量子コンピューティング

量子化学の主要な応用の一つとして量子化学について聞いたことがあります。ただし、これらのアプリケーションの回路実装に関する具体的な関連記事は見つかりませんでした。 誰かがそれを実行するための回路実装で分子（例えば、水素やヘリウムなど）をシミュレートする記事を持っていますか？

8 resource-request  chemistry 

超高密度コーディングでは、2つのキュービットが絡み合った状態でイブによって準備されます。1つはアリスに送信され、もう1つはボブに送信されます。アリスは、古典的な2ビットの情報を（ボブに）送信したい人です。アリスは（のすなわち、1つの送信しようと古典ビットのどのペアによっては、、および）、アリスは量子ビットに特定の量子操作やゲートを適用し、その後、取得するために、他の操作を適用し、ボブに結果を送信します「古典的なメッセージ」。0100000001010111101010111111 超高密度コーディングが従来の通信技術よりも優れていることは、私には思えません。2つのキュービット（アリスに送信されたものとイブによってボブに送信されたもの）とビット（アリスによってボブに送信された2つ）、2つのキュービット（アリスによって受信され、もう1つはボブによって受信されたもの）とビット（2つAliceからBobに送信）が受信されます。さらに、ボブに送信されたキュービットに誰かがアクセスした場合、通信は安全ではないようです（とにかく）。 2ビットの情報をアリスからボブに送信するだけの場合と比較して、超高密度コーディングの本当の利点は何ですか？

8 quantum-information  superdense-coding 

化学反応の過程で分子のエネルギーを高精度に予測することで、反応速度、平衡形状、とりわけ遷移状態を予測することが量子化学の問題です。 量子コンピューティングは、大規模システムのシュレディンガー方程式を解くことにより、量子化学を助けることができます。扱いにくいが、量子化学に適用できる問題の例は、Hartree-Fock法、つまり、量子多体系の波動関数とエネルギーを（定常状態で）近似する方法です。この問題はNP完全であることが知られています（並進不変システムのHartree-Fock法のNP完全性についてを参照）。量子化学から量子化学への他の例は、2局所ハミルトニアン（QMA完全）、フェルミオン局所ハミルトニアン（QMAハード）です。 量子コンピューティングは、特定の分子が双極子モーメントを持っていることを示すなど、特定の問題に対する質問に対してはい/いいえの答えを与えることができます。また、NMR、トラップイオン、超伝導キュビットを使用して、このような化学システムをシミュレートすることもできます。ノイズであるため、NISQなどの要素アプローチは、量子化学システムのシミュレーションに役割を果たす可能性があります。反応速度、遷移速度の予測（または約束を示すこと）などの量子化学の問題を解決するために成功した量子コンピューティングアプローチは何ですか？

8 algorithm  qma  chemistry 

単純な形で、ベルの定理は次のように述べています： 局所的な隠し変数の物理理論では、量子力学のすべての予測を再現することはできません。 ベルは一連の不等式を開発し、特定の実験例を提供して、局所的な隠れた変数に依存する理論の予測と量子力学の予測を区別しました。そのため、ベルテストの不等式実験は、量子力学において根本的な関心事です。ただし、物事を適切に実行したい場合は、ベルテストを実行しようとするすべての実験に影響するさまざまな抜け穴があることがわかります。 。汎用の量子コンピューターまたはそのネットワークを使用した結果の1つは、洗練された量子実験を日常的に実行できるようになることです。 質問：これまでに行われた最良の実現と同じぐらい抜け穴のないベルテストを実装できるようにするために、汎用量子コンピューター（ネットワーク）を満たすためにどのような要件がありますか？ 明確にするために：理想的には、最良の答えは、量子コンピューティングアプローチを採用し、エンジニアリングに近い詳細、または少なくともアーキテクチャに近いものを含むことです。たとえば、実験を単純な量子回路として記述すると、現在のアーキテクチャの1つを選択でき、そこから、さまざまな量子ゲート/測定の必要な時間と必要な物理的アーキテクチャの現実的な大きさの見積もりを行うことができます。異なるキュービット間の距離。 [1] @kludgがコメントしたように、「理想的な実験はないため、まったく抜け穴がないと言えます。」を参照してください。視点：アインシュタインとボーアの量子論争の扉を閉じる

8 quantum-information  architecture  non-locality  bell-experiment 

私は、キュービットが偏光状態（光子の水平または垂直偏光）でエンコードできることを読みました。偏光キュービットで2キュービット操作をどのように実行しますか？

8 quantum-gate  physical-qubit  optical-quantum-computing 

私の知る限り、2つの絡み合った飛行キュービットを考えると、量子情報を失うことなくそれらを分離するための物理的な制限はありません。 参照：粒子が絡み合ったままになる距離に理論的な制限はありますか？ 質問 光子を使用してそのような距離で実際の記録は何ですか？私は143 kmで以前の記録を見つけました（物理学者は量子テレポーテーション距離を壊します） ソリッドステートベースのキュービットの使用についてはどうですか？ これは、固体量子コンピューターを構築するときの制限を想定できますか？

8 entanglement  decoherence  teleportation 

Kaye、Laflamme、Mosca（2007）pg106では、（Simonのアルゴリズムのコンテキストで）次のように記述しています。 ...ここでS={0,s}S={0,s}S=\{\mathbf{0},\mathbf{s}\}は張る222次元のベクトル空間です。ss\mathbf{s} 「2次元」と呼ばれるこのベクトル空間を見たのはここだけではありません。しかし、確かに、それが1つのベクトルによってのみスパンされるという事実は、それが（定義上）1次元のみであることを意味しますか？ss\mathbf{s} ここに何か不足していますか、またはこの分野で「ディメンション」という用語の使用が異なりますか？ より多くのコンテキスト 上記のように、コンテキストはサイモンのアルゴリズムです。、オラクルのが存在し、場合に限り、ここで、あり、は加算されます（ビット単位）。アルゴリズムの目的は、を見つけることです。 F （X ）= F （Y ）X = Y ⊕ S S ∈ { 0 、1 } N ⊕ Z N 2 Sf:{0,1}n→{0,1}nf:{0,1}n→{0,1}nf:\{0,1\}^n\rightarrow \{0,1\}^nf(x)=f(y)f(x)=f(y)f(x)=f(y)x=y⊕sx=y⊕sx=y\oplus \mathbf{s}s∈{0,1}ns∈{0,1}n\mathbf{s}\in \{0,1\}^n⊕⊕\oplusZn2Z2n\Bbb{Z}_2^nss\mathbf{s} 関連する回路を適用すると、出力はように一様分布になります。上記で引用したステートメントは、とがこの問題の解決策であるため、を見つけるために必要な 線形独立ベクトルだけであるという事実を参照しています。。Z ⋅ S = Z 1 S 1 + Z 2 S 2 ⋯ + Z N S …

8 terminology  simons-algorithm 

Shorの因数分解アルゴリズムを使用して整数15を因数分解する元の実験的寄与以来、 最大の因数分解数を計算するためにいくつかの実験が行われました。しかし、ほとんどの実験は特定の数（NNN）のために特別に設計されており、&lt;N&lt;N<N整数に対して使用できる一般的なアプローチではありません。例。 現時点では、量子アルゴリズムによって一般的な手順で実験的に因数分解されている最大の数はどれですか。

8 algorithm  experiment 

量子近似最適化アルゴリズムに関するエドワードファリーの論文では 、ゲートモデル量子コンピューターが組み合わせ最適化アルゴリズムを解く方法を紹介しています。ただし、D-Waveスタイルの量子アニーラーは、しばらくの間、組み合わせ最適化アルゴリズムに焦点を合わせてきました。量子アニーラーを使用する代わりに、ゲートモデル量子コンピューターでQAOAを使用することで何が得られますか？

8 algorithm  speedup  annealing  optimization  qaoa 

整数、用と、因数分解される、（均一）との間でランダムに選択されたとと、の順（ある、最小と） ：NNNaaa111NNNrrramodNamodNa\mod Nrrrar≡1modNar≡1modNa^r\equiv 1\mod N なぜShorのアルゴリズムではであるシナリオを破棄しなければならないのですか？また、場合にシナリオを破棄しないのはなぜですか？ar/2=−1modNar/2=−1modNa^{r/2} =-1 \mod Nar/2=1modNar/2=1modNa^{r/2} = 1 \mod N

8 algorithm  shors-algorithm 

この最近のプレスリリースでは、測定の改善によりマヨラナ粒子の最終的な証明がこれまでになく近づいていると主張しており、「量子化されたマヨラナコンダクタンス」と題されたNatureの最近の論文の結果を要約しています。 その独特の物理的特性のおかげで、マヨラナ粒子は他のほとんどのキュービットよりもはるかに安定しています。 なぜこれが当てはまるのでしょうか（少なくとも理論的には）。Majorana粒子を含むキュービットへのアプローチは有効であると考えられていますか、それとも懐疑論に囲まれていますか？

8 error-correction  majorana-particle 

ディープラーニングに対するベイジアン学習の最大の欠点の1つは実行時です。ベイズの定理を適用するには、データの分散方法に関する知識が必要です。これには通常、高価な積分または何らかのサンプリングメカニズム（対応する欠点があります）が必要です。 結局のところ、すべては分布の伝播であり、これは（私が理解している限り）量子コンピューティングの性質なので、これらを効率的に実行する方法はありますか？はいの場合、どのような制限が適用されますか？ 編集（直接関連するリンク）： 実用的な量子コンピューターを構築できないという議論は何ですか？ Googleの72キュービットデバイスは、2000以上のキュービットを特徴とするD-Waveのマシンより優れていますか？

8 machine-learning  bayesian-learning 

私はウィキペディアのこの記事を偶然見つけました。 すべてのシステムは周囲のエネルギー状態と疎結合されているため、デコヒーレンスはシステムから環境への情報の損失（多くの場合、ヒートバスとしてモデル化）と見なすことができます。 &lt;...&gt; デコヒーレンスは、量子コンピュータの実用化への挑戦を表しています。そのようなマシンは、量子コヒーレンスの乱されない進化に大きく依存することが期待されているからです。簡単に言えば、量子計算を実際に実行するには、コヒーレント状態を維持し、デコヒーレンスを管理する必要があります。 （強調鉱山） どうすればこれloss of informationを管理できるのでしょうか。これは完全に防ぐ必要があるということですか、それとも量子コンピューティングが実際に計算するために情報の損失を許容する必要があるのでしょうか？

8 quantum-information  decoherence 

量子制御技術を使用すると、さまざまな異なるシナリオ（0910.2350や1406.5260など）で量子システムを制御できます。 特に、これらの手法を使用すると、（量子）Toffoliゲート（1501.04676）のようなゲートを忠実に実装できることが示されました。より正確には、C-CNOTゲートとして定義された Toffoliゲートが与えられたことを示し および時間依存ハミルトニアン相互作用の特定のセットを含有する、一つの（時間依存性）パラメータのセットを見つけることができ、その結果を U Toffの ≡| 0 ⟩ 1UToffUToff\newcommand{\on}[1]{\operatorname{#1}}\mathcal{U}_{\on{Toff}}H （T ）H （T ）T EXP （ - I ∫ Θ 0 H （τ ）D τ ） ≃ U Toffと。UToff≡|0⟩1⟨0|⊗CNOT+|1⟩1⟨1|⊗I,UToff≡|0⟩1⟨0|⊗CNOT+|1⟩1⟨1|⊗I, \newcommand{\ketbra}[2]{\lvert#1\rangle\langle#2\rvert} \newcommand{\ket}[1]{\lvert#1\rangle} \newcommand{\bra}[1]{\langle#1\rvert} \mathcal{U}_{\on{Toff}}\equiv \ket{0}_1\!\bra{0}\otimes \on{CNOT} + \ket{1}_1\!\bra{1}\otimes I, H(t)H(t)H(t)H(t)H(t)H(t)Texp(−i∫Θ0H(τ)dτ)≃UToff.Texp⁡(−i∫0ΘH(τ)dτ)≃UToff. \mathcal T \exp\left(-i \int_0^\Theta H(\tau)d\tau\right) \simeq \mathcal U_{\on{Toff}}. そのようなアプローチの普遍性に関する既知の結果はありますか？言い換えれば、量子制御理論によって提供されるツールは、許可されたハミルトニアンパラメーターに対する一連の制約が与えられたときに、与えられたターゲットゲートをいつ実現できるかを言うことを可能にしますか？（1） より正確には、問題は次のとおりです。1組のキュビット（またはより一般的にはキュディット）に対して作用するターゲットゲート、およびの形式のパラメータ化されたハミルトニアンを。ここで、は（エルミート）演算子の固定セットであり、は決定される時間依存のパラメーターです。ような係数がある かどうかを確認する方法はありますか …

8 quantum-gate  quantum-control 

ShorのアルゴリズムのWikipediaページには、Shorのアルゴリズムは現在、RSAサイズの数値を因数分解するために使用することは不可能であると記載されています。最近の量子コンピューターは、このノイズによる計算への干渉をどのように防止しますか？彼らはそれをまったく防ぐことができますか？

8 algorithm  architecture  shors-algorithm  noise