Almheiri,Dong和Harlow的开创性论文[1]证明,量子误差纠正(QEC)自然出现在ADS / CFT对应关系中。这个想法很简单:可以使用边界的不同部分重建相同的散装区域。因此,如果边界的某些部分丢失或受到量子噪声的影响,则可以完美保存散装中的信息,并且可以使用边界的不同部分恢复。这导致了各种有趣的结果,例如纠缠楔重建[2]和Ryu – Takayanagi公式的推导[3]。使用批量中的完美和随机张量网络构建了几种玩具模型[4],[4],[4],[5]。在这些示例中,边界具有一个空间维度,并且大量是二维的庞贝雷磁盘。这些模型的一个缺点是它们没有哈密顿人,因此它们不是动态的。这些结构类似于量子多体系统的近似波函数构建
在4维Minkowski空间,Lorentz标量,4个矢量和4个量的正交转换中,Minkowski空间中的4次量,协变形式的力学法律以及适当的时间间隔,4个矢量位置,4个矢量的位置,4个载体速度和4个载体的速度和4个载体的力量,纽顿的力量的形式相互关系,相互关系,相互关系。结果:学生将能够记住并得出四个矢量符号中的哈密顿力学,小振荡,规范变换,僵化的身体动力学和相对论力学的各种公式。他们将能够分析各种概念并解决与所获得的知识有关的问题。将所学的机械配方应用于不同主题的实践物理/科学问题,并了解其局限性及其对量子力学的影响。教科书:
量子计算机可用于模拟动力学并学习量子系统的光谱,例如由某些哈密顿h h描述的构成复合分子或伴侣的相互作用粒子。相位估计[1]在统一的u = e iht上有效地解决了计算基态启用的常见光谱问题,只要我们能够有效地准备一个具有非平凡(非指数性的小)重叠的试验状态。标准相位估计的每次运行都会返回单个特征值,其精度和成功概率取决于使用u的次数。最近,已经提出了相位估计的统计方法[2-4],其中每次运行仅使用少数几个Ancillae和较短的电路。因此,统计阶段估计可能更适合于固定和深度限制的早期耐断层量子计算机。但是,在这些方法中,单次运行给出了某些运行时j的估计器的样本,仅此运行时J,仅此操作不足以推断光谱属性。需要具有不同J值的多个运行,并且统计分析给出了表格信息,并有信心随着获得的数据量而增加。这些运行可以在多个量子计算机上大规模平行。相关地,Lin&Tong [4]的方法不仅是其分析中的实力,而且还会从随机的集合中产生Runtimes J,因此也会产生电路。基于使用Trotter公式实现U的简单方案具有O(L)门复杂性[5-9]。阶段估计的成本(统计或标准)通常取决于哈密顿的稀疏性L,在适当的基础上分解时,诸如Pauli的基础时,哈密顿量中的术语数量。这对于化学和伴侣科学中的电子结构问题可能会过时,在n-轨道问题上,我们通常具有L = O(n 4)[10]。使用经远比轨道[11,12]来更好地求解电子电子相互作用时,这会增加到l = o(n 6)。有趣的是,下线性非cli效率o(√
对于量子计算机来说,首先量化的、基于网格的化学建模方法是一种自然而优雅的选择。然而,使用今天的量子原型来探索这种方法的威力是不可行的,因为它需要大量近乎完美的量子比特。在这里,我们使用精确模拟的量子计算机,最多有 36 个量子比特,来执行深度但资源节约的算法,用单个和成对的粒子来建模二维和三维原子。我们探索了一系列任务,从基态准备和能量估计到散射和电离动力学;我们评估了分裂算子量子场论 (SO-QFT) 哈密顿模拟范式中的各种方法,包括先前在理论论文中描述的协议和我们自己的技术。虽然我们发现了某些限制和注意事项,但一般来说,基于网格的方法表现得非常好;我们的结果与以下观点一致:从早期容错量子计算时代开始,第一量化范式将占据主导地位。
经典物理学(如汉密尔顿动力学)和量子物理学(如幺正动力学)的标准描述都描述了封闭系统。它们的形式主义排除了描述与周围环境交换能量的系统的可能性。在经典物理学中,这个问题由波特-汉密尔顿理论解决,该理论允许描述开放系统及其相互作用。在量子力学中,不存在这种全面的开放系统理论。量子系统的组合是由张量积构造定义的,因此量子系统的组合和分解要困难得多。在本文中,我们利用有限维量子系统的任何张量积组合都可以重写为直接和分解这一事实,成功地解决了该问题的运动学部分。通过不失一般性地仅考虑其希尔伯特空间是 SU(2) 的可约或不可约表示的基本量子系统,可以得到唯一的这种直接和分解。现在可以根据这个结果建立以量子端口哈密顿方式分解的量子系统的动力学描述,并进行简要介绍。
晶格量规理论是强烈相互作用的非亚洲田地的必不可少的工具,例如量子染色体动力学中的晶格结果几十年来一直至关重要的量子染色体动力学。最近的研究表明,量子计算机可以以戏剧性的方式扩展晶格仪理论的范围,但是尚未探索量子退火硬件对晶格量规理论的有用性。在这项工作中,我们对量子退火器实施了SU(2)纯仪表理论,该量子将连续几个带有周期性边界条件的晶格。这些斑点属于两个空间维度,计算使用了不离散时间的哈密顿公式。数值结果是从D-Wave Advantage硬件的计算中获得的,特征值,真空期望值和时间演变。此初始探索的成功表明,量子退火器可能会成为晶格理论某些方面的有用硬件平台。
我们考虑估计一组高度光敏样品的哈密顿参数,这些样品在吸收几个光子 N abs 后会受损,总时间为 T 。样品被建模为双模光子系统,其中光子同时获取有关未知参数的信息并以固定速率被吸收。我们表明,任意强度的相干态可以以最多与 N abs 和 T 线性相关的速率获取信息,而具有有限强度的量子态可以克服这个界限。我们将量子优势表征为 N abs 和 T 的函数,以及它对缺陷(非理想探测器、量子光子态的有限制备和测量速率)的稳健性。我们讨论了腔 QED 中的实现,其中通过将原子集合耦合到腔来准备和测量 Fock 态。我们表明,由于腔体和原子之间的集体耦合而产生的超辐射可以用来提高测量的速度和效率。
我们提出并分析了一种样本效率高的协议,用于估计实验准备状态与理想目标状态之间的保真度,该协议适用于没有高级时空控制的多种模拟量子模拟器。我们的协议依赖于我们在本研究中发现的通用哈密顿动力学中出现的普遍涨落。它不需要对状态准备、量子演化或读出能力进行微调控制,同时实现接近最佳的样本复杂度:通过 ∼ 10 3 次测量获得百分比级精度,与系统大小无关。此外,随着系统规模的增加,我们的保真度估计精度呈指数级提高。我们在各种量子模拟器平台中用数字方式演示了我们的协议,包括量子气体显微镜、捕获离子和里德堡原子阵列。我们讨论了我们的方法在量子态和过程的多参数估计等任务中的应用。
我们通过嵌入自旋链中的w态来提高量子多体系统中复杂性的表征。这样的状态显示了数量的非稳定性或“魔术”,以稳定剂rényi熵测量,它们随量子 /旋转的数量而生长。我们专注于哈密顿人接受广泛堕落的经典观点的系统。在这些点附近,克利福德电路可以将基态转换为w state,而在经典点所属的阶段的其余部分中,它均配以局部量子相关性。拓扑结构的量子旋转链宿主相具有所需的现象学,我们表明他们的基态稳定剂rényi熵是W态的总和,以及广泛的局部贡献。我们的工作表明,W-州 /沮丧的接地状态表现出非本地的复杂程度,可以作为量子资源收获,并且在GHz状态 /未填写的系统中没有对应物。
我们研究了 Trotter-Suzuki 分解的变体,其中哈密顿指数由两个量子比特算子指数的有序乘积近似,使得 Trotter 步长在少数项中得到增强。这种分解直接反映了分布式量子计算机的硬件约束,其中单片量子设备上的操作与使用互连在不同节点之间进行纠缠分布相比更快。我们模拟了横向场 Ising 和 XY 自旋链模型的非平衡动力学,并研究了与量子互连越来越稀疏的使用相关的局部增加的 Trotter 步长的影响。我们发现近似的整体质量平稳地取决于局部稀疏性,并且局部误差的扩散很慢。因此,我们表明,即使在使用互连成本高昂的分布式量子计算机上,也可以利用单片设备上的快速局部操作来获得整体改进的结果保真度。