8039 पेपर
यह शोध पत्र बड़े परस्पर क्रिया करने वाले खुले क्वांटम स्पिन सिस्टम के गैर-संतुलन गतिकी और स्थिर अवस्थाओं को चरण स्थान (phase space) में कुशलतापूर्वक सिम्युलेट करने के लिए ऋणात्मक गुणांकों वाले मल्टी-डायमेंशनल स्पिन-कोहेरेंट अवस्थाओं के मिश्रण पर आधारित एक वेरिएशनल विधि प्रस्तुत करता है, जो मोंटे कार्लो सैंपलिंग के बिना सटीक विकर्णकरण (exact diagonalization) के तुलनीय उच्च सटीकता प्राप्त करता है।
यह शोध पत्र हाइपेरियन (Hyperion) का परिचय देता है, जो एक उच्च-प्रदर्शन, GPU-त्वरित क्वांटम एमुलेटर है जो सटीक स्पार्स मैट्रिक्स-वेक्टर कर्नेल को एक नवीन पार्टिशन की गई SV-MPS रणनीति के साथ संयोजित करता है ताकि 32 से 40 क्वबिट्स तक की सीमा वाले दृढ़ता से सह-संबंधित रासायनिक प्रणालियों के सटीक सिमुलेशन को सक्षम बनाया जा सके, जिससे वर्तमान क्वांटम हार्डवेयर सीमाओं और कठोर एल्गोरिदम सत्यापन की आवश्यकता के बीच के अंतर को पाटा जा सके।
यह शोध पत्र डि dirichlet रूपों (Dirichlet forms) पर आधारित KMS-सममित क्वांटम मार्कोव सेमग्रुप्स (KMS-symmetric quantum Markov semigroups) का निर्माण करके अनबाउंडेड हैमिल्टोनियन वाले अनंत-आयामी क्वांटम प्रणालियों में गिब्स सैंपलिंग के लिए एक कठोर और कार्यान्वयन योग्य ढांचा स्थापित करता है, जो क्यूबिट हार्डवेयर पर कुशल सर्किट कार्यान्वयन को सक्षम बनाता है और मात्रात्मक अभिसरण गारंटी प्रदान करते हुए कार्यान्वयन क्षमता और अभिसरण के बीच एक मौलिक व्यापार-व्यवहार (trade-off) को प्रकट करता है।
यह शोध पत्र एक कुशल एल्गोरिदम प्रस्तुत करता है जो केवल मापन डेटा (measurement data) से, एक उथले स्थानीय चैनल सर्किट (shallow local channel circuit) को आउटपुट करके, ट्रिवियल फेज (trivial phase) में मनमाने मिश्रित अवस्थाओं (arbitrary mixed states) को उत्पन्न करना सीखता है, जिससे क्वांटम जनरेटिव मॉडलों के लिए एक संरचनात्मक आधार स्थापित होता है और कुशल क्लासिकल डिफ्यूजन मॉडलों को प्रेरित करता है।
यह शोध पत्र प्रदर्शित करता है कि पराबैंगनी प्रकाश द्वारा प्रेरित इलेक्ट्रॉन फोटोडेसॉर्प्शन (electron photodesorption), कॉम्पैक्ट क्वार्ट्ज वैक्यूम सेल्स में सतह-बद्ध इलेक्ट्रॉनों के कारण होने वाले अवशिष्ट विद्युत क्षेत्र शोर (residual electric field noise) को प्रभावी ढंग से कम करता है, जिससे ट्रैप्ड परमाणुओं का सुसंगत एकल-फोटॉन रिडबर्ग उत्तेजन (coherent single-photon Rydberg excitation) सक्षम होता है और क्वांटम प्रौद्योगिकियों के प्रदर्शन में वृद्धि होती है।
एक 24-क्विबिट वाले सुपरकंडक्टिंग प्रोसेसर का उपयोग करते हुए, यह अध्ययन स्टार्क सिस्टम (Stark systems) में हिल्बर्ट-स्पेस विखंडन (Hilbert-space fragmentation) को प्रारंभिक-अवस्था पर निर्भर गैर-संतुलन गतिकी (non-equilibrium dynamics) का अवलोकन करके प्रयोगात्मक रूप से प्रदर्शित करता है जो सिस्टम के आकार के साथ बनी रहती है और तीव्र होती जाती है, जो अव्यवस्थित प्रणालियों (disordered systems) से भिन्न एर्गोडिसिटी (ergodicity) के एक कमजोर टूटने का पुख्ता प्रमाण प्रदान करती है।
यह शोध पत्र सामान्य संभाव्यता सिद्धांतों (general probabilistic theories) में 'प्रिपेयर-एंड-मेज़र' (prepare-and-measure) परिदृश्यों के लिए सामान्यीकृत संदर्भपरकता (generalized contextuality) का एक संसाधन-सैद्धांतिक पदानुक्रम स्थापित करता है, जो शास्त्रीय प्रणालियों और एकरूपी सिमुलेशन (univalent simulations) पर आधारित मुक्त संक्रियाओं को पेश करके और संदर्भपरकता की डिग्री को मापने तथा तुलना करने के लिए 'क्लासिकल एक्सीस' (classical excess) और 'पैरिटी ऑब्लिवियस मल्टीप्लेक्सिंग सक्सेस प्रोबेबिलिटी' (parity oblivious multiplexing success probability) जैसे नए मोनोटोन्स को परिभाषित करके पारंपरिक द्विआधारी अंतर को परिष्कृत करता है।
यह शोध पत्र प्रदर्शित करता है कि गैर-रेखीय अपव्यय (nonlinear dissipation) वाले ओपन क्वांटम सिस्टम स्वाभाविक रूप से अपने स्थिर-अवस्था ऊर्जा वितरणों में पावर-लॉ टेल्स (power-law tails) प्रदर्शित करते हैं, जो ऊर्जा-वर्धित मल्टीप्लिकेटिव क्वांटम शोर (energy-amplified multiplicative quantum noise) के कारण होता है, एक ऐसा तंत्र जो बिना किसी फाइन-ट्यूनिंग के क्लासिकली स्थिर व्यवस्थाओं में भी हेवी-टेल्ड सांख्यिकी उत्पन्न करता है।
यह शोध पत्र अर्ध-निश्चित प्रोग्रामिंग (semidefinite programming) अनुकूलन समस्याओं के एक सामान्य पदानुक्रम को प्रस्तुत करता है जो ऊष्मागतिक सीमा (thermodynamic limit) में फ्रस्ट्रेशन-फ्री क्वांटम हैमिल्टोनियन के स्पेक्ट्रल गैप्स पर कठोर, तेजी से कड़े होते निचले बाउंड्स प्रदान करता है, जो सटीकता और पैरामीटर रेंज दोनों में नैब (Knabe) के बाउंड जैसे मौजूदा परिमित-आकार (finite-size) के तरीकों से काफी बेहतर प्रदर्शन करता है।
यह शोध पत्र अर्ध-संभाव्यता निरूपणों (quasiprobability representations) और मेजरइज़ेशन थ्योरी (majorization theory) का लाभ उठाकर ओपन क्वांटम सिस्टम में सूचना के बैकफ्लो (information backflow) के एक कुशल, अवस्था-स्वतंत्र माप का प्रस्ताव करता है, जिससे पारंपरिक अनुकूलन-आधारित विधियों की कम्प्यूटेशनल चुनौतियों को पार करते हुए गैर-मार्कोवियन गतिकी (non-Markovian dynamics) को सटीक रूप से अभिलक्षित किया जा सके।