中国科大实现基于非局域性的量子电路等价性检验
中国科年夜郭光灿院士团队正在量子电路等价性试验研究中取患上重要进展。该团队李传锋、柳必恒等人与清华年夜学魏朝晖助理传授互助,完成了基于贝尔非局域性的量子电路等价性查验。该事情于12月23日颁发正在国际出名期刊Physical Review Letters上。量子电路模子是量子计较中普遍使用的实践模子。断定两个自力量子电路可否完成不异功用是一个根蒂根基性问题。近似于经典计较的电路等价性问题,量子电路等价性查验关于断定量子算法编译精确性以及晋升量子电路优化效率相当重要。此前,纵然正在量子电路外部布局已知的环境下,等价性查验仍被证实是QMA-hard问题。现实场景中,量子电路外部布局每每不成间接察看,使患上该问题更具应战性。图1. 量子电路等价性查验和谈观点图。图2. 没有同3-比特量子电路等价性验证明验成果。为解决上述难题,研究组提出了一种联合量子电路间隔器量以及贝尔非局域性的全新方案。该方案将待丈量子电路拔出尺度贝尔测试中,经由过程丈量其对非局域性的影响来器量没有同待测电路之间的间隔,终极实现等价性查验。该试验中,试验职员正在8×8维的光子体系中机关了Hadamard门,Toffoli门构成的通用量子门调集
中国科年夜郭光灿院士团队正在量子电路等价性试验研究中取患上重要进展。该团队李传锋、柳必恒等人与清华年夜学魏朝晖助理传授互助,完成了基于贝尔非局域性的量子电路等价性查验。该事情于12月23日颁发正在国际出名期刊Physical Review Letters上。
量子电路模子是量子计较中普遍使用的实践模子。断定两个自力量子电路可否完成不异功用是一个根蒂根基性问题。近似于经典计较的电路等价性问题,量子电路等价性查验关于断定量子算法编译精确性以及晋升量子电路优化效率相当重要。此前,纵然正在量子电路外部布局已知的环境下,等价性查验仍被证实是QMA-hard问题。现实场景中,量子电路外部布局每每不成间接察看,使患上该问题更具应战性。
图1. 量子电路等价性查验和谈观点图。
图2. 没有同3-比特量子电路等价性验证明验成果。
为解决上述难题,研究组提出了一种联合量子电路间隔器量以及贝尔非局域性的全新方案。该方案将待丈量子电路拔出尺度贝尔测试中,经由过程丈量其对非局域性的影响来器量没有同待测电路之间的间隔,终极实现等价性查验。该试验中,试验职员正在8×8维的光子体系中机关了Hadamard门,Toffoli门构成的通用量子门调集,并哄骗其制备没有同量子电路实现等价性查验。针对试验中量子噪声,研究团队构建了响应的噪声模子,试验数据与模子成果高度吻合。此外,为展示等价性查验正在量子电路优化中的重要作用,研究组设计了两个门布局没有同但功用等价的量子电路,试验成果标明其正在等价性查验中间隔为0。
该事情是国际上初次哄骗贝尔非局域性举行量子电路等价性查验的试验研究。值患上注重的是,该和谈所需量子电路运转次数与电路范围有关,揭示出极高的现实使用后劲。
文章第一作者为中国迷信院量子信息重点试验室博士研究生唐昊、特任副研究员郭钰和清华年夜学交织信息研究院博士生孙维孝。本研究获得合胖国度试验室、国度天然迷信基金委、中国迷信院、安徽省以及北京市的撑持。
论文链接:https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.133.260602