علوم و فناوری کوانتومی

یک ژورنال چند رشته ای و با تأثیر بالا که به انتشار تحقیقات با بالاترین کیفیت و اهمیت شامل علم و کاربرد کلیه فن آوری های دارای کوانتومی اختصاص یافته است.

QST گزینه مشترکی را برای IOPScinotes به نویسندگان ارائه می دهد ، هزینه های دسترسی آزاد برای مشترکین در حال حاضر توسط انتشارات IOP تحت پوشش قرار می گیرد.

بیشتر خوانده شده

Marcello Benedetti et al 2019 Quantum Sci. تکنول4 043001

سیستمهای کلاسیک کوانتومی ترکیبی امکان استفاده از رایانه های کوانتومی موجود را به طور کامل امکان پذیر می کنند. در این چارچوب ، مدارهای کوانتومی پارامتری را می توان به عنوان مدل های یادگیری ماشین با قدرت بیان قابل توجه در نظر گرفت. این بررسی مؤلفه های این مدل ها را ارائه می دهد و در مورد کاربرد آنها در انواع کارهای داده محور مانند یادگیری تحت نظارت و مدل سازی تولیدی بحث می کند. با تعداد فزاینده ای از تظاهرات تجربی که بر روی سخت افزار کوانتومی واقعی انجام شده و با استفاده از نرم افزار به طور فعال ، این زمینه به سرعت در حال رشد است که طیف گسترده ای از برنامه های دنیای واقعی را دارد.

B M Terhal et al 2020 Sci Quantum. تکنول5 043001

ما برخی از تلاش های اخیر در زمینه ابداع و مهندسی بوزونیک برای دستگاه های ابررسانا را با تأکید بر Quit Gottesma n-Kitae v-Preskill (GKP) مرور می کنیم. ما برخی از نتایج جدید را در مورد رمزگشایی تصحیح خطای مکرر GKP با استفاده از Qubits Ancilla GKP به طور کامل و کاملاً ارائه می دهیم ، و تفاوت هایی را با مدل های خطای تصادفی که قبلاً مورد مطالعه قرار گرفته اند ، نشان می دهد. ما در مورد روشهای مدار-Q برای تحقق دروازه های CZ بین Qubits GKP بحث می کنیم و در مورد سناریوهای مختلف برای استفاده از GKP و Qubits معمولی به عنوان بلوک های ساختمانی در یک معماری کد ابررسانا مقیاس پذیر بحث می کنیم.

Xiao-Feng Shi 2022 Sci Quantum. تکنول7 023002

دروازه های کوانتومی و گرفتاری مبتنی بر تعامل دو قطبی و دو قطبی اتم های خنثی Rydberg مربوط به فیزیک اساسی و علم اطلاعات کوانتومی است. دقت و استحکام پروتکل های درهم تنیده با واسطه ریدبرگ عوامل اصلی محدود کردن کاربرد آنها در آزمایشات و صنعت نزدیک به آینده است. روشهای مختلفی برای تولید دروازه های درهم تنیده با کاوش در تعامل ریدبرگ اتم های خنثی وجود دارد که هر یک مجهز به نقاط قوت و ضعف خاص خود هستند. اصول و ترفندهای موجود در این پروتکل ها مورد بررسی قرار می گیرد ، با توجه ویژه ای به وفاداری قابل دستیابی و استحکام به مسائل فنی و عوامل ذاتی مضر.

لکسین دینگ و همکاران 2023 Sci Quantum. تکنول8 015015

انقلاب کوانتومی دوم همه چیز در مورد سوء استفاده از ماهیت کوانتومی اتمها و مولکول ها برای انجام وظایف پردازش اطلاعات کوانتومی است. برای تقویت این تلاش رو به رشد و با پیش بینی نقش اصلی شیمی کوانتومی در آن ، کار ما چارچوبی را برای کاوش منظم ، کمیت و تفکیک اثرات همبستگی در مولکول ها ایجاد می کند. با استفاده از تصویر هندسی حالتهای کوانتومی ، ما - بر اساس یکپارچه و به روشی معنی دار - همبستگی ، کوانتومی و کلاسیک و درگیری در حالت های مولکولی مقایسه می کنیم. برای باز کردن و به حداکثر رساندن منابع اطلاعاتی کوانتومی مولکول ها ، یک طرح بهینه سازی مداری تدوین شده است که منجر به یک بینش تغییر پارادایم می شود: یک پیوند کووالانسی واحد برابر با درهم آمیختگی است. این دیدگاه رمان و متنوع تر در مورد ساختار الکترونیکی ، تعمیم نظریه پیوند Valence را نشان می دهد ، و بر نقص نظریه های پیوند شیمیایی مدرن غلبه می کند.

Nikolaj Moll et al 2018 Quantum Sci. تکنول3 030503

رایانه های کوانتومی تحمل به گسل جهانی نیاز به اجرای عاری از خطا توالی طولانی عملیات دروازه کوانتومی دارند ، که انتظار می رود میلیون ها نفر از فیزیکی را درگیر کند. قبل از در دسترس بودن قدرت کامل چنین ماشین آلات ، دستگاه های کوانتومی نزدیک به مدت چند صد کبوتر و تصحیح خطای محدود ارائه می دهند. با این وجود ، یک چشم انداز واقع بینانه برای اجرای الگوریتم های مفید در عمق مدار محدود چنین دستگاه هایی وجود دارد. به ویژه امیدوارکننده الگوریتم های بهینه سازی که از یک رویکرد ترکیبی پیروی می کنند: هدف این است که یک حالت بسیار درگیر بر روی یک سیستم کوانتومی به حالت هدف هدایت شود که از طریق تغییر برخی از پارامترهای دروازه ، عملکرد هزینه را به حداقل می رساند. این روش تنوع می تواند هم برای مشکلات بهینه سازی کلاسیک و هم برای مشکلات در شیمی کوانتومی استفاده شود. چالش این است که با توجه به زمان انسجام محدود و اتصال Qubits ، به حالت هدف همگرا شوید. در این زمینه ، حجم کوانتومی به عنوان یک متریک برای مقایسه قدرت دستگاه های کوانتومی نزدیک مدت مورد بحث قرار گرفته است. با تمرکز بر روی برنامه های شیمی ، توضیحات کلی از الگوریتم های متغیر ارائه شده است و نقشه برداری از Fermions به Qubits توضیح داده شده است. عملکردهای موج خوشه ای و اکتشافی برای یافتن حالتهای زمین مولکولی در نظر گرفته شده است. علاوه بر این ، طرح های ساده برای خطای معرفی شده اند که می توانند دقت در تعیین انرژی های حالت زمین را بهبود بخشند. پیشبرد این تکنیک ها ممکن است منجر به تظاهرات نزدیک به مدت محاسبات کوانتومی مفید با سیستم های حاوی چند صد کبوتر شود.

نیکولای لاوک و همکاران 2020 Sci Quantum. تکنول5 020501

انتقال کوانتومی ، فرایند تبدیل سیگنال های کوانتومی از یک شکل انرژی به دیگری ، یک منطقه مهم از علم و فناوری کوانتومی است. مقاله چشم انداز حاضر ، انتقال کوانتومی بین مایکروویو و فوتون های نوری را بررسی می کند ، منطقه ای که اخیراً به دلیل ارتباط آن در اتصال پردازنده های کوانتومی ابررسانا در مسافت های طولانی ، از جمله سایر برنامه ها ، فعالیت و پیشرفت زیادی را مشاهده کرده است. بررسی ما رویکردهای پیشرو برای دستیابی به چنین انتقال ، با تأکید بر کسانی که بر اساس گروههای اتمی ، مکانیک اپتو-الکترو و الکترو نوری تأکید می کنند ، را در بر می گیرد. ما به طور خلاصه در مورد معیارهای مربوطه از دیدگاه برنامه های مختلف و همچنین چالش های آینده بحث می کنیم.

Sandoko Kosen و همکاران 2022 Sci Quantum. تکنول7 035018

ما کیوبیت‌های ترانسمون ابررسانا منفرد و جفت شده را در ماژول‌های فلیپ تراشه ادغام کرده‌ایم. هر ماژول از دو تراشه - یک تراشه کوانتومی و یک تراشه کنترل - تشکیل شده است که به صورت ضربه‌ای به یکدیگر متصل شده‌اند. ما زمان‌های همدوسی میانگین زمانی بیش از 90 میکرو ثانیه، وفاداری گیت تک کیوبیتی بیش از 99. 9 درصد و وفاداری گیت دو کیوبیتی بالای 98. 6 درصد را نشان می‌دهیم. ما همچنین روش‌های طراحی دستگاه را ارائه می‌کنیم و در مورد حساسیت پارامترهای دستگاه به تغییر در فاصله بین تراشه‌ها بحث می‌کنیم. قابل ذکر است، مراحل اضافی ساخت تراشه‌های تلنگر، عملکرد کیوبیت را در مقایسه با وضعیت پایه ما در مدارهای تک‌تراشه و مسطح کاهش نمی‌دهند. این تکنیک ادغام را می توان تا تحقق پردازنده های کوانتومی که صدها کیوبیت را در یک ماژول جای می دهند، گسترش داد، زیرا دسترسی کافی سیم کشی ورودی/خروجی را به همه کیوبیت ها و کوپلرها ارائه می دهد.

پتار جورچویچ و همکاران 2021 کوانتوم سای. تکنولوژی6 025020

ما کیفیت مدارهای کوانتومی را در سیستم‌های محاسباتی کوانتومی ابررسانا، همانطور که با حجم کوانتومی (QV) اندازه‌گیری می‌شود، با ترکیبی از جداسازی دینامیکی، بهینه‌سازی‌های کامپایلر، گیت‌های کوتاه‌تر دو کیوبیتی و بازخوانی ارتقا یافته حالت برانگیخته بهبود می‌دهیم. این نتیجه نشان می‌دهد که مسیر به سمت سیستم‌های QV بزرگ‌تر نیازمند افزایش همزمان انسجام، وفاداری گیت کنترل، وفاداری اندازه‌گیری و نرم‌افزار هوشمندتر است که جزئیات سخت‌افزار را در نظر می‌گیرد، در نتیجه نیاز به ادامه طراحی مشترک نرم‌افزار و پشته سخت‌افزاری را نشان می‌دهد. آینده قابل پیش بینی

توماس الکساندر و همکاران 2020 کوانتوم سای. تکنولوژی5 044006

مدل مدار کوانتومی یک انتزاع است که اجرای فیزیکی اساسی دروازه ها و اندازه گیری ها را بر روی یک رایانه کوانتومی پنهان می کند. برای کنترل دقیق سخت افزار کوانتومی واقعی ، امکان اجرای دستورالعمل های پالس و سطح خواندن مورد نیاز است. برای این منظور ، ما Qiskit Pulse ، یک الگوی برنامه نویسی در سطح پالس را که به عنوان یک ماژول در Qiskit-terra اجرا می شود ، معرفی می کنیم [1]. برای نشان دادن قابلیت های پالس qiskit ، ما انواع مختلفی را که از دروازه درهم تنیده متقابل با یک جفت qubits بر روی یک سیستم کوانتومی IBM که از طریق ابر قابل دسترسی است ، کالیبره می کنیم. ما خصوصیات همیلتون را از هر دو نوع تک و دو پالس از دروازه درهم تنیده متقابل با دامنه های مختلف بر روی یک سیستم کوانتومی IBM مبتنی بر ابر انجام می دهیم. ما سپس این توالی های کالیبره شده را با استفاده از چرخش های قبل و پس از محلی به qubits تبدیل به یک دروازه CNOT با وفاداری بالا می کنیم و به ترتیب به طور متوسط از F = 0. 981 F = 0. 981 و F = 0. 979 به دست می آییم. این قابل مقایسه با وفاداری CNOT با پس زمینه استاندارد F است_CX= 0. 984. علاوه بر این ، برای نشان دادن چگونگی دسترسی کاربران می تواند به نتایج خود در سطوح مختلف زنجیره بازخوانی دسترسی پیدا کند ، ما یک تبعیض پذیر سفارشی برای بررسی همبستگی های خواندن quit ایجاد می کنیم. Qiskit Pulse به کاربران اجازه می دهد تا طرح های کنترل پیشرفته مانند نظریه کنترل بهینه ، جداشدن دینامیکی و کاهش خطا را که در مدل مدار موجود نیست ، کشف کنند.

Alejandro Perdomo-Ortiz و همکاران 2018 Quantum Sci. تکنول3 030502

با داشتن فن آوری های محاسباتی کوانتومی که به دوران تجاری سازی و برتری کوانتومی نزدیک است ، یادگیری ماشین (ML) به عنوان یکی از برنامه های امیدوار کننده "قاتل" ظاهر می شود. با وجود تلاش چشمگیر ، بین اکثر پیشنهادات کوانتومی ML ، نیازهای پزشکان ML و قابلیت دستگاه های کوانتومی نزدیک مدت برای نشان دادن پیشرفت کوانتومی در آینده نزدیک ارتباط برقرار شده است. در این سهم در جمع آوری تمرکز "با 1000 Qubits چه می کنید؟" ، ما نمونه های مشخصی از کارهای ML غیرقابل تحمل را ارائه می دهیم که می توانند با دستگاه های نزدیک به مدت افزایش یابد. ما استدلال می کنیم که برای رسیدن به این هدف ، تمرکز باید روی مناطقی باشد که محققان ML در حال تلاش هستند ، مانند مدل های تولیدی در یادگیری بدون نظارت و نیمه نظارت ، به جای تکنیک های یادگیری محبوب و قابل کنترل تر. ما همچنین مورد مجموعه داده های کلاسیک با همبستگی آماری مانند کوانتومی بالقوه را برجسته می کنیم که در آن مدل های کوانتومی می توانند مناسب تر باشند. ما روی رویکردهای کوانتومی کلاسیک ترکیبی تمرکز می کنیم و برخی از چالش های کلیدی را که برای اجرای نزدیک به مدت پیش بینی می کنیم ، نشان می دهیم. سرانجام ، ما دستگاه هلمولتز با کمک کوانتومی (QAHM) را معرفی می کنیم ، تلاش برای استفاده از دستگاه های کوانتومی نزدیک برای مقابله با مجموعه داده های با ابعاد بالا از متغیرهای مداوم. به جای استفاده از رایانه های کوانتومی برای کمک به یادگیری عمیق ، همانطور که رویکردهای قبلی انجام می شود ، QAHM از یادگیری عمیق برای استخراج بازنمایی باینری کم بعدی از داده ها استفاده می کند ، مناسب برای پردازنده های کوانتومی نسبتاً کمی که می توانند به آموزش یک مدل تولیدی بدون نظارت کمک کنند. اگرچه ما این مفهوم را بر روی آنیلر کوانتومی نشان می دهیم ، سایر سیستم عامل های کوانتومی نیز می توانند از این چارچوب کوانتومی کلاسیک ترکیبی بهره مند شوند.

آخرین مقالات

Gianmichele Blasi و همکاران 2023 Quantum Sci. تکنول8 015023

ما رفتار یک حلقه Ballistic Aharonov-Bohm (AB) را هنگام تعبیه در یک تنظیم دو ترمینال N-S ، متشکل از یک فلز معمولی (N) و ابررسانا (S) ارائه می دهیم. این دستگاه بر اساس فن آوری های فعلی موجود است و ما در این کار نشان می دهیم که این دستگاه یک دستگاه حرارتی کوانتومی هیبریدی امیدوار کننده ، به عنوان یک موتور گرمای کوانتومی و یکسو کننده حرارتی کوانتومی است. نکته قابل توجه ، ما تعامل تداخل کوانتومی تک ذره ای در حلقه AB و خصوصیات ابررسانا ساختار را برای دستیابی به حالت عملیاتی ترکیبی برای این دستگاه کوانتومی نشان می دهیم. راندمان آن به عنوان یک موتور گرمای کوانتومی به راندمان کارنو می رسد و ما یک عامل اصلاح حرارتی را با نتیجه 350 ٪ پیش بینی می کنیم. این نتایج باعث می شود این دستگاه برای نانودورهای کالرییترونیک فاز در آینده بسیار امیدوار کننده باشد.

Hang Qian et al 2023 Sci Quantum. تکنول8 015022

درگیری کوانتومی در حرکت اشیاء ماکروسکوپی برای مطالعات اساسی و فن آوری های کوانتومی از اهمیت برخوردار است. در اینجا ما نشان می دهیم که چگونه می توان حالت های لرزش مکانیکی دو فریماگنت عظیم را که در همان حفره مایکروویو قرار می گیرند ، گرفتار کنیم. هر Ferrimagnet از یک حالت مگنون و یک حالت لرزش با فرکانس پایین همراه با نیروی مغناطیس پشتیبانی می کند. دو حالت مگنون به ترتیب با تعامل دو قطبی مغناطیسی با حفره مایکروویو همراه هستند. ما ابتدا بین حالت لرزش Ferrimagnet-1 و حالت مگنون Ferrimagnet-2 یک حالت درهم و برهم ثابت ایجاد می کنیم. این امر با رانندگی مداوم Ferrimagnet-1 با یک میدان مایکروویو با رنگ قرمز قوی تحقق می یابد و درگیری با بهره برداری از پایین آمدن پارامتری مگنومکانیکی و تعامل حالت حفره-ماگنون به دست می آید. سپس پمپ را روی Ferrimagnet-1 خاموش می کنیم و به طور همزمان ، یک درایو پالس قرمز جدا شده را روی Ferrimagnet-2 روشن می کنیم. از درایو دوم برای فعال کردن تعامل پرتوهای مگنومکانیکی استفاده می شود ، که حالت های مگنونی و مکانیکی Ferrimagnet-2 را تعویض می کند. در نتیجه ، درگیری فونو ن-ماگنون قبلاً تولید شده به حالتهای مکانیکی دو فروماگنت منتقل می شود. این کار طرحی را برای تهیه حالت های درهم و برهم از حرکت مکانیکی دو شیء عظیم فراهم می کند ، که ممکن است در مطالعات مختلف با بهره برداری از حالتهای درهم تنیده ماکروسکوپی کاربردی پیدا کند.

خوان کارلوس کریدو و مایکل اسپنوفسکی 2023 Sci Quantum. تکنول8 015021

ما برای حل معادلات دیفرانسیل با استفاده از آنیلر کوانتومی یک روش کلی به نام QADE ارائه می دهیم. یکی از مهمترین مزایای این روش ، انعطاف پذیری و قابلیت اطمینان آن است. در دستگاه های فعلی ، QADE می تواند سیستم های معادلات دیفرانسیل جزئی همراه را که به صورت خطی به محلول و مشتقات آن بستگی دارند ، با ضرایب متغیر غیر خطی و اصطلاحات ناهمگن دلخواه حل کند. ما این را از طریق چندین نمونه که در آنیلرهای کوانتومی پیشرفته اجرا می کنیم ، آزمایش می کنیم. مثالها شامل یک معادله دیفرانسیل جزئی و یک سیستم معادلات همراه است. این اولین بار است که معادلات این نوع در چنین دستگاه هایی حل شده است. ما می دانیم که راه حل را می توان به طور دقیق برای مشکلاتی که نیاز به یک عملکرد به اندازه کافی کوچک دارند ، بدست آورید. ما یک بسته پایتون را ارائه می دهیم که این روش را در gitlab.com/jccriado/qade اجرا می کند.

L Rossi et al 2023 Sci Quantum. تکنول8 014009 < Pan> ما یک روش کلی به نام QADE را برای حل معادلات دیفرانسیل با استفاده از آنیلر کوانتومی ارائه می دهیم. یکی از مهمترین مزایای این روش ، انعطاف پذیری و قابلیت اطمینان آن است. در دستگاه های فعلی ، QADE می تواند سیستم های معادلات دیفرانسیل جزئی همراه را که به صورت خطی به محلول و مشتقات آن بستگی دارند ، با ضرایب متغیر غیر خطی و اصطلاحات ناهمگن دلخواه حل کند. ما این را از طریق چندین نمونه که در آنیلرهای کوانتومی پیشرفته اجرا می کنیم ، آزمایش می کنیم. مثالها شامل یک معادله دیفرانسیل جزئی و یک سیستم معادلات همراه است. این اولین بار است که معادلات این نوع در چنین دستگاه هایی حل شده است. ما می دانیم که راه حل را می توان به طور دقیق برای مشکلاتی که نیاز به یک عملکرد به اندازه کافی کوچک دارند ، بدست آورید. ما یک بسته پایتون را ارائه می دهیم که این روش را در gitlab.com/jccriado/qade اجرا می کند.

L Rossi et al 2023 Sci Quantum. تکنول8 014009 ما برای حل معادلات دیفرانسیل با استفاده از آنیلر کوانتومی یک روش کلی به نام Qade ارائه می دهیم. یکی از مهمترین مزایای این روش ، انعطاف پذیری و قابلیت اطمینان آن است. در دستگاه های فعلی ، QADE می تواند سیستم های معادلات دیفرانسیل جزئی همراه را که به صورت خطی به محلول و مشتقات آن بستگی دارند ، با ضرایب متغیر غیر خطی و اصطلاحات ناهمگن دلخواه حل کند. ما این را از طریق چندین نمونه که در آنیلرهای کوانتومی پیشرفته اجرا می کنیم ، آزمایش می کنیم. مثالها شامل یک معادله دیفرانسیل جزئی و یک سیستم معادلات همراه است. این اولین بار است که معادلات این نوع در چنین دستگاه هایی حل شده است. ما می دانیم که راه حل را می توان به طور دقیق برای مشکلاتی که نیاز به یک عملکرد به اندازه کافی کوچک دارند ، بدست آورید. ما یک بسته پایتون را ارائه می دهیم که این روش را در gitlab.com/jccriado/qade اجرا می کند.

L Rossi et al 2023 Sci Quantum. تکنول8 014009

هدف از پروژه MOCAST+ (نظارت بر تغییرات جرم توسط سنسورهای اتم سرد و اقدامات زمان) ، که در طول سالهای 2020-2022 انجام شد ، بررسی عملکرد یک مأموریت میدان گرانش بر اساس ادغام ساعتهای اتمی و سرماخوردگی است. تداخل سنجهای اتم. ایده این بود که مشاهدات ترکیبی از دو سنسور برای تشخیص و نظارت بر پدیده های ژئوفیزیکی که تأثیر آن بر بخش متغیر زمان مدل های میدان گرانش زمین تأثیر دارد ، مفید خواهد بود. چندین سناریوی مأموریت مختلف با توجه به تنظیمات مختلف ماهواره ای مانند بازیابی گرانش و آزمایش آب و هوا (GRACE) شکل گیری کلاس و تشکیل کلاس Bender با دو یا سه ماهواره درون خط در امتداد هر مدار شبیه سازی شد. علاوه بر این ، گونه های مختلف اتمی (Rubidium and Strontium) ، مسافت های مختلف بین ماهواره ای ، تراکم طیف قدرت مختلف سر و صدای مختلف و میزان مشاهده متفاوت در نظر گرفته شد. برای برآورد میدان گرانش از داده های شبیه سازی شده ، رویکرد فضا عاقلانه مورد سوء استفاده قرار گرفت. نتایج نشان داد ، همانطور که انتظار می رود ، پیکربندی Bender راه حل های میدان گرانش ماهانه را به طور قابل توجهی بهتر ارائه می دهد ، در مقایسه با یک پیکربندی "اسمی" با دو یا سه ماهواره در یک شکل گیری کلاس. در این روش و فشار دادن فن آوری سنسورهای کوانتومی به حد خود ، در واقع می توان نتیجه ای را بدست آورد که قابل مقایسه با نتایج از فیض در درجه های هارمونیک پایین است ، و در درجه های بالاتر با اثرات مثبت در قابلیت تشخیص متغیر زمان موضعی بهتر استپدیده ها ، و همچنین در تعیین میدان گرانش استاتیک در حداکثر درجه هارمونیک کروی بالاتر از آنچه که توسط میدان گرانش حاصل می شود و اکسپلورر گردش خون اقیانوس پایدار (البته با توجه به یک مأموریت معادل زمان زندگی).

آندریاس کروشنهاوزر و همکاران 2023 Quantum Sci. تکنول8 015020

ما یک جعبه ابزار برای دستکاری آرایه های اتم های ریدبرگ تهیه شده در منیفولدهای هیدروژن مانند با ابعاد بالا در رژیم اثر خطی و اثر زیمن ایجاد می کنیم. ما از تقارن SO (4) برای توصیف عملکرد میدان های الکتریکی و مغناطیسی استاتیک و همچنین زمینه های مایکروویو و نوری در منیفولدهای خوب ساختار یافته حالتها با تعداد کوانتومی اصلی استفاده می کنیم. این امر ما را قادر می سازد تا مدل های عمومی هیزنبرگ را که برای آنها طرح های آماده سازی و خواندن دولت را توسعه می دهیم ، بسازیم. با توجه به فضای بزرگ داخلی هیلبرت ، این مدل ها یک چارچوب طبیعی برای شبیه سازی کوانتومی نظریه های میدان کوانتومی ارائه می دهند ، که ما در مورد مدل های سین گوردون و مدلهای عظیم شووینجر نشان می دهیم. علاوه بر این ، این منیفولدهای با ابعاد بالا همچنین فرصتی برای انجام عملیات پردازش اطلاعات کوانتومی برای محاسبات کوانتومی مبتنی بر kdit ارائه می دهند ، که ما با یک دروازه درهم تنیده و یک پروتکل انتقال دولتی برای ایالات در محله سطح دایره ای رایدبرگ مثال می زنیم.

بررسی مقالات

Xiao-Feng Shi 2022 Sci Quantum. تکنول7 023002

دروازه های کوانتومی و گرفتاری مبتنی بر تعامل دو قطبی و دو قطبی اتم های خنثی Rydberg مربوط به فیزیک اساسی و علم اطلاعات کوانتومی است. دقت و استحکام پروتکل های درهم تنیده با واسطه ریدبرگ عوامل اصلی محدود کردن کاربرد آنها در آزمایشات و صنعت نزدیک به آینده است. روشهای مختلفی برای تولید دروازه های درهم تنیده با کاوش در تعامل ریدبرگ اتم های خنثی وجود دارد که هر یک مجهز به نقاط قوت و ضعف خاص خود هستند. اصول و ترفندهای موجود در این پروتکل ها مورد بررسی قرار می گیرد ، با توجه ویژه ای به وفاداری قابل دستیابی و استحکام به مسائل فنی و عوامل ذاتی مضر.

Xiao-Feng Shi 2022 Sci Quantum. تکنول7 023002

دروازه های کوانتومی و گرفتاری مبتنی بر تعامل دو قطبی و دو قطبی اتم های خنثی Rydberg مربوط به فیزیک اساسی و علم اطلاعات کوانتومی است. دقت و استحکام پروتکل های درهم تنیده با واسطه ریدبرگ عوامل اصلی محدود کردن کاربرد آنها در آزمایشات و صنعت نزدیک به آینده است. روشهای مختلفی برای تولید دروازه های درهم تنیده با کاوش در تعامل ریدبرگ اتم های خنثی وجود دارد که هر یک مجهز به نقاط قوت و ضعف خاص خود هستند. اصول و ترفندهای موجود در این پروتکل ها مورد بررسی قرار می گیرد ، با توجه ویژه ای به وفاداری قابل دستیابی و استحکام به مسائل فنی و عوامل ذاتی مضر.

ادوین بارنز و همکاران 2022 Sci Quantum. تکنول7 023001

فن آوری های اطلاعات کوانتومی نیاز به کنترل بسیار دقیق بر روی سیستم های کوانتومی دارند. دستیابی به این امر نیاز به تکنیک های کنترل دارد که علی رغم وجود سر و صدای دکوراسیون و سایر عوارض جانبی ، عملکرد خوبی دارند. در اینجا ، ما یک تکنیک کلی برای طراحی زمینه های کنترل که خطاهای پویا را در حین انجام عملیات با استفاده از رابطه نزدیک بین تکامل کوانتومی و منحنی های فضایی هندسی انجام می دهیم ، مرور می کنیم. این رویکرد دسترسی به فضای راه حل جهانی زمینه های کنترل را که یک کار خاص را انجام می دهد ، فراهم می کند و طراحی عملیات دروازه آزمایشی را برای طیف گسترده ای از برنامه ها تسهیل می کند.

Lindsay Bassman et al 2021 Quantum Sci. تکنول6 043002

مواد کوانتومی طیف گسترده ای از پدیده های عجیب و غریب و خصوصیات عملی را نشان می دهند. درک بهتر این مواد می تواند بینش های عمیق تری در مورد فیزیک اساسی در قلمرو کوانتومی و همچنین پیشبرد فناوری پردازش اطلاعات و پایداری ارائه دهد. ظهور رایانه های کوانتومی دیجیتال (DQC) ، که می تواند به طور مؤثر شبیه سازی های کوانتومی را انجام دهد که در غیر این صورت در رایانه های کلاسیک قابل تحمل است ، یک مسیر امیدوارکننده را برای آزمایش و تجزیه و تحلیل رفتار قابل توجه و غالباً ضد شهود ، رفتار مواد کوانتومی فراهم می کند. مجهز به این ابزارهای جدید ، دانشمندان حوزه های متنوع در جهت دستیابی به مزیت کوانتومی فیزیکی (یعنی استفاده از یک کامپیوتر کوانتومی برای یادگیری فیزیک جدید با محاسباتی که نمی تواند به طور امکان پذیر بر روی هر رایانه کلاسیک اجرا شود) در حال مسابقه هستند. بنابراین ، هدف از این بررسی ، ارائه خلاصه ای از پیشرفت در جهت این هدف است که در دسترس دانشمندان در سراسر علوم فیزیکی است. ما ابتدا فناوری و الگوریتم های موجود را مرور خواهیم کرد و روشهای بیشماری را برای نشان دادن مواد در رایانه های کوانتومی شرح می دهیم. در مرحله بعد ، ما شبیه سازی هایی را که با موفقیت در DQC های موجود در حال حاضر انجام شده است ، با تأکید بر تنوع خاصیت ها ، استاتیک و پویا ، به نمایش خواهیم گذاشت که می توانند با این فناوری نوپا مورد مطالعه قرار گیرند. سرانجام ، ما از طریق سه مثال از نحوه انجام مشکلات مختلف شبیه سازی مواد در DQC ، با کد کامل موجود در مواد تکمیلی (https://stacks. iop.org/qst/6/043002/mmedia) کار می کنیم. امیدواریم که این بررسی بتواند به عنوان یک نمای کلی از پیشرفت در این زمینه برای کارشناسان دامنه و مقدمه ای در دسترس دانشمندان در زمینه های مرتبط که علاقه مند به انجام شبیه سازی های خود از مواد کوانتومی در DQC هستند ، باشد.