Pre-optimization of quantum circuits, barren plateaus and classical simulability: tensor networks to unlock the variational quantum eigensolver
本文证明,利用可微二维张量网络对横场伊辛模型的变分量子线路进行预优化,能有效缓解贫瘠高原问题并实现高精度的基态制备,同时识别出了量子硬件在扩展性方面优于经典张量网络模拟的具体机制。
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量子物理探索着物质与能量在微观尺度上最奇妙的行为,从神秘的叠加态到跨越空间的纠缠现象,这一领域正不断重塑我们对现实世界的理解。Gist.Science 致力于让深奥的 arXiv 预印本变得触手可及,我们追踪该分类下发布的每一份最新预印本,并为其提供两种解读视角:既包含通俗易懂的科普解读,也涵盖保留核心细节的技术摘要。
无论您是希望快速掌握前沿动态的科研工作者,还是对宇宙奥秘充满好奇的普通读者,这里都能为您提供清晰的研究概览。我们梳理了 arXiv 上量子物理板块的最新成果,确保您能第一时间读懂科学界的最新突破。下方列出了该领域刚刚发布的最新论文及其摘要。
本文证明,利用可微二维张量网络对横场伊辛模型的变分量子线路进行预优化,能有效缓解贫瘠高原问题并实现高精度的基态制备,同时识别出了量子硬件在扩展性方面优于经典张量网络模拟的具体机制。
本文提出了一种资源高效的数字化绝热量子分解算法,该算法通过将解编码在核子空间中,从而将问题转化为二次无约束二值优化(QUBO)形式,进而与针对 8 位以内整数的标准基于基态的 PUBO 方法相比,显著降低了电路复杂度并提高了保真度。
本文提出并实验验证了一种近期可行的量子数字签名方案,该方案仅通过使用随机电路态的经典阴影作为公钥,并辅以改进的状态认证原语,实现了仅依赖经典通信,并在一台 32 量子比特处理器上得到了验证。
本文通过构建并求解优化问题,旨在确定在城际网络中实现经典极限量子隐形传态保真度所需超越当前最先进能力的最小硬件改进,并推导出经模拟验证的闭式解析表达式,以表明虽然城市规模的隐形传态利用现有技术是可行的,但城际规模则需要进一步的、且在合理范围内的硬件增强。
本文认为,弱值是表征量子系统并阐明诸如热化现象的强大预测工具,证明了尽管弱值在本体论争端中依然有效,但诸如波姆力学之类的“隐变量”理论为识别标准期望值所忽略的具有物理相关性的弱值提供了有价值的启发。
本文提出了一种无需预测器的量子架构搜索框架,该框架利用无监督表示学习和改进的图编码,旨在高效地为 NISQ 设备发现高性能量子电路,并通过在真实硬件上的成功执行得到了验证。
本文提出了一个用于估计跳跃解缠(jump unraveling)下连续监测量子系统参数的综合框架,其方法包括推导多通道更新过程(multi-channel renewal processes)的可计算费舍尔信息(Fisher Information)表达式、引入一种结合监测算符与吉莱斯皮(Gillespie)方法的非更新过程混合算法,并提供工具以解释数据压缩或后选择过程中的信息损失。
本文证明了系统线性交叉熵得分(sXES)——一种为通过哈密顿量模拟实现量子优越性而提出的、曾被认为在经典计算机上难以伪造的基准度量指标——在特定机制下实际上可以被经典计算机高效模拟。
本文认为,探测单个引力子或来自挤压态的量子噪声并不能证明引力场的量子化,因为经典引力波也能产生完全相同的探测器输出。
本文提出了一种用于三维多层超导器件的灵活且精确的数值模型,该模型通过在不近似物理布局或限制组成材料的情况下计算临界电流和能隙,验证了其增强量子比特非谐性和研究邻近效应的能力。