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使用决策图自动均匀量子态准备
摘要 — 大多数量子算法在执行所需的特定应用计算之前，都会假设基态叠加中的某些特定初始状态。此类状态的准备本身需要量子电路执行的计算。在本文中，我们研究了特定量子态子集的自动状态准备，这些子集是基态子集的均匀叠加，称为均匀量子态。我们利用此类状态可以用布尔函数表示，并提出一种基于函数分解的递归算法。当使用二元决策图作为函数表示时，我们可以根据决策图的大小实现快速且可扩展的量子态准备。我们表明，该算法可以为函数找到量子电路，而最先进的算法不再适用。索引术语 — 量子计算、量子态准备、布尔函数、决策图
对量子近似优化算法进行基准测试
摘要 使用三个不同的指标来评估量子近似优化算法的性能：找到基态的概率、能量期望值和与近似比密切相关的比率。所研究的问题实例集包括加权 MaxCut 问题和 2 可满足性问题。后者的 Ising 模型表示具有独特的基态和高度简并的第一激发态。量子近似优化算法在量子计算机模拟器和 IBM Q Experience 上执行。此外，使用从 D-Wave 2000Q 量子退火器获得的数据进行比较，发现 D-Wave 机器的性能优于在模拟器上执行的量子近似优化算法。发现量子近似优化算法的整体性能在很大程度上取决于问题实例。
核物理和粒子物理中的人工智能
https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.124.162502：“深度神经网络能够预测超过 1800 个原子核的基态和激发能量，其精度与最先进的核能量密度泛函相当，而且计算成本明显更低”
![arxiv：2202.08908V2 [QUANT-PH] 2023年1月24日](/simg/7\7f0fe67b425897a48c939e0fd4629699a0ef2e2a.webp)
arxiv：2202.08908V2 [QUANT-PH] 2023年1月24日
这项工作研究了基于脉冲的变分量子算法（VQA），旨在通过结合经典和量子硬件来确定量子机械系统的基态。与更标准的基于栅极的方法相反，基于脉冲的方法旨在直接优化与量子器相互作用的激光脉冲，而不是使用一些基于参数化的门电路。使用最佳控制的数学形式主义，这些激光脉冲得到了优化。此方法已在量子计算中使用，以设计量子栅极的脉冲，但直到最近才提出了在VQA中进行完全优化[1，2]。基于脉冲的方法比基于门的方法具有多个优点，例如状态准备，更简单的实现以及在状态空间中移动的自由度[3]。基于这些思想，我们介绍了采用基于伴随的最佳控制技术的变异量子算法的开发。此方法可以量身定制并应用于中性原子量子组合体中。基于脉冲的变分量子最佳控制能够近似于化学精度的简单分子的分子基态。此外，它能够以量子评估总数为基于门的变异量子质量或均匀表现。总进化时间t和控制汉密尔顿H C的形式是收敛行为与基态能量的重要因素，既对量子速度极限和系统的可控性都有影响。
广义 W 态和非局部魔法
量子模拟的复杂性并非仅仅源于纠缠。量子态复杂性的关键方面与非稳定器或魔法有关 [1]。Gottesman-Knill 定理 [2] 表明，即使是一些高度纠缠的状态也可以被有效地模拟。因此，魔法是一种资源，代表准备量子态所需的非 Clifford 操作（例如 T 门）的数量。我们使用稳定器 R´enyi 熵 [3] 证明，与具有零动量的状态相比，具有非零晶格动量的退化量子多体基态允许魔法的增量 [4]。我们通过分析量化了这一增量，并展示了有限动量不仅增加了长程纠缠 [5]，还导致魔法的变化。此外，我们还提供了 W 状态及其广义（量子信息界经常讨论）与受挫自旋链基态之间的联系。
非互易超导电路中的硬件编码网格状态
我们提出了一种由两个约瑟夫森结组成的电路设计，这两个结由一个非互易元件（回转器）耦合，回转器的基态空间是双重退化的。基态是 Gottesman-Kitaev-Preskill 代码的近似代码字。我们通过计算该系统与晶体中单个电子的问题的等效性来确定电路的低能动态，该电子被限制在二维平面内，并受到强均匀磁场的影响。我们发现该电路可以自然地抵御超导电路中常见的噪声信道，例如电荷和通量噪声，这意味着它可用于被动量子误差校正。我们还为实验实现提出了实际的设计参数，并描述了执行逻辑一和二量子比特门、状态准备和读出的可能协议。
物理模型集-3
i。节拍现象用于匹配艺术家不同乐器的频率。II。 可以使用多普勒雷达确定飞机的速度。 Beats现象是由于飞机反射后源产生的频率和在源接收的频率而引起的，这使我们能够计算飞机的速度。 iii。 多普勒超声检查和超声心动图的作用于节拍现象的原理。 iv。 可以使用节拍现象来确定声音的未知频率。 Q. 9定义：电离能。 ans。 原子的电离能量是以该原子的基态以设置电子不含电子所需的电子所需的最小能量。II。可以使用多普勒雷达确定飞机的速度。Beats现象是由于飞机反射后源产生的频率和在源接收的频率而引起的，这使我们能够计算飞机的速度。iii。多普勒超声检查和超声心动图的作用于节拍现象的原理。iv。可以使用节拍现象来确定声音的未知频率。Q. 9定义：电离能。 ans。 原子的电离能量是以该原子的基态以设置电子不含电子所需的电子所需的最小能量。Q.9定义：电离能。ans。原子的电离能量是以该原子的基态以设置电子不含电子所需的电子所需的最小能量。
碳化硅自旋中心的 ODMR 效应作为磁场、温度和机械应力的传感器
展示了基于 SiC 原子级自旋中心能级交叉弛豫的全光学测温技术。该技术利用了三重基态 S=1 中心零场分裂的巨大热位移，光致发光无法检测到（所谓的“暗”中心）耦合到相邻的自旋 3/2 中心，这些中心可以进行光学极化和读出（“亮”中心），并且不需要射频场。EPR 用于识别缺陷。交叉弛豫线的宽度几乎比全光学测温中使用的激发态能级反交叉线的宽度小一个数量级，并且由于由激发态的寿命决定，因此无法显着减小。由于温度偏移和信号强度与激发态能级反交叉大致相同，交叉弛豫信号可以将温度测量的灵敏度提高一个数量级以上。温度灵敏度估计约为 10 mK/Hz^1/2，体积约为 1 μm^3，由扫描共聚焦显微镜中的聚焦激光激发决定。利用“亮”自旋-3/2 中心和“暗”S=1 中心基态中的交叉弛豫进行温度传感，利用“亮”自旋-3/2 中心基态水平反交叉，可以使用相同的自旋系统实现具有亚微米空间分辨率的集成磁场和温度传感器。
![arXiv:2004.11416v1 [quant-ph] 2020 年 4 月 23 日](/simg/e\e3e09abb17f65665fa0cb6129ca0672c0416468c.webp)
arXiv:2004.11416v1 [quant-ph] 2020 年 4 月 23 日
精确计算多费米子量子系统的基态和激发态是当代物理和计算科学中最重要的挑战之一，其解决方案将从量子计算设备的出现中受益匪浅。现有的使用相位估计或变分算法的方法存在潜在缺点，例如深度电路需要大量误差校正或非平凡的高维经典优化。在这里，我们引入了一个收缩特征值方程的量子求解器，它是经典方法的量子类似物，用于求解基态和激发态的能量和简化密度矩阵。该求解器不需要深度电路或困难的经典优化，并且可以实现精确经典算法的指数级加速。我们通过在量子模拟器和两个 IBM 量子处理单元上进行计算来演示该算法。
库仑能量的 Lieb-Oxford 下限及其重要性
摘要 ：Lieb 和 Oxford (1981) 以电子密度局部泛函的形式导出了库仑排斥能间接部分的严格下限。给定电子数 𝑁 的最大下限单调地取决于 𝑁，并且 𝑁→∞ 极限是所有 𝑁 的界限。这些界限已被证明适用于交换和交换关联能量的精确密度泛函，必须近似这些能量才能准确且高效地描述原子、分子和固体。由此导出了双电子基态的精确交换能的严格界限，并推测适用于所有自旋非极化电子基态。这些和其他精确约束中的一些已被用于构建超出局部密度近似的两代非经验密度泛函：Perdew-Burke-Ernzerhof (PBE) 广义梯度近似 (GGA) 和强约束和适当规范 (SCAN) 元 GGA。