- Quantum Volume на практике: что пользователи могут ожидать от устройств NISQ(arXiv)
Автор:Элайджа Пелофске, Андреас Берчи, Стефан Эйденбенц
Аннотация: Квантовый объем (QV) стал де-факто стандартным эталоном для количественной оценки возможностей шумных промежуточных квантовых устройств (NISQ). Хотя поставщики NISQ часто сообщают значения QV для своих систем, мы выполняем собственную серию расчетов QV на 24 устройствах NISQ, предлагаемых в настоящее время IBM~Q, IonQ, Rigetti, Oxford Quantum Circuits и Quantinuum (ранее Honeywell). Наш подход характеризует производительность, на которую опытный пользователь этих устройств NISQ может рассчитывать при разумной оптимизации, но без доступа к устройству через «белый ящик». В частности, мы компилируем схемы QV в стандартные наборы вентилей поставщика, используя доступные процедуры оптимизации компилятора, и проводим эксперименты с различными подмножествами кубитов. Мы обнаружили, что выполнение тестов QV требует очень значительных циклов компиляции, значения QV, полученные в наших тестах, обычно отстают от официально заявленных результатов, а также в значительной степени зависят от затраченных усилий на классическую компиляцию.
2. Протокол проверки возможностей квантовых вычислений для устройств NISQ с задачей двугранного смежного класса(arXiv)
Автор: Ругэ Линь, Вэйцян Вэнь
Аннотация: в этой статье мы предлагаем интерактивный протокол для одной стороны (верификатора), владеющего квантовым компьютером, для проверки мощности квантовых вычислений устройства другой стороны (проверяющего) по одностороннему квантовому каналу. . Этот протокол называется проблемой двугранного смежного класса (DCP). Верификатор должен подготовить секреты кодирования квантовых состояний (выборки DCP) и отправить их проверяющему. Затем перед доказывающим ставится задача восстановить эти секреты с определенной точностью. Численное моделирование показывает, что эта точность чувствительна к ошибкам в квантовом оборудовании. Кроме того, задача DCP служит протоколом эталонного тестирования квантовой архитектуры с локальным полным подключением (LFC) и предназначена для выполнения на текущих и ближайших квантовых ресурсах. Проводим 4-кубитный эксперимент на одном из устройств IBM Q
3. Вычисление математических ожиданий адаптивных матриц плотности Фурье для обнаружения квантовых аномалий в устройствах NISQ(arXiv)
Автор:Диего Х. Усече, Оскар А. Бустос-Бринес, Джозеф А. Гальего, Фабио А. Гонсалес
Аннотация: в этой статье представлена новая классическая квантовая модель обнаружения аномалий, основанная на ожидаемых значениях матриц плотности и новом внедрении данных, называемом адаптивными функциями Фурье. Метод работает путем оценки функции плотности вероятности обучающих данных и классификации новых выборок как аномалий, если они лежат ниже определенного порога плотности вероятности. В качестве основной подпрограммы мы представляем новый метод оценки ожидаемого значения матрицы плотности на основе ее спектрального разложения на квантовом компьютере. Модель обнаружения аномалий тестируется с чистыми и смешанными состояниями, а также адаптивными и случайными функциями Фурье на синтетическом наборе данных для оценки плотности и на широко используемом наборе данных для обнаружения аномалий; результаты показывают превосходную производительность адаптивных функций Фурье для оценки плотности и обнаружения аномалий, а также смешанных состояний для оценки плотности. Важным результатом этой работы является демонстрация возможности обнаружения аномалий с высокой производительностью на шумовых квантовых компьютерах среднего масштаба. Код и эксперименты доступны по адресу https://github.com/diegour1/QuantumAnomalyDetection.
