10579 ورقة بحثية
تقدم هذه الورقة مخططاً لبناء ذاكرة وصول عشوائي كمي (QRAM) سلبية وقابلة للتوسع، تحقق تكلفة طاقة بمقدار وزمن تشغيل استعلام بمقدار عن طريق تطوير هاميلتوني (Hamiltonian) مستقل عن الزمن، ذي 4-موضعي (4-local) ويحتوي على من الحدود.
تضع هذه الورقة حدوداً دنيا أسية للرتبة الغاوسية الفرميونية للحالات السحرية وتثبت أن رتبة الحدود للحالة المتماسكة لحالات فوك البوزونية تساوي حاصل ضرب إشغالات أنماطها، مما يحل فرضية استمرت طويلاً ويعزز فهم تعقيد المحاكاة الكلاسيكية للأنظمة الكمومية.
تتقصى هذه الورقة التعقيد الحسابي لهاميلتونيات الكم غير الفائضة، حيث تثبت أن تقريب دالات تقسيمها وتحضير حالات التوأم الحراري المزدوج يصبحان قابلين للحل عند درجات حرارة منخفضة مقارنة بالهاميلتونيات العامة، بينما تثبت أن تقدير طاقة حالتها الأرضية يظل من فئة QMA-complete.
تُثبت هذه الورقة أن النظرية الكمومية ذات الأبعاد المحدودة يمكن اختبارها تشغيلياً من خلال بناء مجموعة محدودة من الارتباطات ثنائية الجسم، والتي عندما تتحقق بطريقة مستقرة تحت التخاطر المتكرر، تُحدد ميكانيكا الكم بشكل فريد وتصادق على وجود انتهاكات لمتباينة بيل تتجاوز الحدود المرصودة حالياً.
تُثبت هذه الورقة أن تخزين من الكيوبتات المنطقية لـ من الخطوات الزمنية مع خطأ قدره يمكن تحقيقه بتكلفة زمكانية مثالية تبلغ باستخدام دوائر كود تانر الكمي الصريح المشوبة بالضجيج وفك تشفير فعال، بشرط أن تدعم الأجهزة الاتصال بعيد المدى والمعالجة الكلاسيكية السريعة.
تقدم هذه الورقة طريقة ترميز كتلي (block encoding) فعالة لهاملتونيّات مهيكلة تفصل بين اختيار دعم التفاعل وتطبيق المؤثرات باستخدام دوائر "التبديل-التنفيذ-إعادة التبديل" (permute-act-unpermute)، مما يقلل بشكل كبير من تكلفة بوابات T غير الكليفوردية (non-Clifford T-gate) عبر جعلها تتناسب مع حجم النظام بدلاً من عدد الحدود، دون اشتراط التماثل الانتقالي أو المعاملات المتفككة.
تقترح هذه الورقة بنية ذاكرة كمومية معيارية تربط وحدات كود السطح المستوية عبر روابط حدودية متفرقة لإنشاء أكواد زائدية عالية المعدل، مما يحقق خفضاً بمقدار عشرة إلى ثلاثين ضعفاً في العبء الإضافي للبتات الكمومية الفيزيائية مقارنة بأكواد السطح التقليدية، مع الحفاظ على مزايا التصنيع المستوي والعمليات المنطقية المتحملة للأخطاء.
تقدم هذه الورقة أول بروتوكول صريح وقابل لفك التشفير بكفاءة لتوليد التشابك الذي يحقق السعة الكمومية للقنوات البوزونية ذات الفقد النقي من خلال الجمع بين الأكواد القطبية للقنوات ذات المدخلات الكلاسيكية المتبادلة والمخرجات الكمومية، وخوارزمية انتشار الاعتقاد مع الرسائل الكمومية (BPQM) للمزيج المُعلن من الحالات النقية.
تقدم هذه الورقة خوارزمية عشوائية كلاسيكية ذات زمن حدودي تُقدّر طاقة الحالة الأرضية وارتباطات الحواف لمسألة "القطع الأقصى الكمي" (Quantum Max-Cut) على المخططات ثنائية التجزئة المتوازنة الكثيفة، وذلك عبر استخدام سلسلة ماركوف على التطابقات التامة التي تتقارب نحو الحالة الأرضية.
تقدم هذه الورقة أكواد BARC، وهي فئة جديدة من أكواد تصحيح الأخطاء الكمومية البوزونية المستمدة من تراكبات متناهية للحالات المتماسكة المقيدة بتناظرات حلول كثيرات الحدود متعددة المتغيرات، والتي تحمي بفعالية ضد أخطاء فقدان الفوتونات واكتساب الفوتونات وتُظهر أداءً تنافسيًا مقابل الأكواد الكروية والتبادلية الحالية.