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使用量子二分相关器的盲量子机器学习
分布式量子计算是一种很有前途的计算范式，可用于执行超出单个量子设备能力范围的计算。分布式量子计算中的隐私对于在存在不受信任的计算节点的情况下保持机密性和保护数据至关重要。在本信中，我们介绍了基于量子二分相关器算法的新型盲量子机器学习协议。我们的协议减少了通信开销，同时保护了不受信任方的数据隐私。我们引入了强大的特定于算法的隐私保护机制，其计算开销低，不需要复杂的加密技术。然后，我们通过复杂性和隐私分析验证了所提协议的有效性。我们的发现为分布式量子计算的进步铺平了道路，为量子技术时代的隐私感知机器学习应用开辟了新的可能性。
纠缠，量子相关器和图状态中的连接性
这项工作对图状态（GSS）的纠缠和图连接性质进行了全面探索。使用伪图状态（PGSS）中的量子纠缠（PGSS）使用纠缠距离（ED）进行量化，这是一种最近引入的两部分纠缠的度量。此外，还提出了一种新的方法，用于使用Pauli矩阵量子相关器探测真正的GSS的基础图连接性。这些发现还揭示了对测量过程的有趣含义，证明了某些投射测量值的等效性。最后，重点放在该框架中数据分析的简单性上。这项工作有助于更深入地了解GSS的纠缠和连接性能，从而为量子信息处理和量子计算应用程序提供有价值的信息。在这项工作中不使用著名的稳定器形式主义，这是研究这种类型状态的通常首选框架。相反，这种方法仅基于期望值，量子相关性和投射测量的概念，这些概念具有非常直观和基本的量子理论工具。
通过测量 Dicke 模型中保真度非时序相关器统一扰乱、热化和纠缠
加扰是存储在局部自由度中的信息扩散到量子系统的多体自由度的过程，从而无法被局部探测器访问，并且显然会丢失。加扰和纠缠可以调和看似不相关的行为，包括孤立量子系统的热化和黑洞中的信息丢失。在这里，我们证明保真非时序相关器 (FOTOC) 可以阐明加扰、纠缠、遍历性和量子混沌（蝴蝶效应）之间的联系。我们为典型的 Dicke 模型计算了 FOTOC，并表明它们可以测量子系统 Rényi 熵并提供有关量子热化的信息。此外，我们说明了为什么 FOTOC 可以在没有有限尺寸效应的混沌系统中实现量子和经典 Lyapunov 指数之间的简单关系。我们的研究结果为实验性使用 FOTOC 探索加扰、量子信息处理的界限以及可控量子系统中黑洞类似物的研究开辟了道路。
通过信息扰乱量化非稳定器
量子技术的出现引起了人们对其提供的计算资源的理论表征的极大关注。量化量子资源的一种方法是使用一类称为魔单调和稳定器熵的函数，然而，对于大型系统而言，这些函数非常难以评估且不切实际。在最近的研究中，建立了信息扰乱、魔单调 mana 和 2-Renyi 稳定器熵之间的基本联系。这种联系简化了魔单调计算，但这类方法仍然会随着量子比特的数量而呈指数级增长。在这项工作中，我们建立了一种对非时间顺序相关器进行采样的方法，该相关器近似于魔单调和 2-Renyi 稳定器熵。我们用数字方式展示了这些采样相关器与量子比特和量子三元系统的不同非稳定器度量之间的关系，并提供了与 2-Renyi 稳定器熵的分析关系。此外，我们提出并模拟了一个协议来测量魔法对于局部汉密尔顿量的时间演化的单调行为。
量子重叠断层扫描
现在，通过实验可以纠缠数千个量子比特，并在不同基础上高效地并行测量每个量子比特。要完全表征一个未知的 n 个量子比特的纠缠态，需要对 n 进行指数次数的测量，这在实验上即使是对于中等规模的系统也是不可行的。通过利用 (i) 单量子比特测量可以并行进行，以及 (ii) 完美哈希家族理论，我们表明，最多只需 e O ( k ) log 2 ( n ) 轮并行测量即可确定 n 量子比特状态的所有 k 量子比特约化密度矩阵。我们提供了实现这一界限的具体测量协议。例如，我们认为，通过近期实验，可以在几天内测量并完全表征 1024 个量子比特的系统中的每个 2 点相关器。这相当于确定近 450 万个相关器。
量子重叠断层扫描
现在，通过实验可以纠缠数千个量子比特，并在不同基础上高效地并行测量每个量子比特。要完全表征一个未知的 n 个量子比特的纠缠态，需要对 n 进行指数次数的测量，这在实验上即使是对于中等规模的系统也是不可行的。通过利用 (i) 单量子比特测量可以并行进行，以及 (ii) 完美哈希家族理论，我们表明，最多经过 e O (k = log 2 = n) 轮并行测量就可以确定 n 个量子比特状态的所有 k 量子比特约化密度矩阵。我们提供了实现这一界限的具体测量协议。例如，我们认为，通过近期实验，可以在几天内测量并完全表征 1024 个量子比特的系统中的每个两点相关器。这相当于确定近 450 万个相关器。
可集成和混沌量子系统中相关因子的时间波动
我们在无限量子量子系统的无限时间和时间订购的相关器的无限时间平均值周围的时间波动方面提供了界限。对于物理初始状态，我们的边界预测了时间波动随系统大小的函数的指数衰减。我们在数值上验证了混乱和相互作用的可集成自旋1 /2链的预测，该链满足了我们边界的假设。另一方面，我们从分析和数字上显示的是，对于XX模型，这是一个具有间隙脱合性的非互动系统，temporal波动衰减的多项式衰减具有多种多态的系统大小，用于运算符的系统大小，该操作员位于费米昂表示中，并且在非局部op-ertors的系统大小中呈指数下降。我们的结果表明，相关器的长期时间波动的衰减不能用作混乱的可靠度量或缺乏混乱的指标。
一维和二维的实时动态...
量子模拟器中的最新实验为多体局域 (MBL) 相在单维 (1D) 和二维 (2D) 玻色子量子物质中的存在提供了证据。然而，由于其希尔伯特空间的无界性质，对这种玻色子 MBL 相的理论研究是一项艰巨的任务。在这项工作中，我们介绍了一种方法来计算强无序和弱相互作用下 MBL 相中 1D 和 2D 玻色子系统的长期实时演化。我们专注于能够区分 MBL 相和 Anderson 局域相的局部动力学指标。特别是，我们考虑了局部可观测量的时间涨落、双时间相关器和非时间相关器的时空行为。我们表明，通过扩展最近提出的数值方法 [G. De Tomasi、F. Pollmann 和 M. Heyl，Phys. Rev. B 99，241114(R) (2019) ] 到混合态和玻色子。我们的方法还允许我们用对所研究量随时间变化行为的分析考虑来替代我们的数值研究。
悼念 MAB Brazier
MGH-MIT 合作一直持续到 Brazier 博士在波士顿的余生甚至更久之后，而 1952 年，在 Wal ter Rosenblith 的指导下，麻省理工学院电子研究实验室 (RLE) 建立了通信生物物理实验室 (CBL)（RLE 是战时辐射实验室的继任者），进一步加强了 MGH-MIT 合作。在这个新实验室中，专门为分析 EEG 和相关电位而开发了一种模拟相关器。这项工作的目的是尝试理解 EEG 的性质，正如其统计特性所反映的那样，它是通信系统（即大脑）中的信号。 1953 年，在马萨诸塞州剑桥举行的第三届国际 EEG 大会上，Brazier 介绍了一些使用相关器得出的最早结果，并由 Wiener 进行了讨论。这项工作的一个重要方面是研究诱发电位（事件相关电位），特别是对视觉刺激（闪光）的诱发电位，它采用了一种特殊形式的互相关方法，相当于 George Dawson 的求和法。Brazier 在她的研究中还使用了几年后在麻省理工学院开发的早期通用数字计算机。除了麻省总医院，Brazier 还在哈佛医学院和麻省理工学院任职。