1758647608
2025-09-23 17:04:00
Достижение квантовых вычислений за пределами возможностей классических компьютеров требует мощных ресурсов, и в системах с постоянной переменной они часто принимают форму негауссовых государств. Boxuan Jing, Feng-Xiao Sun и Qiongyi He из Пекинского университета, теперь представляют новый метод уточнения этих важных квантовых состояний, значительно повышая производительность сложных расчетов. Их исследование представляет гауссовый протокол оптимизации, который систематически улучшает негауссовые ресурсы, решая проблемы подготовки и использования состояний, таких как состояние кубической фазы. Этот подход усиливает как квантовые вычисления на основе магического состояния, так и на основе измерений, предлагая практическое путь к более высокой верности затвора и снижению дисперсии измерений и в конечном итоге прокладывая путь для более мощных и универсальных квантовых технологий.
Негауссовые состояния для квантовых вычислений с непрерывной переменной
Квантовые вычисления с непрерывной переменной (CV) предлагают многообещающий путь к масштабируемым квантовым технологиям, используя свойства, такие как амплитуда и фаза света. Однако достижение существенного квантового ускорения часто требует негауссовых состояний, которые, как известно, трудно создать и оптимизировать. Эта работа представляет собой структуру гауссовой оптимизации (TOGO), ориентированную на задачу, предназначенную для эффективного генерации негауссовых ресурсов, адаптированных к конкретным квантовым задачам. Основная идея состоит в том, чтобы непосредственно оптимизировать параметры цепи подготовки гауссовского состояния, руководствуясь ожидаемой производительностью целевой задачи, а не оптимизировала само-гауссовое состояние.
В рамках Togo используется суррогатная модель, в частности, гауссовый процесс, для прогнозирования выполнения задачи на основе параметров гауссовского состояния. Эта суррогатная модель итеративно усовершенствована с использованием оценки производительности задачи, полученной из квантовой томографии и моделирования. Метод сочетает в себе методы байесовской оптимизации и подкрепления обучения, чтобы сбалансировать разведку и эксплуатацию в процессе оптимизации. Результаты демонстрируют эффективность TOGO в оптимизации негауссовых состояний для различных квантовых задач, включая квантовую телепортацию и выборку бозонов. В частности, структура достигает 99% успешной скорости в квантовой телепортации с оптимизированным состоянием ресурса с использованием TOGO, превосходя производительность случайно генерируемых состояний и состояний, оптимизированных с использованием обычных методов. Кроме того, Того значительно снижает количество подготовки квантового состояния, необходимых для достижения заданного уровня производительности, что делает его практическим подходом к оптимизации ресурсов на реальных квантовых вычислительных платформах.
Оптимизация кубических фазовых состояний для квантовых вычислений
Исследователи разработали новый подход для повышения производительности квантовых вычислений с использованием непрерывных переменных. Команда сосредоточилась на улучшении качества негауссовых состояний, в частности, кубического фазового состояния, которое необходимо для квантовых задач, выходящих за рамки возможностей классических компьютеров. Признавая, что подготовка этих состояний прекрасно является сложной задачей, они разработали протокол оптимизации гауссов, который уточняет приблизительные кабины фазы, значительно повышая точность как квантовых вычислений на основе магического состояния, так и на основе измерений. Этот протокол работает путем применения гауссовых операций, сжигания и смещения, специфичных для конкретных задач, к существующим приблизительным состояниям, эффективно адаптируя их для улучшения производительности.
Исследователи также продемонстрировали схему подготовки состояний, ориентированную на задачу, строительные состояния из суперпозиций номеров фотонов, которые достигли превосходных результатов даже с ограниченным однофотонным компонентом. Важно отметить, что компоненты, необходимые для этой схемы, находятся в пределах досягаемости современных экспериментальных возможностей, что делает его жизнеспособным путем для краткосрочной реализации. Помимо кубического фазового состояния, структура широко применима, предлагая модульный подход для оптимизации любого приблизительного негаусского состояния и потенциально открывающего новые возможности в области квантового зондирования, связи и вычислений.
Непрерывные переменные и гауссовые ограничения государства
Гауссовые государства, хотя и относительно легко создавать и манипулировать, не хватает всей мощности, необходимой для универсальных квантовых вычислений. Негауссовые государства имеют решающее значение для достижения универсальности, но их труднее создавать и поддерживать. Значительная часть исследований фокусируется на создании, манипулировании и характеристике этих состояний. Основные подходы включают кубические фазовые ворота, которые вводят нелинейности, необходимые для создания негауссовых состояний, и вычитание фотонов или добавление, которое изменяет гауссовые государства. Инженерный водохранилище формирует квантные состояния через инженерную диссипацию, в то время как нелинейные оптические материалы и устройства генерируют негауссовые состояния.
👉 больше информации
🗞 Ориентированная на задача гауссовая оптимизация для негауссовых ресурсов в непрерывных квантовых вычислениях
🧠 arxiv:
#Ориентированная #на #задача #гауссовая #оптимизация #уточняет #негауссовые #ресурсы #для #квантовых #вычислений #постоянными #переменными
По теме
