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यह शोध पत्र क्वांटम कर्नेल विधियों में अनुमान (inference) के लिए क्वेरी-इष्टतम एल्गोरिदम स्थापित करता है, जो पूर्ण अनुमान योग (inference sum) को एक एकल अवलोकनीय (observable) के रूप में एनकोड करता है और जटिलता प्राप्त करने के लिए क्वांटम एम्प्लीट्यूड एस्टीमेशन को लागू करता है, साथ ही व्यावहारिक कार्यान्वयन रणनीतियों का मार्गदर्शन करने के लिए गेट लागतों का एक व्यापक विश्लेषण भी प्रदान करता है।
यह शोधपत्र ऊर्जा-संरक्षण संबंधी बाधाओं के तहत सार्वभौमिक क्वांटम अवस्था शुद्धिकरण (क्वांटम स्टेट प्यूरीफिकेशन) के लिए एक सामान्य रूपरेखा स्थापित करता है, व्यवहार्यता के लिए आवश्यक और पर्याप्त शर्तों को व्युत्पन्न करता है, इष्टतम प्रोटोकॉलों को विश्लेषणात्मक रूप से निर्धारित करता है, और क्वांटम त्रुटि शमन के लिए एक ऊर्जा-कुशल मार्ग प्रदान करने हेतु उनके व्यवस्थित कार्यान्वयन का प्रदर्शन करता है।
यह शोध पत्र प्रदर्शित करता है कि 2-Forrelation समस्या, जो शास्त्रीय और क्वांटम क्वेरी जटिलता को इष्टतम रूप से अलग करती है, को कुशल शास्त्रीय पोस्ट-प्रोसेसिंग के साथ न्यूनतम इंस्टेंटेनियस क्वांटम पॉलिनॉमियल-टाइम (IQP) सर्किटों का उपयोग करके हल किया जा सकता है, जिससे और पॉलिनॉमियल पदानुक्रम के बीच ऑरेकल सेपरेशन मजबूत होता है और निर्णय समस्याओं में क्वांटम लाभ को सत्यापित करने के लिए एक नया मार्ग प्राप्त होता है।
यह शोध पत्र एक परिष्कृत क्वांटम एल्गोरिदम प्रस्तुत करता है जो सीमित आयामों में परस्पर क्रिया करने वाले क्वांटम कूलम्ब गैसों और अणुओं के मुक्त ऊर्जा (फ्री एनर्जी) और गिब्स अवस्था (गिब्स स्टेट) का अनुमान लगाने के लिए परिमित-रैंक अंतःक्रिया ट्रंकेशन (फाइनाइट-रैंक इंटरेक्शन ट्रंकेशन) को एक क्वांटम गिब्स सैंपलिंग योजना के साथ जोड़ता है, जो एक सख्ती से सकारात्मक स्पेक्ट्रल गैप के माध्यम से घातांकीय अभिसरण (एक्सपोनेंशियल कन्वर्जेंस) की गारंटी देता है।
यह शोध पत्र एक नियंत्रित बेंचमार्क प्रस्तुत करता है जो यह प्रदर्शित करता है कि जबकि सीमित गुणों वाले सामाजिक ग्राफों के लिए शास्त्रीय नोड एम्बेडिंग प्रभावी बनी रहती हैं, समान प्रशिक्षण स्थितियों के तहत एक एकीकृत पाइपलाइन के अंतर्गत मूल्यांकन किए जाने पर क्वांटम-उन्मुख एम्बेडिंग संरचना-संचालित डेटासेट पर लगातार उनसे बेहतर प्रदर्शन करती हैं।
यह शोध पत्र केवल मल्टी-क्यूबिट टोफोली गेट्स और सिंगल-क्यूबिट यूनिटरीज का उपयोग करके सुपर-कॉन्स्टेंट वेट डिके स्टेट्स (Dicke states) और मनचाहे सिमेट्रिक स्टेट्स को तैयार करने के लिए पहले कॉन्स्टेंट-डेप्थ क्वांटम सर्किट प्रस्तुत करता है, जो FANOUT क्षमताओं के संदर्भ में उनकी तैयारी की जटिलता का एक सटीक लक्षण वर्णन स्थापित करता है और ग्लोबल एंटैंगलिंग ऑपरेशन्स वाले हार्डवेयर पर उनके कुशल कार्यान्वयन को सक्षम बनाता है।
यह शोध पत्र एफाइन-परम्यूटेशन-मैट्रिक्स-आधारित क्वांटम LDPC कोड्स में कम-भार वाले नॉन-स्टेबलाइजर लॉजिकल ऑपरेटर्स के निर्माण और प्रमाणन के लिए एक एकीकृत ह्यूरिस्टिक फ्रेमवर्क प्रस्तुत करता है, जिससे उनके न्यूनतम दूरी (मिनिमम डिस्टेंस) पर कठोर ऊपरी सीमाएं स्थापित होती हैं।
यह शोध पत्र प्रदर्शित करता है कि मापन अवलोकनीय (measurement observables) का सावधानीपूर्वक चयन करना, विशेष रूप से वैश्विक लागत फलनों (global cost functions) के लिए एक अनुकूलित हर्मिटीय अवलोकनीय (Hermitian observable) और स्थानीय फलनों के लिए PauliZ, शोर-प्रेरित बैरन प्लेटो (noise-induced barren plateaus) को प्रभावी ढंग से कम कर सकता है और NISQ युग में 10 क्यूबिट तक क्वांटम न्यूरल नेटवर्क की प्रशिक्षण क्षमता (trainability) को बढ़ा सकता है।
यह शोध पत्र एक संसाधन-कुशल योजना प्रस्तुत करता है जो स्थानीय मापों और एक XOR गेम का उपयोग करके क्वांटम सुपरपोजिशन (quantum superposition) को सीधे अत्यधिक उच्च विश्वास के साथ सत्यापित करती है, जो सुपरपोज्ड अवस्थाओं के पुनर्संयोजन की आवश्यकता के बिना एकल-फोटॉन प्रयोग में 99% निश्चितता को सफलतापूर्वक प्रदर्शित करती है।
यह शोध पत्र क्रिप्टोग्राफिक एल्गोरिदम के लिए एक नवीन, संक्षिप्त QUBO एन्कोडिंग पद्धति प्रस्तुत करता है जो पिछले दृष्टिकोणों की तुलना में तार्किक चरों (logical variables) और गुणांकों के परिमाणों की संख्या को काफी कम कर देता है, जिससे भविष्य के क्वांटम एनेलरों (quantum annealers) के प्रति AES-256 जैसे सिस्टम की संवेदनशीलता बढ़ जाती है।