我们报告了在 MgO 烟粉的开放体积内,正电子原子中 1 3 S 1 → 2 3 PJ 和 2 3 PJ → n 3 D / n 3 S 跃迁频率变化的测量结果。观察到的间隔大于相应的真空激发,但令人惊讶的是,跃迁到里德堡态受到的影响较小,并且能量变化与最终状态的主量子数 n 无关。我们将这些变化归因于 Ps 原子和 MgO 表面之间的共振相互作用,通过光谱重叠的 MgO 紫外 (UV) 光致发光吸收带介导。由于许多适用于 Ps 约束的绝缘材料表现出类似的宽带紫外吸收特性,观察到的现象对于光学诊断和激光冷却方案具有重要意义,这些方案与绝缘腔中高密度 Ps 集合的研究有关,包括 Ps 玻色-爱因斯坦凝聚态的生产。
在单个芯片上与长相干时间和功能量子设备的整合,因此实现了全固体量子计算芯片,是当前对量子信息处理的实验研究的重要目标。在各种量子平台中,在光子量子芯片和超导量子芯片中已经取得了一系列显着的进展,而量子数的数量和量子电路的复杂性都在增加。尽管这两个芯片平台具有各自的独特优势和潜力,但它们的缺点已经逐渐揭示并需要解决。通过引入声子集成的设备,可以在同一芯片上组合所有无用的语音,光子和超导量子设备,以实现它们之间的相干耦合。在这里,我们提供了有关量子信息处理的综合光子,超导和混合量子芯片的前景和简短审查。
进行高delity的复杂算法所需的。 28分子可以具有显着优势。 在经典计算中,误差校正可以使用冗余;信息被多次存储,然后期望并非所有“位”都会同时丢失信息,从而防止错误。 这在量子信息处理器中是不可能的。 QEC代码的标准方法是由于Shor,29,并将量子信息传播到涉及多个物理码头的纠缠状态,即 多个两级系统,例如S¼1/2超导Qubits。 如果核旋转量子数i> 1,则QEC作为单个分子可能包含许多纠缠水平的分子可能包含许多纠缠水平。 有许多分子可以进行,例如铜在两个丰富的同位素中均具有I¼3/2。 这可能是一个变革性的优势。 在这里,我们描述了一个超分子系统,该系统既包含基于电子旋转的处理器,又有一个孤立的,误差保护的核记忆,具有很长的连贯性,以及在两个子单位之间交换信息的能力(图。28分子可以具有显着优势。在经典计算中,误差校正可以使用冗余;信息被多次存储,然后期望并非所有“位”都会同时丢失信息,从而防止错误。这在量子信息处理器中是不可能的。QEC代码的标准方法是由于Shor,29,并将量子信息传播到涉及多个物理码头的纠缠状态,即多个两级系统,例如S¼1/2超导Qubits。如果核旋转量子数i> 1,则QEC作为单个分子可能包含许多纠缠水平的分子可能包含许多纠缠水平。有许多分子可以进行,例如铜在两个丰富的同位素中均具有I¼3/2。这可能是一个变革性的优势。在这里,我们描述了一个超分子系统,该系统既包含基于电子旋转的处理器,又有一个孤立的,误差保护的核记忆,具有很长的连贯性,以及在两个子单位之间交换信息的能力(图1)。基于此类平台的量子硬件将
可以被认为是谐振子的集合。经典波系统具有这样的运动方程。它们的量子类似物也是振荡器,因此它们的量子描述将涉及类似振荡器的能量和自由度。你还记得振荡器的量子力学能谱是一组等距的能级,E = nǫ(最高为一个总体常数),其中 ǫ 是能量尺度,例如公式 1.3 中的 ǫ = ℏ ω i ,n 是整数 0、1、2、……?你还记得光子的故事吗?量子电磁场用一个整数标记,即处于特定允许状态的光子数?这个整数就是谐振子的 n。我们可以进一步将“计数”与振荡器状态进行类比。想象我们有一个似乎与振荡器无关的系统,比如氢原子。它的能谱为 E = ǫ i ,其中 i 表示状态的量子数。现在想象一下,我们有一组氢原子,并且这些原子不相互作用。该集合的能量为 E = P ni ǫ i ,其中 ni 再次表示集合中的粒子数,
紧凑的量子数据表示对于数据分析的量子算法这一新兴领域至关重要。我们引入了两种新的数据编码方案 QCrank 和 QBArt,它们通过均匀控制的旋转门具有高度的量子并行性。QCrank 将一系列实值数据编码为数据量子位的旋转,从而实现高存储密度。QBArt 直接将数据的二进制表示嵌入计算基础中,需要更少的量子测量,并有助于对二进制数据进行易于理解的算术运算。我们介绍了针对不同类型数据的几种拟议编码应用。我们展示了用于 DNA 模式匹配、汉明重量计算、复值共轭和检索 O(400)位图像的量子算法,所有算法都在 Quantinuum QPU 上执行。最后,我们使用各种可云访问的 QPU(包括 IBMQ 和 IonQ)来执行其他基准测试实验。
用于电子结构计算的变异量子本质量(VQE)被认为是近期量子计算的主要潜在应用。在所有拟议的VQE算法中,统一的耦合群集单打和双打激发(UCCSD)VQE ANSATZ达到了很高的准确性,并获得了很多研究兴趣。但是,使用Jordan-Wigner Transformation时,基于费米子激发的UCCSD VQE需要额外的术语。在这里,我们基于保留粒子的交换门引入了一个新的VQE ANSATZ,以实现量子激励。所提出的VQE ANSATZ的栅极复杂性向上延伸至O(n 4),其中n是哈密顿量的量子数。使用拟议的VQE ANSATZ使用简单分子系统(例如BEH 2,H 2 O,N 2,H 4和H 6)的数值结果,在约10-3 Hartree的误差中非常准确地结果。
抽象量化学习算法的输出与目标的目标是机器学习的重要任务。然而,在量子设置中,常用距离指标的损失景观通常会产生不良结果,例如局部最小值差和指数衰减的梯度。为了克服这些障碍,我们在这里考虑最近提出的量子地球移动器(EM)或Wasserstein-1距离是经典EM距离的量子类似物。我们表明,量子EM距离具有独特的特性,在其他常用的量子距离指标中未发现,这使量子学习更加稳定和有效。我们提出了一个量子剂量生成对抗网络(QWGAN),该网络利用量子EM距离,并提供了对量子数据进行学习的有效手段。我们提供了Qwgan能够学习一组量子数据的示例,仅资源在量子数中多项式。
量子计算为组合问题提供新的启发式方法。具有小型和中级量子设备的可用性,可以在小型问题上实施和测试这些启发式方法。这种组合问题的候选者是异质的车辆路线问题(HVRP):确定最佳路线集的问题,鉴于具有不同装载能力的杂种车辆,以将货物交付给给定的客户。在这项工作中,我们研究了使用量子近似优化算法(QAOA)的量子计算机的潜在用途将近似于HVRP的解。为此,我们将HVRP映射到Ising Hamiltonian,并在最多21 QUBIT的问题实例上模拟算法。我们发现,此映射量表所需的量子数与客户数量二次。我们比较了QAOA中不同经典操作器的性能,以不同的是HVRP的问题大小,从而在优化器性能和运行时找到了交易。
量子信息处理是一种复杂的现象,涉及量子计算和量子模拟,专注于解决各种难题,如模拟多体系统、大数分解和理解凝聚态系统,这些问题对于当今的经典计算机来说是不可能实现的。Wu 等人 (2021) 。超冷里德堡原子的控制和操纵为量子信息处理提供了一条有希望的途径 Saffman 等人 (2010) 。量子计算是通过量子门操作执行的。这种量子门操作的基本要求是开发可扩展和高保真度量子比特系统平台,该系统可以按照 DiVincenzo 标准高效地执行长算法操作 DiVincenzo (2000) 。具有高主量子数 n 的里德堡原子具有非凡的特性,例如按 n 4 缩放的长距离偶极-偶极相互作用和
当前,尽管仍然缺少量子数据平面和量子控制平面之间的标准区别,但初步工作表明,在功能上,以单个Qubits和纠缠对的粒度运行的经典控制消息是在功能上,而与控制平面消息更接近经典数据包头。因此,通过为其整体开销做出贡献,它们被视为量子数据平面的一部分。因此,需要在量子互联网中重新定义吞吐量的概念。这篇论文的目的是阐明这一关键方面。具体来说,我们进行了理论分析,以了解确定量子数据平面上开销的因素及其对吞吐量的反射。该分析对于设计任何有效的量子通信方案至关重要且初步。具体来说,我们在不同情况下得出了吞吐量的封闭形式表达式,并披露了吞吐量,纠缠吞吐量和经典比特率之间的非线性关系。最后,我们通过在IBM Q-体验平台上进行的数值结果来验证理论分析。