1Xanadu, Toronto, Ontario, M5G 2C8, Kanada
2Hearne Elméleti Fizikai Intézet és Fizikai és Csillagászati Tanszék, Louisiana Állami Egyetem, Baton Rouge, LA USA
Érdekesnek találja ezt a cikket, vagy szeretne megvitatni? Scite vagy hagyjon megjegyzést a SciRate-en.
Absztrakt
A fotonveszteség romboló hatással van a kvantumfotonikus eszközök teljesítményére, ezért a fotonvesztés hatásainak elnyomása kiemelten fontos a fotonikus kvantumtechnológiák szempontjából. Két sémát mutatunk be a fotonveszteség hatásainak mérséklésére egy Gauss-bozon mintavevő készülék esetében, különösen a mintavételi valószínűségek becslésének javítása érdekében. Ahelyett, hogy olyan hibajavító kódokat használnánk, amelyek költséges hardver-erőforrás-terhelést jelentenek, sémáink csak kis mennyiségű hardvermódosítást igényelnek, vagy akár semmilyen módosítást sem. Veszteségelnyomási technikáink vagy további mérési adatok gyűjtésén, vagy a mérési adatok megszerzése utáni klasszikus utófeldolgozáson alapulnak. Megmutatjuk, hogy a klasszikus utófeldolgozás mérsékelt költségével a fotonveszteség hatásai bizonyos mértékű veszteség mellett jelentősen elnyomhatók. A javasolt sémák tehát kulcsfontosságú szerepet játszanak a rövid távú fotonikus kvantumeszközök alkalmazásában.
Kiemelt kép: Csökkentse a fotonveszteség hatását kétmódusú vákuum-állapot esetén. Itt $P([n, n])$ a $[n, n]$ fotonszám-minta észlelésének valószínűsége.
Népszerű összefoglaló
► BibTeX adatok
► Referenciák
[1] AG Fowler, M. Mariantoni, JM Martinis és AN Cleland, Felületi kódok: A gyakorlati nagyméretű kvantumszámítás felé, Phys. Rev. A 86, 032324 (2012).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.86.032324
[2] J. Preskill, Quantum Computing in the NISQ korszak és azon túl, Quantum 2, 79 (2018).
https://doi.org/10.22331/q-2018-08-06-79
[3] S. Boixo, SV Isakov, VN Smelyanskiy, R. Babbush, N. Ding, Z. Jiang, MJ Bremner, JM Martinis és H. Neven, Characterizing quantum supremacy in short-term devices, Nature Physics 14, 595 (2018) .
https:///doi.org/10.1038/s41567-018-0124-x
[4] S. Aaronson és L. Chen, A kvantumfölény kísérleteinek komplexitáselméleti alapjai, arXiv:1612.05903.
arXiv:1612.05903v1
[5] F. Arute és munkatársai, Quantum supremacy using a programable szupravezető processzor, Nature 574, 505 (2019).
https://doi.org/10.1038/s41586-019-1666-5
[6] MJ Bremner, R. Jozsa és DJ Shepherd: Az ingázási kvantumszámítások klasszikus szimulációja a polinomiális hierarchia összeomlását jelenti, Proceedings of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences 467, 459 (2011).
https:///doi.org/10.1098/rspa.2010.0301
[7] MJ Bremner, A. Montanaro és DJ Shepherd, Átlagos eset komplexitás versus ingázási kvantumszámítások közelítő szimulációja, Phys. Rev. Lett. 117, 080501 (2016).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.117.080501
[8] MJ Bremner, A. Montanaro és DJ Shepherd, Kvantumfölény elérése ritka és zajos ingázású kvantumszámításokkal, Quantum 1, 8 (2017).
https://doi.org/10.22331/q-2017-04-25-8
[9] S. Aaronson, A. Arkhipov, The computational complexity of linear optics, Proceedings of the forty-thed year ACM symposium on Theory of Computing, 333-342 (2011).
https:///doi.org/10.1145/1993636.1993682
[10] CS Hamilton, R. Kruse, L. Sansoni, S. Barkhofen, C. Silberhorn, Christine és I. Jex, Gaussian Boson Sampling, Phys. Rev. Lett. 119, 170501 (2017).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.119.170501
[11] S. Rahimi-Keshari, AP Lund és TC Ralph, Mit mondhat a kvantumoptika a számítási komplexitás elméletéről?, Phys. Rev. Lett. 114, 060501 (2015).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.114.060501
[12] S. Rahimi-Keshari, TC Ralph és CM Caves, Elegendő feltételek a kvantumoptika hatékony klasszikus szimulációjához, Phys. Rev. X 6, 021039 (2016).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevX.6.021039
[13] A. Peruzzo, J. McClean, P. Shadbolt, M. Yung, X. Zhou, PJ Love, A. Aspuru-Guzik és JL O'brien: Variációs sajátérték-megoldó fotonikus kvantumprocesszoron, Nature Communications 5, 4213 (2014).
https:///doi.org/10.1038/ncomms5213
[14] E. Farhi, J. Goldstone és S. Gutmann, A kvantumközelítő optimalizálási algoritmus, arXiv:1411.4028.
arXiv: 1411.4028
[15] E. Farhi és AW Harrow, Quantum supremacy through the quantum közelítő optimalizálási algoritmus, arXiv:1602.07674.
arXiv: 1602.07674
[16] K. Temme, S. Bravyi és JM Gambetta, Error Mitigation for Short-Depth Quantum Circuits, Phys. Rev. Lett. 119, 180509 (2017).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.119.180509
[17] Y. Li és SC Benjamin, Efficient Variational Quantum Simulator Incorporating Active Error Minimalation, Phys. Rev. X 7, 021050 (2017).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevX.7.021050
[18] A. Kandala, K. Temme, AD Córcoles, A. Mezzacapo, JM Chow és JM Gambetta: A hibacsökkentés kiterjeszti egy zajos kvantumprocesszor számítási hatókörét, Nature 567, 491 (2019).
https://doi.org/10.1038/s41586-019-1040-7
[19] S. Endo, SC Benjamin és Y. Li, Practical Quantum Error Mitigation for Near-Future Applications, Phys. Rev. X 8, 031027 (2018).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevX.8.031027
[20] C. Song, J. Cui, H. Wang, J. Hao, H. Feng, H. és Li, Ying, Quantum computation with universal error mitigation on a superconducting quantum processor, Science Advances 5, (2019).
https:///doi.org/10.1126/sciadv.aaw5686
[21] S. Zhang, Y. Lu, K. Zhang, W. Chen, Y. Li, J. Zhang és K. Kim: Error-mitigated quantum gates overphysical fidelities in a trapped-ion system, Nature Communications 11, 1 ( 2020).
https:///doi.org/10.1038/s41467-020-14376-z
[22] X. Bonet-Monroig, R. Sagastizabal, M. Singh és TE O'Brien, Low-cost error mitigation by symmetry verification, Phys. Rev. A 98, 062339 (2018).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.98.062339
[23] R. Sagastizabal, X. Bonet-Monroig, M. Singh, MA Rol, CC Bultink, X. Fu, CH Price, alelnök Ostroukh, N. Muthusubramanian, A. Bruno, M. Beekman, N. Haider, TE O'Brien és L. DiCarlo, Kísérleti hibacsökkentés szimmetria-ellenőrzéssel variációs kvantum-sajátmegoldóban, Phys. Rev. A 100, 010302(R) (2019).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.100.010302
[24] S. McArdle, X. Yuan és S. Benjamin, Error-Mitigated Digital Quantum Simulation, Phys. Rev. Lett. 122, 180501 (2019).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.122.180501
[25] X. Bonet-Monroig, R. Sagastizabal, M. Singh és TE O'Brien, Low-cost error mitigation by symmetry verification, Phys. Rev. A 98, 062339 (2018).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.98.062339
[26] M. Cerezo, K. Sharma, A. Arrasmith és PJ Coles, Variational quantum state eigensolver, arXiv:2004.01372.
arXiv: 2004.01372
[27] JR McClean, J. Romero, R. Babbush és A. Aspuru-Guzik, The theory of variational hybrid quantum-classical algorithms, New Journal of Physics 18, 023023 (2016).
https://doi.org/10.1088/1367-2630/18/2/023023
[28] K. Sharma, S. Khatri, M. Cerezo és PJ Coles, Noise rezilience of variational quantum compiling, New Journal of Physics 22, 043006 (2020).
https:///doi.org/10.1088/1367-2630/ab784c
[29] L. Cincio, K. Rudinger, M. Sarovar és PJ Coles, Zaj-ellenálló kvantumáramkörök gépi tanulása, PRX Quantum 2, 010324 (2021).
https:///doi.org/10.1103/PRXQuantum.2.010324
[30] Y. Chen, M. Farahzad, S. Yoo és T. Wei, Detector tomography on IBM quantum computers and mitigation of an in perfect cycle, Phys. Rev. A 100, 052315 (2019).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.100.052315
[31] MR Geller és M. Sun, A multiqubit mérési hibák hatékony korrekciója, arXiv:2001.09980.
arXiv: 2001.09980
[32] L. Funcke, T. Hartung, K. Jansen, S. Kühn, P. Stornati és X. Wang, Measurement error mitigation in quantum computers through classical bit-flip correction, arXiv:2007.03663.
arXiv: 2007.03663
[33] H. Kwon és J. Bae: Hibrid kvantum-klasszikus megközelítés a mérési hibák mérséklésére kvantumalgoritmusokban, IEEE Transactions on Computers (2020).
https:///doi.org/10.1109/TC.2020.3009664
[34] JR McClean, ME Kimchi-Schwartz, J. Carter és WA de Jong, Hibrid kvantum-klasszikus hierarchia a dekoherencia enyhítésére és a gerjesztett állapotok meghatározására, Phys. Rev. A 95, 042308 (2017).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.95.042308
[35] J. Sun, X. Yuan, T. Tsunoda, V. Vedral, SC Bejamin és S. Endo, Mitigating Realistic Noise in Practical Noisy Intermediate-Scale Quantum Devices, Phys. Rev. Applied 15, 034026 (2021).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevApplied.15.034026
[36] A. Strikis, D. Qin, Y. Chen, BC Benjamin és Y. Li, Tanulásalapú kvantumhiba-csökkentés, arXiv:2005.07601.
arXiv: 2005.07601
[37] P. Czarnik, A. Arrasmith, PJ Coles és L. Cincio, Error mitigation with Clifford quantum-circuit data, arXiv:2005.10189.
arXiv: 2005.10189
[38] A. Zlokapa és A. Gheorghiu, A mély tanulási modell zaj-előrejelzéshez rövid távú kvantumeszközökön, arXiv:2005.10811.
arXiv: 2005.10811
[39] J. Arrazola és TR Bromley: Gaussian Boson Sampling to Find Dense Subgraphs, Phys. Rev. Lett. 121, 030503 (2018).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.121.030503
[40] K. Brádler, S. Friedland, J. Izaac, N. Killoran és D. Su, Graph izomorfizmus és Gauss-bozon mintavétel, Spec. Mátrixok 9, 166 (2021).
https:///doi.org/10.1515/spma-2020-0132
[41] M. Schuld, K. Brádler, R. Israel, D. Su és B. Gupt: Grafikonok hasonlóságának mérése Gauss-bozon mintavevővel, Phys. Rev. A 101, 032314 (2020).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.101.032314
[42] K. Brádler, R. Israel, M. Schuld és D. Su, A duality at the heart of Gaussian boson sampling, arXiv:1910.04022.
arXiv:1910.04022v1
[43] C. Weedbrook, S. Pirandola, R. García-Patron, NJ Cerf, TC Ralph, JH Shapiro és S. Lloyd, Gaussian quantum information, Rev. Mod. Phys. 84, 621 (2012).
https:///doi.org/10.1103/RevModPhys.84.621
[44] K. Brádler, P. Dallaire-Demers, P. Rebentrost, D. Su és C. Weedbrook, Gauss-bozon mintavétel tetszőleges gráfok tökéletes illeszkedéséhez, Phys. Rev. A 98, 032310 (2018).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.98.032310
[45] H. Qi, DJ Brod, N. Quesada és R. García-Patron, Regimes of Classical Simulability for Noisy Gaussian Boson Sampling, Phys. Rev. Lett. 124, 100502 (2020).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.124.100502
[46] WR Clements, PC Humphreys, BJ Metcalf, WS Kolthammer és IA Walsmley, Optimális kialakítás univerzális többportos interferométerekhez, Optica 3, 1460 (2016).
https:///doi.org/10.1364/OPTICA.3.001460
[47] M. Reck, A. Zeilinger, HJ Bernstein és P. Bertani, Experimental Realization of Any Discrete Unitary Operator, Phys. Rev. Lett. 73, 58 (1994).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.73.58
[48] M. Jacques, A. Samani, E. El-Fiky, D. Patel, X. Zhenping és DV Plant: Termooptikai fázisváltó tervezésének optimalizálása és a termikus áthallás mérséklése a SOI platformon, Opt. Express 27, 10456 (2019).
https:///doi.org/10.1364/OE.27.010456
[49] A. Serafini, Quantum Continuous Variables: A Primer of Theoretical Methods (CRC Press, 2017).
[50] J. Huh, GG Guerreschi, B. Peropadre, JR McClean és A. Aspuru-Guzik, Boson sampling for molecular vibronic spectra, Nature Photonics 9, 615 (2015).
https:///doi.org/10.1038/nphoton.2015.153
[51] S. Rahimi-Keshari, MA Broome, R. Fickler, A. Fedrizzi, TC Ralph és AG White, Lineáris-optikai hálózatok közvetlen jellemzése, Opt. Express 21, 13450 (2013).
https:///doi.org/10.1364/OE.21.013450
[52] V. Giovannetti, AS Holevo és R. García-Patron, A Solution of Gaussian Optimizer Conjecture for Quantum Channels, Commun. Math. Phys. 334, 1553 (2015).
https://doi.org/10.1007/s00220-014-2150-6
[53] R. García-Patron, J. Renema és V. Shchesnovich, Simulating boson sampling in lossy architectures, Quantum 3, 169 (2019).
https://doi.org/10.22331/q-2019-08-05-169
[54] R. Kruse, CS Hamilton, L. Sansoni, S. Barkhofen, C. Silberhorn és I. Jex, Detailed study of Gaussian Boson Sampling, Phys. Rev. A 100, 032326 (2019).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.100.032326
Idézi
[1] M. Cerezo, Andrew Arrasmith, Ryan Babbush, Simon C. Benjamin, Suguru Endo, Keisuke Fujii, Jarrod R. McClean, Kosuke Mitarai, Xiao Yuan, Lukasz Cincio és Patrick J. Coles, „Variational Quantum Algorithms”, arXiv: 2012.09265.
[2] Tyler Volkoff, Zoë Holmes, and Andrew Sornborger, “Universal compiling and (No-)Free-Lunch theorems for continuous variable quantum learning”, arXiv: 2105.01049.
[3] Shreya P. Kumar, Leonhard Neuhaus, Lukas G. Helt, Haoyu Qi, Blair Morrison, Dylan H. Mahler és Ish Dhand, „Mitigating linear optics imperfections via port allocation and compilation”, arXiv: 2103.03183.
[4] Saad Yalouz, Bruno Senjean, Filippo Miatto és Vedran Dunjko, „Erősen korrelált sok-bozon hullámfüggvények kódolása fotonikus kvantumszámítógépen: alkalmazás a vonzó Bose-Hubbard modellre”, arXiv: 2103.15021.
A fenti idézetek innen származnak SAO/NASA HIRDETÉSEK (utolsó sikeres frissítés: 2021-05-07 23:43:35). Előfordulhat, hogy a lista hiányos, mivel nem minden kiadó ad megfelelő és teljes hivatkozási adatokat.
On Crossref által idézett szolgáltatás művekre hivatkozó adat nem található (utolsó próbálkozás 2021-05-07 23:43:33).
Ez a tanulmány a Quantumban jelent meg Creative Commons Nevezd meg 4.0 International (CC BY 4.0) engedély. A szerzői jog az eredeti szerzői jog tulajdonosainál marad, például a szerzőknél vagy intézményeiknél.
Forrás: https://quantum-journal.org/papers/q-2021-05-04-452/
- "
- 100
- 11
- 2016
- 2019
- 2020
- 2021
- 39
- 7
- 84
- 9
- 98
- hozzáférés
- aktív
- További
- Előny
- algoritmus
- algoritmusok
- Minden termék
- kiosztás
- Alkalmazás
- alkalmazások
- csillagászat
- szerzők
- csatornák
- Gyűjtő
- távközlés
- ingázás
- számítógépek
- számítástechnika
- copyright
- dátum
- mély tanulás
- Azt
- Design
- Eszközök
- digitális
- Mérnöki
- leletek
- jövő
- Gates
- hardver
- Harvard
- itt
- HTTPS
- hibrid
- IBM
- IEEE
- kép
- információ
- intézmények
- Nemzetközi
- Izrael
- IT
- JavaScript
- Kulcs
- nagy
- tanulás
- Engedély
- Lista
- Louisiana
- szerelem
- gépi tanulás
- matematikai
- modell
- Közel
- hálózatok
- Zaj
- Ontario
- nyitva
- optika
- Papír
- Mintás
- Fizet
- teljesítmény
- Fizika
- emelvény
- Gyakorlati alkalmazások
- előrejelzés
- be
- nyomja meg a
- ár
- primer
- kiadók
- Kvantum
- kvantum számítógépek
- kvantumszámítás
- forrás
- Tudástár
- ROBERT
- Tudomány
- TUDOMÁNYOK
- tettetés
- szimulátor
- kicsi
- Társadalom
- Állami
- Államok
- Tanulmány
- felületi
- rendszer
- Technologies
- termikus
- toronto
- Tranzakciók
- Egyetemes
- egyetemi
- Vákuum
- Igazolás
- Ellen
- kötet
- W
- Munka
- művek
- X
- év
- Yuan
