量子计算

通过非克隆定理知道，构造能够克隆任意量子态的机器是不可能的。但是，如果假定复制不是完美的，则可以生成通用量子克隆机，从而能够创建任意量子态的不完美副本，其中原始状态和副本具有取决于机器的一定保真度。我碰到了《量子复制》一书：除了 Buzek和Hillery 的无克隆定理外，还介绍了这种通用量子克隆机。但是，这篇论文来自1996年，我不知道这种机器是否已经取得了一些进步。 因此，我想知道是否有人从那时起是否对这种克隆机器做出了任何改进，也就是说，其保真度比本文中介绍的机器更好，或者方法的复杂度较低。此外，获得有关此类计算机存在的任何有用应用程序的参考（如果有的话）也将很有趣。

11 quantum-state  resource-request  cloning 

我试图弄清楚如何在哈密顿量与量子计算机中作为保利矩阵的张量积写成的项之间的相互作用下，模拟量子位的演化。我在Nielsen和Chuang的书中发现了以下技巧，在这篇文章 中将对以下形式的哈密顿量进行解释 H= Z1个⊗ ž2⊗ 。。。⊗ žñH=Z1⊗Z2⊗...⊗ZnH = Z_1 \otimes Z_2 \otimes ... \otimes Z_n 。 但是，没有详细解释如何用包含Pauli矩阵XXX或ÿYY项对哈密顿量进行模拟。我明白，你可以考虑把这些泡利成个Z是HžH= XHZH=XHZH = X，其中HHH是阿达马门也小号†HžH小号= YS†HZHS=YS^{\dagger}HZHS =Y其中小号SS是相一世ii门。我究竟是如何使用它来实现，例如 H= X⊗ ÿH=X⊗YH= X \otimes Y 如果现在哈密顿量包含Pauli矩阵的项之和怎么办？例如 H= X1个⊗ ÿ2+ Z2⊗ ÿ3H=X1⊗Y2+Z2⊗Y3 H = X_1 \otimes Y_2 + Z_2 \otimes Y_3

11 hamiltonian-simulation  nielsen-and-chuang  pauli-gates 

我开始阅读有关随机基准测试（本文，arxiv版本）的内容，并遇到了“单一2设计”。 经过一番搜查，我发现Clifford组是单一2设计，是“ Quantum t-design”的一个特例。 我阅读了维基百科页面和其他一些参考资料（例如，该 参考资料是指向网站的非pdf链接，该链接指向pdf的网站）。 我想对不同的t设计之间的区别以及悬崖2组设计的构成有一些直观的了解。 如果这个问题太基本了，我事先表示歉意。

11 error-correction  randomised-benchmarking 

我想知道对于量子计算机来说什么时间复杂度被认为是有效/无效的。为此，我需要知道一台量子计算机每秒可以执行多少次操作。谁能告诉我如何计算它以及它所依赖的因素（实现细节或量子位数量等）？

11 algorithm  physical-realization  complexity-theory 

我希望能够为IBM Q Experience上的实际设备应用门的受控版本（绕Y轴旋转）。能做到吗？如果是这样，怎么办？RyRyR_y

11 gate-synthesis  ibm-q-experience  quantum-gate 

这个问题非常相似，是否有关于使用量子计算机可以更有效地解决哪些问题的一般性陈述？ 但是，提供给这些问题的答案主要是从 理论/数学的角度来看的。 对于这个问题，我对实践/工程观点更感兴趣。因此，我想了解一种量子算法可以比您目前使用经典算法能够更有效地解决哪些问题。因此，我真的以为您不了解所有可以最佳解决同一问题的经典算法！ 我知道量子动物园表达了一个完整的问题集合，对于这些问题，存在一种量子算法，该算法的运行效率比经典算法高，但是我无法将这些算法与实际问题联系起来。 我知道Shor的因式分解算法在密码学领域非常重要，但是我故意将密码学排除在这个问题的范围之外，因为密码学世界是一个非常特殊的世界，值得他自己提出问题。 在有效的量子算法中，我的意思是算法中至少必须有一个步骤必须转换为n位量子计算机上的量子电路。因此，基本上，该量子电路将创建一个 x矩阵，并且其执行将以一定的可能性给出可能性之一（因此，不同的运行可能会得出不同的结果-其中，每可能性由构造的 x厄米矩阵确定。）2n2n2^n2n2n2^n2n2n2^n2n2n2^n2n2n2^n2n2n2^n 因此，我认为要回答我的问题，必须将现实世界问题的某些方面/特征映射到 Hermitian矩阵。那么，实际问题的什么样的方面/特征可以映射到这样的矩阵？2n×2n2n×2n2^n \times 2^n 对于现实世界中的问题，我的意思是一个可能由量子算法解决的实际问题，而不是一个可能使用量子算法的领域。

11 algorithm  applications 

我知道量子硬件初创公司Rigetti，并且想知道是否有任何量子初创公司在当前的量子计算机硬件之上构建用于商业应用的软件？ 相关问题：是否存在开放量子软件项目的完整列表？

11 programming 

鉴于无法从物理上分辨出状态的全局阶段，为什么量子电路用of而不是特殊unit来表述？我得到的一个答案是，这只是为了方便，但我仍然不确定。 一个相关的问题是：就某些基本门而言，a的（数学矩阵）和的物理实现方式是否存在差异？假设没有（这是我的理解）。然后，和的物理实现应相同（只需将控件添加到基本门）。但是随后我陷入了一个矛盾，即这两个unit的和在相位上可能不相等（作为数学矩阵），因此看来它们对应于不同的物理实现是合理的。üüUV：= e我αüV：=Ë一世αü V: =e^{i\alpha}UÇ - üC--üc\text{-}UÇ - VC--Vc\text{-}VÇ - üC--üc\text{-}UÇ - VC--Vc\text{-}V 我在这里的推理中做错了什么，因为这表明和即使在阶段上等效也必须以不同的方式实现？üüUVVV 另一个相关的问题（实际上是我的困惑的根源，我将不胜感激地回答这个问题）：似乎可以使用量子电路来估计复数重叠的模数和相位（请参阅https://arxiv.org/abs/quant-ph/0203016）。但这是否又不是暗示和明显不同？⟨ ψ | ü| ψ⟩⟨ψ|ü|ψ⟩\langle\psi|U|\psi\rangleüüUË我αüË一世αüe^{i\alpha}U

11 quantum-gate  unitarity 

一段时间以来，我一直试图绕过著名的（？）论文《线性方程组的量子算法》（Harrow，Hassidim和Lloyd，2009）（通常被称为HHL09算法论文）。 在第一页上，他们说： 我们在这里草绘算法的基本概念，然后在下一节中对其进行详细讨论。给定一个埃尔米特矩阵 ，以及一个单位矢量，假设我们想找到 满足。（我们将讨论后面的效率问题，以及如何放宽对 和的假设。）首先，该算法将 为量子状态。接下来，我们使用哈密顿模拟[3，4]的技术将 应用于A → b → x A → x = → b A → b → b | b ⟩ = Σ Ñ 我= 1 b 我| 我⟩ ê 我甲吨 | b 我 ⟩ Ť 甲| b ⟩ 甲λ Ĵ Σ Ĵ = Ñ …

11 algorithm  hhl-algorithm  phase-estimation 

在Youtube上录制的一次演讲中，吉尔·凯莱（Gil Kalai）提出了一个“推论”，说明了拓扑量子计算机为何不起作用。有趣的是，他声称这比一般的关于容错计算的论点更有说服力。 如果我正确理解他的论点，他说 没有量子错误校正的（假设的）量子计算机可以在拓扑量子计算机中模拟表示量子位的任意子系统。 因此，任何基于这些正午的量子计算机都必须至少具有与未经量子误差校正的量子计算机一样多的噪声。众所周知，我们的嘈杂的量子计算机不足以进行通用量子计算，基于任意正则的拓扑量子计算机也无法提供通用量子计算。 我认为第2步是合理的，但我对第1步及其为何隐含第2步有一些疑问。特别是： 为什么没有纠错功能的量子计算机可以模拟任何系统？ 如果它可以模拟任意子系统，是否有可能只能以较低的概率进行模拟，从而不能模拟与任意子系统具有相同容错能力的拓扑量子计算机？

11 error-correction  topological-quantum-computing 

正如它的名字已经表明，这个问题是一个跟进这个其他。我对答案的质量感到满意，但是我觉得如果添加关于优化和逼近技术的见解会非常有趣，但可能会引起话题的误解。 从蓝的答案： 复杂性理论的经验法则是，如果量子计算机可以在多项式时间内“解决”问题（带有错误界限），并且可以解决的问题类别在于BQP，而不能解决P或BPP 这如何适用于近似类？可以利用量子计算的任何特定拓扑，数值等属性吗？ 作为我可能要问的一个示例（但绝对不仅限于此！），请采用Christofides算法：它利用了优化的图形的特定几何特性（对称性，三角形不等式）：推销员在可行的世界中旅行。但是销售人员的数量也很大，我们可以同时精确地知道他们的位置和动量。也许量子模型也可以适用于其他类型的指标，而这些指标具有更宽松的限制，例如KL散度？在那种情况下，它仍然是NP完整的，但是优化将适用于更广泛的拓扑。这个例子可能是一个长镜头，但我希望您能理解我的意思。我真的不知道这是否有意义，但是在这种情况下，答案也可以解决:) 有关： 退火为旅行推销员提供的优势水平

11 algorithm  complexity-theory  optimization 

让我们假设我们拥有量子计算机和经典计算机，从而在实验上，数学因式分解的每个基本逻辑运算在经典和量子因式分解中都花费相同的时间：这是最低整数值，对于该整数而言，量子进行速度比经典方法快一？

11 algorithm  speedup 

我知道IBM，Rigetti和Google已经建立了一些小型设备。哪些是可供本科生使用的？多长时间？有多少个量子位？

11 resource-request  physical-realization 

考虑一台经典的计算机，例如，它进行的计算涉及大量数据。量子内存会允许它（在短期内）更有效地存储该信息，还是更好地处理该数量的数据？ 我想这是不可能的，因为量子信息存储具有重叠的优势，而来自经典计算机的数据却几乎没有重叠，但是我想看看这是否正确。 无论哪种方式，对于进一步阅读的引用将不胜感激。

11 quantum-memory  classical-computing 

当用量子电路表达计算时，人们利用了门（也就是（通常）unit演化）。 从某种意义上说，它们是相当神秘的对象，因为它们在状态上执行“魔术”离散操作。它们本质上是黑匣子，在研究量子算法时其内部工作通常不涉及。但是，这不是量子力学的工作原理：状态遵循薛定er方程以连续的方式演化。 换句话说，在谈论量子门和操作时，人们忽略了实现上述演化的动态（即哈密顿量），这是在实验体系结构中实际实现门的方式。 一种方法是根据基本（在给定的实验架构中）的门分解门。这是唯一的方法吗？这样的“基本”门又如何呢？如何实现通常发现的动力？

11 quantum-gate  architecture  physical-realization  hamiltonian-simulation  dynamics