摘要 — 当前的量子计算机受到非平稳噪声信道的影响,错误率很高,这削弱了它们的可靠性和可重复性。我们提出了一种基于贝叶斯推理的自适应算法,该算法可以根据变化的信道条件学习和减轻量子噪声。我们的研究强调了对关键信道参数进行动态推理以提高程序准确性的必要性。我们使用狄利克雷分布来模拟泡利信道的随机性。这使我们能够进行贝叶斯推理,从而可以提高时变噪声下概率误差消除 (PEC) 的性能。我们的工作证明了表征和减轻量子噪声的时间变化的重要性,这对于开发更准确、更可靠的量子技术至关重要。我们的结果表明,当使用与理想分布的 Hellinger 距离来衡量时,贝叶斯 PEC 的性能可以比非自适应方法高出 4.5 倍。索引词 — 设备可靠性、计算精度、结果可重复性、概率错误消除、自适应缓解、时空非平稳性、时变量子噪声、NISQ 硬件-软件协同设计
量子力学超越了自由粒子和封闭系统,还涵盖了具有许多子系统的复合系统。与经典物理学不同,由于不可克隆定理,量子信息无法复制。因此,如果想要获取有关某个封闭量子系统的信息,就必须与该系统交互,而这将不可避免地对系统产生一些影响。测量行为会扰乱系统。在日常的经典物理学中,人们也会遇到这种影响。例如,从股票市场获取信息并根据信息采取行动,将会引起干扰,因为其他交易者会对此行为做出反应。社会心理学中的观察者效应也表明了这种现象,即实验参与者知道他们被观察,因此会表现出不同的行为。然而,在量子力学中,测量会从根本上扰乱系统。
1 德国电子同步加速器 DESY,Platanenallee 6,15738 Zeuthen,德国 2 亚琛工业大学,Templergraben 55,52062 Aachen,德国 3 欧洲核子研究中心,1211 Geneva 23,瑞士 4 洛桑联邦理工学院 (EPFL) 物理研究所,1015 Lausanne,瑞士 5 麻省理工学院理论物理中心、量子优势协同设计中心和 NSF AI 人工智能与基本相互作用研究所,77 Massachusetts Avenue,Cambridge,MA 02139,美国 6 塞浦路斯研究所基于计算的科学和技术研究中心,20 Kavafi Street,2121 Nicosia,塞浦路斯 7 巴斯大学数学科学系,4 West,Claverton Down,Bath BA2 7AY,英国8 柏林洪堡大学物理学研究所,Newtonstr。 15, 12489 柏林, 德国
1 德国电子同步加速器 DESY,Platanenallee 6,15738 Zeuthen,德国 2 亚琛工业大学,Templergraben 55,52062 Aachen,德国 3 欧洲核子研究中心,1211 Geneva 23,瑞士 4 洛桑联邦理工学院 (EPFL) 物理研究所,1015 Lausanne,瑞士 5 麻省理工学院理论物理中心、量子优势协同设计中心和 NSF AI 人工智能与基本相互作用研究所,77 Massachusetts Avenue,Cambridge,MA 02139,美国 6 塞浦路斯研究所基于计算的科学和技术研究中心,20 Kavafi Street,2121 Nicosia,塞浦路斯 7 巴斯大学数学科学系,4 West,Claverton Down,Bath BA2 7AY,英国8 柏林洪堡大学物理学研究所,Newtonstr。 15, 12489 柏林, 德国
摘要。许多研究人员认为量子噪声是一个需要解决的问题。当前的解决方案需要大量硬件量子位来表示逻辑量子位,以平均消除噪声,从而显著增加量子计算系统的成本。然而,尽管它对系统性能有有害影响并增加了成本,但它可能有一些潜在的用途。本文对这些进行了评估。具体来说,它考虑了如何使用量子噪声来支持模糊网络安全和测试技术以及人工智能技术,例如某些群体人工智能算法。模糊测试用于通过为程序生成大量输入案例来识别软件中的漏洞。量子噪声提供了一种有效的内置模糊测试功能,该功能以计算的实际答案为中心。这种围绕操作答案聚集和集中的模糊噪声现象,同样适用于可以有效利用大量点值进行优化的人工智能技术。实际上,通过同时考虑由复合噪声产生的操作可能结果的“多元宇宙”,可以通过使用有效性算法测试量子噪声点来确定最接近操作实际结果的更有利的解决方案。本文考虑了量子噪声的这两种潜在用途。
153 非确定性的新兴来源:改进的网络攻击检测高级控制策略,以及基于控制的量子噪声处理策略 Keshav Kasturi Rangan 4fj
在量子光学领域,精确表征各种噪声源(例如散粒噪声、电噪声和真空噪声)对于推进光学测量技术和量子信息系统至关重要。本研究介绍了一种使用同差检测将光强度波动转换为电压信号的实验方法。然后借助示波器或频谱分析仪分析这些信号,以剖析噪声的时间和频谱特性。这些工具的集成使我们能够详细观察和区分量子噪声,从而提供对提高光学系统的准确性和效率至关重要的见解。该项目主要基于两部分:光学和电子学,我们成功完成了光学部分,而电气部分有待未来研究。这些发现为改进量子噪声表征奠定了基础,促进了下一代光学和量子信息技术的发展。
传统的测量爱因斯坦-波多尔斯基-罗森型连续变量量子纠缠的方法依赖于平衡零差检测,而平衡零差检测对由于探测器量子效率、被检测场与本振模式失配等因素引起的损耗耦合进来的真空量子噪声非常敏感。本文提出并分析了一种利用高增益相敏参量放大器辅助平衡零差检测实现的测量方法。相敏放大器的使用有助于解决因检测损耗引起的真空量子噪声。此外,由于高增益相敏放大器可以耦合两种不同类型的场,因此所提方案仅使用一次平衡零差检测便可揭示两种不同类型场之间的量子纠缠。进一步分析表明,在多模情况下,所提方案也优于传统方法。这种测量方法在涉及连续变量测量的量子信息和量子计量学中有着广泛的应用。