11028 ورقة بحثية
تقدم هذه الورقة إطار عمل آلي للتجميع المنطقي لرمز اللون (color code) يستفيد من بنيته الطوبولوجية وتناظر مخطط ZX لترجمة الحسابات المنطقية الشاملة إلى تخطيطات زمكانية صالحة، مما يدفع بالبنية التحتية نحو الحوسبة الكمومية كاملة المكدس.
تقدم هذه الورقة خوارزمية معالجة إشارة كمومية لهاملتوني فيرميون التداخل (overlap fermion Hamiltonian) تحافظ على علاقة جينسبارغ-ويلسون (Ginsparg-Wilson relation) مع خطأ يمكن التحكم فيه، مما يوفر محاكاة كمومية شبه حرة للتماثل الكيرالي (chiral symmetry) مع عبء لوغاريتمي مقارنة بهاملتوني ويلسون-ديراك (Wilson-Dirac Hamiltonian) وتكاليف كيوبت أقل مقارنة بفيرميونات جدار النطاق (domain-wall fermions).
تقارن هذه الورقة البحثية أداء خوارزميات الحوسبة الكمومية ذات المقياس المتوسط المشوبة بالضجيج (VQE وSQD) مقابل محاكاة مجموعة مصفوفة الكثافة لإعادة التطبيع لمجموعة (DMRG) واسعة النطاق على نموذج ليبكين-ميشكوف-جليك، مما يكشف أن النهج القائم على الفضاء الجزئي مثل SQD يقدم توازناً متفوقاً بين الدقة والقدرة على مقاومة الضجيج للأنظمة التي تصل إلى 17 جسيماً مقارنة بـ VQE.
تقدم هذه الورقة "تشفيرات باولي" (Pauli Encodings) كفئة من مخططات التشفير الكمي، حيث تضع حدوداً أساسية لأمنها غير القابل للاستنساخ من خلال حدود "أحادية تشابك" (monogamy-of-entanglement)، وتوضح أنه في حين أن بعض العائلات المهيكلة غير آمنة، فإن تكوينات متماثلة محددة تحقق أمنًا قويًا من حيث عدم القدرة على التمييز غير القابل للاستنساخ ضد الخصوم ذوي الأبعاد المحلية المحدودة.
تقترح هذه الورقة خوارزمية فعالة وشبه مثالية تتعلم مولدات الأنظمة المفتوحة الماركوفية (ليندبلاديان) التعسفية من التطور الزمني الفيزيائي باستخدام مرحلتين غير تكييفيتين وخاليتين من المساعدات لتحديد وتقدير جميع المعاملات بأقل قدر من الموارد التجريبية.
تقدم هذه الورقة صيغ المنتجات المصححة (CPFs)، وهي طريقة محسنة لمحاكاة الهاملتوني تقوم بحقن حدود "مصححة" مساعدة في صيغ المنتجات القياسية لتحقيق تحسينات في الدقة تصل إلى عدة مراتب عشرية بتكلفة ضئيلة الزيادة، مما يفيد بشكل خاص الأنظمة الشبكية المضطربة على كل من الأجهزة الكلاسيكية والكمومية.
تقدم هذه الورقة شبكة كولموغوروف-أرنولدد الكمية المتغيرة المحسنة (EVQKAN)، وهي نموذج كمي متغير يحسن دقة ملاءمة الدوال مقارنة بالأساليب الكمية الحالية، لكنها تواجه حالياً قيوداً كبيرة في التصنيف وتكاليف دوائر عالية بسبب الإفراط في التخصيص والمتطلبات الموردية، مما يضعها كبنية معمارية بمقياس المحاكاة بدلاً من كونها حلاً للأجهزة الكمية ذات الضجيج متوسطة المدى (NISQ).
تقيس هذه الدراسة تجريبياً ديناميكيات الاسترخاء المعتمدة على درجة الحرارة للحالة المثارة المتوسطة في عيوب سبين الفراغ البوروني في نيتريد البورون السداسي، كاشفةً عن عمر زمني قدره 24.0 نانو ثانية عند درجة حرارة الغرفة، مما يتيح تحسين تسلسلات النبضات لتعزيز التحكم في السبين وحساسية الاستشعار الكمي.
تستعرض هذه الورقة منصة قياس تردد فائقة الدقة باستخدام ذاكرة كمومية لرامان ذرية انتقائية للأنماط في بخار السيزيوم الدافئ، تحقق تحسناً في الدقة بمقدار 34 ضعفاً مقارنة بقياسات الشدة المباشرة من خلال التخزين والاسترجاع المتماسك للأنماط الزمنية المثلى بدقة عالية.
تستعرض هذه الورقة البحثية سير عمل متكاملًا، معززًا بوحدات معالجة الرسومات ومحطمًا للأرقام القياسية، لمحاكاة حواجز التفاعلات الكيميائية باستخدام طريقة مونت كارلو للمجال المساعد الكمي-الكلاسيكي مع ظلال البوابة المطابقة (matchgate shadows) على حاسوب "IonQ Forte" الكمي، محققةً تسريعًا كبيرًا ونتائج ضمن نطاق 10 كيلو كالوري/مول من القيم المرجعية.