数字量子计算机是模拟多体量子系统的替代框架。23 - 26假设有足够数量的高质量量子位,它们允许以多项式成本仅引入可控近似值的时间依赖性的schrö-dinger方程,27,28,因此能够访问大量的激发属性。硬件制造业的最新进展已经生产了量子计算机,这些计算机可以以有限的规模进行计算。尽管量子硬件的发展迅速,但现代量子组合平台还是不成熟的。因此,近期设备上激发态的模拟通常仅限于启发式量子子空间算法,29 - 35,通过将Schrödinger方程投影到适当结构的子空间中,从而在这些设备预算中产生了激发态波形和属性。因此,目前是一种真正的可能性,并且至关重要,以评估近期量子设备在概念和实际兴趣问题上的潜在有用性,例如分子激发态的计算。在这里,我们报告了一种启发式方法的发展,该方法利用了许多电子波函数中的结构化纠缠来计算地面和激发态分子特性,并在超导量子处理器上进行了实验演示。更具体地说,我们将一种称为纠缠锻造的量子降低技术(EF)概括为36最初提出了用于基层能量的变异模拟的,以计算通用多种体内可观察物的计算。在常规量子模拟中,量子量子代表一个旋转轨道,在量子量表内代表空间轨道,将所需量子的数量减少了一半。提高了该技术的准确性,并为近似激发态的能量和属性,我们将EF与量子空间扩展(QSE)相结合,这是启发式量子量子空间算法29,35,37的一个示例,该算法是最简单的形式,该算法是最简单的形式,将Schrödinger方程的单次划分和双重发挥作用。所提出的方法扩展了EF的适用性,允许计算一组观测值集,以及QSE的计算,从而促进了由于EF运行的量子降低而在当代量子硬件上的演示。
电池报告可能是由其他因素引起的,例如触发器暂时放置在寒冷区域(例如,在窗台上)。因为触发会在任何时候自动测试自己,因此在这种情况下发生故障可能并不是典型的。随访手动测试证实该测试已在正常条件下进行。已经开发了Myamie个人触发器上的自动低电池功能,以克服对手动确认的要求,因此这对于此产品不是必需的。6。推荐管理
化学问题,需要对复矩阵进行对角化。例如,量子散射共振的计算可以表述为复特征值问题,其中特征值的实部是共振能量,虚部与共振宽度成正比。在目前的研究中,我们将 QAE 推广到处理复矩阵:首先是复 Hermitian 矩阵,然后是复对称矩阵。然后使用这些推广来计算 O + O 碰撞的一维模型势中的量子散射共振态。这些计算是使用软件(经典)退火器和硬件退火器(D-Wave 2000Q)执行的。复 QAE 的结果也与标准线性代数库(LAPACK)进行了对比。这项工作提出了量子退火器上任何类型的复特征值问题的第一个数值解,也是任何量子设备上量子散射共振的首次处理。
量子计算已成为过去十年物理学、数学和计算机科学领域最热门的话题之一。这源于噪声中型量子 (NISQ) 设备的部署,这些设备可以加速多种算法的执行。与大规模量子 (LSQ) 系统相比,NISQ 设备不是基于使用纠错码的容错量子电路,而是使用错误缓解技术。大家一致认为,量子纠错将在 LSQ 系统的开发中发挥重要作用。大量文献致力于这一主题,该研究领域在过去几年中发展迅速 [1],[2]。研究错误控制编码是否可用于 NISQ 技术也很有趣。据我们所知,直到最近才在 NISQ 设备上进行使用纠错的测试。 2022 年底,[ 3 ] 的作者报告了使用 [[4,2,2]] 错误检测码时的性能改进。这项工作的目的是展示在可用的 NISQ 设备上实现的量子算法的性能限制,并讨论它们的改进,可能使用纠错,与 [ 3 ] 的最新结果一致。为了更好地理解,我们将重点关注 Grover 搜索算法 (GSA) 的一个特殊情况。[ 4 ] 中提出了这种算法,用于在未排序的数据集上搜索标记元素,理论上优于经典搜索算法(GSA 的复杂度随着 √ 而增长
最近,人们对量子最优控制和变分量子算法相互作用的兴趣和见解激增。我们在量子比特的背景下研究该框架,例如,量子比特可定义为与传输器耦合的超导腔系统的可控电磁模式。通过采用 (Petersson and Garcia, 2021) 中描述的最新量子最优控制方法,我们展示了对多达八个状态的单量子比特操作和两个量子比特操作的控制,分别映射到谐振器的单个模式和两个模式。我们讨论了对参数化门的封闭系统进行数值脉冲工程的结果,这些门可用于实现量子近似优化算法 (QAOA)。结果表明,对于大多数研究案例,在足够的计算努力下,可以实现高保真度 (> 0.99),并且可以扩展到多种模式和开放的噪声系统。定制的脉冲可以被存储起来并用作电路量子电动力学 (cQED) 系统中未来编译器的校准原语。
摘要:模拟分子的响应特性对于解释实验光谱和加速材料设计至关重要。然而,对于传统计算机上的电子结构方法来说,这仍然是一个长期存在的计算挑战。虽然量子计算机有望在长期内更有效地解决这一问题,但现有的需要深度量子电路的量子算法对于近期的噪声量子处理器来说是不可行的。在此,我们引入了一种用于响应特性的实用变分量子响应 (VQR) 算法,从而无需深度量子电路。利用该算法,我们报告了在超导量子处理器上首次模拟分子的线性响应特性,包括动态极化率和吸收光谱。我们的结果表明,使用该算法结合合适的误差缓解技术,一大类重要的动态特性,如格林函数,在近期的量子硬件范围内。
摘要:乙醇是燃烧、天体化学和凝聚相溶剂中研究较为基础的分子。它的特点是具有两个甲基转子以及反式(反)和左旋构象异构体,已知它们的能量非常接近。本文我们表明,基于对振动零点态的严格量子计算,使用新的从头算势能面 (PES),基态类似于反式构象异构体,但存在向左旋构象异构体的显著离域。这解释了关于识别和分离这两个构象异构体的实验问题。氘化 OH 基团时,这种“泄漏”效应会部分猝灭,这进一步证明了需要采用量子力学方法。采用扩散蒙特卡罗和全维半经典动力学计算。新的 PES 是通过 Δ 机器学习方法从预先存在的低级密度泛函理论表面开始获得的。使用相对较少的从头计算 CCSD(T) 能量,将该表面提升至 CCSD(T) 理论水平。标准测试的校正 PES 与直接从头计算结果之间的一致性非常好。还报告了侧重于反式扭转运动的一维和二维离散变量表示计算,结果与实验结果相当一致。■ 简介
1 引言 光子探测器在量子通信应用中不可或缺 [1]。为确保检测结果的可靠性,重要的是对探测器在预期工作参数和可能的非预期条件下的使用进行特性分析。这种特性分析有助于揭示可能存在的缺陷和不完善之处。这些缺陷可能会导致错误的检测结果,更糟的是,在量子密码应用中,甚至可能出现可利用的漏洞。这种特性分析指导了提高量子系统鲁棒性的工作。多年来,据报道,各种基于雪崩光电二极管 [2-11] 和超导纳米线 [12-14] 的光子探测器遭受了许多攻击。这导致了对抗措施 [15,16] 和不完善不敏感协议 [17,18] 的发展。过渡边缘传感器 (TES) 是一种能够提供完全光子数分辨能力的光子探测器[19-21]。光学 TES 阵列正在开发中,并应用于少光子彩色成像[22-25]。TES 和铌酸锂波导的结合使得各种新的量子光学实验成为可能[26]。TES 的光子数分辨能力已用于表征固态单光子源[27]。它在光子数分辨探测器中也实现了最高的探测效率,在 1550 nm 处高达 95%[28-30]。这种类型的探测器用于需要高检测概率的各种应用,如无漏洞贝尔测试[31]。它的光子数分辨能力也可用于监测
我们开发了探测量子信息动态的技术,并在 IBM 超导量子处理器上进行了实验。我们的协议采用阴影层析成像来研究时间演化通道而不是量子态,并且仅依赖于单量子比特操作和测量。我们确定了量子信息扰乱的两个明确特征,这两个特征都无法通过耗散过程模仿,并将它们与多体隐形传态联系起来。通过在实验中实现量子混沌动力学,我们测量了这两个特征,并通过量子系统的数值模拟支持我们的结果。我们还研究了这种动力学下的算子增长,并观察了量子混沌的行为特征。由于我们的方法一次只需要一个量子态,因此可以很容易地将它们应用于各种量子模拟器。
可以使用有限尺寸缩放(FSS)分析确定相变的临界点和临界指数。此方法假定相变仅在有限尺寸限制中发生。然而,最近在有限尺寸系统中发生的量子相转变引起了很多兴趣,例如单个两级系统与单个骨模式相互作用,例如,在量子Rabi模型(QRM)中。由于这些相转换出现在有限的系统大小上,因此对于这些情况,传统的FSS方法是不适用的。对于这种情况,我们提出了一种替代FSS方法,其中系统的截断是在希尔伯特空间而不是物理空间中完成的。此方法先前已用于计算原子和分子系统电子结构配置的稳定性和对称性破坏的关键参数。我们使用此方法计算QRM的量子相变的临界点。我们还提供了一种协议,可以使用量子限制的玻尔兹曼机器算法在数字量子模拟器上实现此方法。我们的工作在研究量子器件上的量子相变的研究中为新的方向打开了方向。