力学最显著的特征之一，在量子信息论、量子隐形传态[1]、通信和量子计算[2,3]中都发挥着核心作用。由于其基础性作用，在分离子系统之间产生纠缠态是一个重要课题。近年来，已提出了多种产生纠缠态的方法，其中之一就是 Jaynes-Cummings 模型 (JCM)。JCM 解释了量化电磁场和原子之间的相互作用 [4]。JCM 是一个简单但适用的工具。在过去的二十年里，人们致力于将 JCM 应用到量子信息[5-7]和量子隐形传态[8]中。由 JCM 诱导的纠缠态已被用作量子通道 [9]。 Zang 等人 [10] 利用两能级原子与大失谐单模腔场相互作用，将二分非最大纠缠态转变为 W 态。原子与单模电磁腔场相互作用的纠缠动力学已被研究 [11]。由于 JCM 在量子光学中的重要性，它已被扩展
附录A补充信息
图S1：用于测量来自半导体晶体HHG的单光束二阶强度相关的强度相关测量设置的实验配置。超短脉冲通过半波板和偏振器（P），并在半导体样品上以镜头（F 1）聚焦，达到了与焦点处的材料内部原子场强度相当的电场强度。生成的辐射通过光圈（a）在空间上滤波，并沿主排放极化（P）轴选择。剩余的红外泵光子被过滤。使用镜头（F 2）将选定的HHG辐射朝向检测器臂进行编织。之后，H3和H5用两个二分性镜（DM 1和DM 2）在空间上分离。进一步的光谱过滤是通过窄带过滤器在HBT类似设置之前完成的，以将光子到达时间关联。最后，两个类似的镜头（F 3）将辐射聚焦于Spad芯片上。Spads以Geiger模式进行操作，并用作由数字转换器介导的开始停机测量的输入。
图态退相干动力学的可解模型
我们提出了一个精确可解的玩具模型，用于 N 个量子比特的置换不变图状态的连续耗散动力学。此类状态局部等效于 N 个量子比特的 Greenberger-Horne-Zeilinger (GHZ) 状态，后者是许多量子信息处理装置中的基本资源。我们重点研究由 Lindblad 主方程控制的状态的时间演化，该方程具有三个标准单量子比特跳跃算子，哈密顿量部分设置为零。通过推导出在 Pauli 基中随时展开的可观测量的期望值的解析表达式，我们分析了非平凡的中间时间动力学。使用基于矩阵乘积算子的数值求解器，我们模拟了最多 64 个量子比特的系统的时间演化，并验证了数值上与解析结果的精确一致性。我们发现，系统二分算子空间纠缠熵的演化呈现出一个平台期，其持续时间随着量子比特的数量呈对数增加，而所有泡利算子积的期望值最多在常数时间内衰减。
![arXiv:2206.13180v1 [quant-ph] 2022 年 6 月 27 日](/simg/g:\will\search\icon\source\d\d928a16c8fc46e8b34abd338d61ae58612085f8a.webp)
arXiv:2206.13180v1 [quant-ph] 2022 年 6 月 27 日
纠缠测度量化了量子态中包含的量子纠缠量。通常，不同的纠缠测度不必是偏序的。但是，所有量子态的两个纠缠测度之间都存在明确的偏序，这使得对纠缠的敏感性概念化变得有意义，产生较大数值的纠缠测度的敏感性会更高。在这里，我们研究了基于二分纯量子态施密特分解的四种纠缠测度的归一化版本之间的偏序，即并发、纠缠、纠缠鲁棒性和施密特数。我们已经证明，在这四种测度中，并发和施密特数分别对量子纠缠具有最高和最低的敏感性。此外，我们还展示了如何使用这些测度来追踪由两个量子三元组组成的简单量子玩具模型中的量子纠缠动态。最后，我们利用状态相关纠缠统计来计算符合不确定性原理的量子可观测量结果之间的可测量相关性。所提出的结果可能有助于量子应用，这些应用需要监控可用的量子资源，以便准确识别最大纠缠或系统可分离性的时间点。
![arXiv:2007.10894v1 [quant-ph] 2020 年 7 月 21 日](/simg/g:\will\search\icon\source\1\129fc0599ae43a86d23a95f6ce97ddd7c50d7af6.webp)
arXiv:2007.10894v1 [quant-ph] 2020 年 7 月 21 日
振幅放大是 Grover 搜索算法的一个关键组成部分，它使用迭代方法系统地增加一个或多个目标状态的概率。我们提出了新的策略来增强放大过程，即将状态划分为类别，在放大之前或放大期间，这些类别的概率会以不同的水平增加。划分过程基于二项分布。如果事先知道搜索目标状态所属的类别，则与标准版本相比，振幅放大算法中的迭代次数可以大大减少。在更可能的情况下，即事先不知道相关类别，则可以在运行时配置它们的选择，或者可以采用随机方法，类似于二分搜索等经典算法。具体而言，我们将此方法应用于我们之前介绍的量子字典模式，其中键和值在两个单独的寄存器中编码，并且值编码方法与键寄存器中使用的叠加类型无关。我们认为这种结构是搜索的自然设置。我们通过在真实量子硬件 Honeywell System Model HØ 捕获离子量子计算机中获得的实验结果证实了新方法的有效性。
![arXiv:1904.09915v2 [quant-ph] 2020 年 6 月 17 日 - MPG.PuRe](/simg/g:\will\search\icon\source\4\439459367d76ad5be15d8a574b59536dfc429df6.webp)
arXiv:1904.09915v2 [quant-ph] 2020 年 6 月 17 日 - MPG.PuRe
绝热通道技术用于将系统从一个量子态驱动到另一个量子态，在物理和化学中得到广泛应用。我们专注于在强耦合系统上空间传输量子振幅的技术，例如模拟拉曼绝热通道 (STIRAP) 和绝热通道相干隧穿 (CTAP)。先前的结果表明，该技术在某些图上有效，例如线性链、方格和三角格以及支链。我们证明，类似的协议在一大类 (半) 二分图中更普遍地起作用。特别是在随机耦合下，绝热传输在允许完美匹配的图上是可能的，无论是在发送方被移除时还是在接收方被移除时。STIRAP/CTAP 的许多有利稳定性特性都是继承的，我们的结果很容易应用于多个潜在发送方和接收方之间的传输。我们用数字测试了树叶之间的传输，发现传输出奇地准确，尤其是在使用跨接时。我们的研究结果可能应用于多台量子计算机之间的短距离通信，并在图论中提出一个关于 0 值附近谱间隙的新问题。
中微子振荡的量子性量化
摘要 中微子振荡是基本粒子物理中的一个重要物理现象，它的非经典特性可以用Leggett–Garg不等式来揭示，表明它的量子相干性可以在天体物理长度尺度上维持。在本文中，我们通过量子相干性的非局域优势（NAQC）、量子导引和Bell非局域性来研究实验观测到的中微子振荡的量子性度量。从不同的中微子源，分析了不同能量的反应堆和加速器中微子集合，例如大亚湾（0.5 km和1.6 km）和MINOS（735 km）合作。与理论预测相比，用实验表征了两味中微子振荡的NAQC。它随着能量的增加表现出非单调的演化现象。此外，研究发现，NAQC 的量子关联性比量子操纵和贝尔非局域性更强，甚至达到公里量级。因此，对于实现 NAQC 的任意二分中微子味态，它也必须是一个可操纵的贝尔非局域态。该结果可能为中微子振荡在量子信息处理中的进一步应用提供新的见解。
随时间变化的量子状态是独一无二的 - DR-NTU
传统的量子理论框架对空间和时间的处理方式截然不同，它通过量子通道表示时间相关性，通过多部分量子态表示空间相关性——这是经典概率论中不存在的不平衡现象。自从 Leifer 和 Spekkens [ Phys. Rev. A 88 , 052130 (2013) ] 在其开创性著作中呼吁对量子理论进行因果中性的表述以来，人们进行了许多尝试来纠正这种不对称，他们提出了一个量子系统随时间变化的动态描述，该系统被一个静态量子态所封装，但并没有就哪一个最合适达成明确的共识。在本文中，我们提出了一组可操作的量子态随时间变化的公理，以替代 Fullwood 和 Parzygnat [ Proc. R. Soc. A 478 , 20220104 (2022) ] 提出的公理，我们表明后者无法随时间诱导出唯一的量子态。我们提出的公理更适合描述任何超过两点的时空区域的量子态。通过这种重新表述，我们证明了 Fullwood-Parzygnat 状态随时间唯一地满足所有这些操作公理，统一了量子系统的二分时空相关性。
互信息作为总相关性变化的度量的不可靠性
以各种形式伪装的相关性是经典和量子系统中一系列重要现象的基础，例如信息和能量交换。量子互信息和相关矩阵的范数都被视为总相关性的适当度量。我们证明，当应用于同一系统时，这两个度量实际上可以表现出明显不同的行为，至少在两种极端情况下除外：当没有相关性时和当存在最大量子纠缠时。我们通过提供相互作用的二分系统度量的时间导数的解析公式来进一步量化差异。我们认为，要正确解释相关性，应该考虑相关矩阵（以及子系统的简化状态）提供的全部信息。标量（例如相关矩阵的范数或量子互信息）只能捕捉相关性复杂特征的一部分。作为一个具体的例子，我们表明在描述与相关性相关的热交换时，这两个量都不能完全捕捉潜在的物理特性。作为副产品，我们还证明了具有局部和短程相互作用的系统中量子互信息的面积定律，而无需假设马尔可夫性或最终热平衡。