CN111527503B - 不均匀量子退火调度 - Google Patents
不均匀量子退火调度 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111527503B CN111527503B CN201880084818.2A CN201880084818A CN111527503B CN 111527503 B CN111527503 B CN 111527503B CN 201880084818 A CN201880084818 A CN 201880084818A CN 111527503 B CN111527503 B CN 111527503B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- quantum
- drive field
- uniform
- uniform drive
- quantum system
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000137 annealing Methods 0.000 title claims abstract description 63
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 82
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims abstract description 12
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 claims description 11
- 238000005457 optimization Methods 0.000 claims description 10
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims description 8
- 230000004913 activation Effects 0.000 claims description 7
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 7
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 7
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 5
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims description 5
- 230000001364 causal effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000011217 control strategy Methods 0.000 claims description 4
- 238000012886 linear function Methods 0.000 claims description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 19
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 18
- 230000009471 action Effects 0.000 description 15
- 230000005283 ground state Effects 0.000 description 13
- 230000008569 process Effects 0.000 description 10
- 230000005281 excited state Effects 0.000 description 9
- 230000006870 function Effects 0.000 description 8
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 5
- 230000015654 memory Effects 0.000 description 5
- 230000036962 time dependent Effects 0.000 description 5
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 description 4
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- 239000002096 quantum dot Substances 0.000 description 3
- 238000013515 script Methods 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000005496 tempering Methods 0.000 description 2
- 230000005641 tunneling Effects 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 1
- 230000010365 information processing Effects 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000010399 physical interaction Effects 0.000 description 1
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 1
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06N—COMPUTING ARRANGEMENTS BASED ON SPECIFIC COMPUTATIONAL MODELS
- G06N10/00—Quantum computing, i.e. information processing based on quantum-mechanical phenomena
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F9/00—Arrangements for program control, e.g. control units
- G06F9/06—Arrangements for program control, e.g. control units using stored programs, i.e. using an internal store of processing equipment to receive or retain programs
- G06F9/46—Multiprogramming arrangements
- G06F9/48—Program initiating; Program switching, e.g. by interrupt
- G06F9/4806—Task transfer initiation or dispatching
- G06F9/4843—Task transfer initiation or dispatching by program, e.g. task dispatcher, supervisor, operating system
- G06F9/4881—Scheduling strategies for dispatcher, e.g. round robin, multi-level priority queues
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06N—COMPUTING ARRANGEMENTS BASED ON SPECIFIC COMPUTATIONAL MODELS
- G06N10/00—Quantum computing, i.e. information processing based on quantum-mechanical phenomena
- G06N10/60—Quantum algorithms, e.g. based on quantum optimisation, quantum Fourier or Hadamard transforms
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Software Systems (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Data Mining & Analysis (AREA)
- Computational Mathematics (AREA)
- Mathematical Optimization (AREA)
- Pure & Applied Mathematics (AREA)
- Mathematical Analysis (AREA)
- Computing Systems (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Evolutionary Computation (AREA)
- Artificial Intelligence (AREA)
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
- Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
- Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
- Operations Research (AREA)
- Algebra (AREA)
- Databases & Information Systems (AREA)
Abstract
使用量子系统执行量子退火的方法和装置。在一个方面，一种方法包括：控制量子系统，使得表征量子系统的总哈密顿量从初始量子哈密顿量演化为问题量子哈密顿量，其中，控制量子系统包括向量子系统施加不均匀驱动场以驱动量子系统跨越量子相变。
Description
技术领域
本说明书涉及量子计算。
背景技术
量子退火(quantum annealing)是可以用于使用量子波动在给定的候选解集合上找到给定目标函数的全局最小值的过程。量子退火从具有相等权重的所有候选状态的量子力学叠加的量子系统开始。系统遵循时间相关薛定谔方程(equation)而发展。所有候选状态的幅度根据横向场的时间相关强度而变化，这导致状态之间的量子隧穿(quantum tunneling)。
在绝热量子退火中，如果横向场的变化速率足够慢，则系统保持在瞬时哈密顿量(Hamiltonian)的基态附近。横向场被关闭，并且系统已经达到与原始优化问题的解相对应的基态。
发明内容
本说明书描述了用于使用不均匀量子退火调度执行量子退火的方法和系统。
通常，本说明书中描述的主题的一个创新方面可以通过一种使用量子系统执行算法量子退火的方法来实现，所述方法包括：控制量子系统，使得表征量子系统的总哈密顿量从初始量子哈密顿量演化为问题量子哈密顿量，其中，控制量子系统包括：问题哈密顿量的能量谱将对计算任务的解编码，以及控制量子系统包括：对量子系统施加不均匀驱动场。
该方面的其他实现方式包括记录在一个或多个计算机存储设备上的对应的经典或量子计算机系统、装置和计算机程序，每个计算机存储设备被配置为执行方法的动作。一个或多个计算机的系统可以被配置为通过在系统上安装软件、固件、硬件或其组合来执行特定的操作或动作，该软件、固件、硬件或其组合在操作中使系统执行这些动作。一个或多个计算机程序可以被配置为通过包括指令来执行特定的操作或动作，所述指令在由数据处理装置执行时使该装置执行动作。
前述和其他实现方式可以单独或组合地各自可选地包括以下特征中的一个或多个。在一些实现方式中，控制量子系统还包括：通过施加的不均匀驱动场，驱动量子系统跨越量子相变。
在一些实现方式中，所述方法还包括：对量子系统的能量执行一次或多次测量，以确定对计算任务的解。所述计算任务可以是优化任务。
在一些实现方式中，所述量子系统包括自旋系统，并且其中，不均匀驱动场包括针对自旋系统中的每个自旋能够被局部调制的横向场。
在一些实现方式中，向量子系统施加不均匀驱动场引起量子波动，并且其中，量子系统响应于多个簇内的量子波动。
在一些实现方式中，不均匀驱动场由下式给出：
其中，g0表示具有空间结构的时间无关全局磁场，v0(t)表示临界前沿速度，该临界前沿速度在空间上均匀并且对时间具有非线性相关，gk表示驱动场的不可分离时空调制，并且M表示簇总数。
在一些实现方式中，通过描述临界前沿的空间结构和速度的有效超参数的集合来表征不均匀驱动场，所述超参数包括：(i)空间的形状，(ii)水平速度，以及(iii)垂直速度。
在一些实现方式中，通过以下式子给出(i)水平速度、(ii)垂直速度和(iii)不均匀性斜率：和/>
在一些实现方式中，不均匀驱动场包括空间和时间分离的不均匀性。不均匀驱动场可以由g(n,t)＝g0(n)v0(t)给出。不均匀驱动场可以包括与空间无关时间局部不均匀性相组合的周期性空间不均匀性。不均匀驱动场可以包括单个驻波。可以由下式给出(i)水平速度、(ii)垂直速度和(iii)不均匀性斜率：
α(n,t)＝akcos(kn+φ)v0(t)。
在一些实现方式中，不均匀驱动场包括时空不均匀性。不均匀驱动场可以包括局部线性函数。不均匀驱动场可以由下式给出：
激活函数tanh[θk(||n-nk||-vk(n)t)]可以在量子临界点附近的每个簇中被线性化。
在一些实现方式中，控制量子系统还包括施加因果关系控制策略。
在一些实现方式中，不均匀驱动场包括一个或多个临界前沿，并且其中，一个或多个临界前沿的速度低于保持有效不均匀性的阈值。
在一些实现方式中，施加不均匀驱动场包括：施加在量子系统的低能态和高能态之间产生有效间隙的不均匀驱动场。
通常，本说明书中描述的主题的另一个创新方面可以在一种用于对无序量子系统中的一阶量子相变和二阶量子相变工程化的方法中实现，所述方法包括：使用不均匀控制场控制无序量子系统，其中，不均匀控制场在量子系统的低能态和高能态之间产生有效间隙。
在一些实现方式中，相变包括非绝热相变。
该方面的其他实现方式包括记录在一个或多个计算机存储设备上的对应的经典或量子计算机系统、装置和计算机程序，每个计算机存储设备被配置为执行方法的动作。一个或多个计算机的系统可以被配置为通过在系统上安装软件、固件、硬件或其组合来执行特定的操作或动作，该软件、固件、硬件或其组合在操作中使系统执行这些动作。一个或多个计算机程序可以被配置为通过包括指令来执行特定的操作或动作，所述指令在由数据处理装置执行时使该装置执行动作。
通常，本说明书中描述的主题的另一个创新方面可以在一种用于使用量子系统执行算法量子退火的方法中实现，所述方法包括：控制量子系统，使得表征量子系统的总哈密顿量从初始量子哈密顿量演化为问题量子哈密顿量，其中，控制量子系统包括：将不均匀驱动场施加到量子系统；以及通过不均匀驱动场驱动量子系统跨越量子相变。
该方面的其他实现方式包括记录在一个或多个计算机存储设备上的对应的经典或量子计算机系统、装置和计算机程序，每个计算机存储设备被配置为执行方法的动作。一个或多个计算机的系统可以被配置为通过在系统上安装软件、固件、硬件或其组合来执行特定的操作或动作，该软件、固件、硬件或其组合在操作中使系统执行这些动作。一个或多个计算机程序可以被配置为通过包括指令来执行特定的操作或动作，所述指令在由数据处理装置执行时使该装置执行动作。
前述和其他实现方式可以单独或组合地各自可选地包括以下特征中的一个或多个。在一些实现方式中，问题哈密顿量的能量谱将对计算任务的解编码。所述方法还可以包括：对量子系统的能量执行一次或多次测量，以确定对计算任务的解。计算任务可以是优化任务。
在一些实现方式中，量子系统包括自旋系统，并且其中，不均匀驱动场包括针对自旋系统中的每个自旋能够被局部调制的横向场。
在一些实现方式中，向量子系统施加不均匀驱动场引起量子波动，并且其中，量子系统响应于多个簇内的量子波动。
在一些实现方式中，不均匀驱动场由下式给出：
其中，g0表示具有空间结构的时间无关全局磁场，v0(t)表示临界前沿速度，该临界前沿速度在空间上均匀并且对时间具有非线性相关，gk表示驱动场的不可分离时空调制，并且M表示簇总数。
在一些实现方式中，通过描述临界前沿的空间结构和速度的有效超参数的集合来表征不均匀驱动场，所述超参数包括：(i)空间的形状，(ii)水平速度，以及(iii)垂直速度。
在一些实现方式中，通过以下式子给出(i)水平速度、(ii)垂直速度和(iii)不均匀性斜率：和/>
在一些实现方式中，不均匀驱动场包括空间和时间分离的不均匀性。不均匀驱动场可以由g(n,t)＝g0(n)v0(t)给出。不均匀驱动场可以包括与空间无关时间局部不均匀性相组合的周期性空间不均匀性。不均匀驱动场可以包括单个驻波。可以由下式给出(i)水平速度、(ii)垂直速度和(iii)不均匀性斜率：
a(n,t)＝akcos(kn+φ)v0(t)。
在一些实现方式中，不均匀驱动场包括时空不均匀性。不均匀驱动场可以包括局部线性函数。不均匀驱动场可以由下式给出：
激活函数tanh[θk(||n-nk||-vk(n)t)]可以在量子临界点附近的每个簇中被线性化。
在一些实现方式中，控制量子系统还包括施加因果关系控制策略。
在一些实现方式中，不均匀驱动场包括一个或多个临界前沿，并且其中，一个或多个临界前沿的速度低于保持有效不均匀性的阈值。
在一些实现方式中，施加不均匀驱动场包括：施加在量子系统的低能态和高能态之间产生有效间隙的不均匀驱动场。
本说明书的主题的一个或多个实现方式的细节在附图和以下描述中阐述。根据说明书、附图和权利要求书，本主题的其他特征、方面和优点将变得显而易见。
附图说明
图1是用于执行不均匀量子退火的示例处理的流程图。
图2a、图2b和图2c示出用于伊辛自旋链(Ising spin chain)的随机实例的示例退火调度。
图3示出用于执行不均匀量子退火的实例量子退火设备。
各个附图中相似的附图标记和标号指示相似的元件。
具体实施方式
概览
控制量子多体系统的动力学是凝聚态物理和量子控制的主要挑战。这种复杂的量子系统具有很大的参数空间和异常的动力学特性，这使得它们在通过关键区域时很难进行模拟和控制。例如，由于以下事实而引起困难：这些系统通常包含高度的混乱和实际上较小的尺寸，因此它们不易于进行精确的分析处理或均值场近似。
绝热量子计算已发展为一种特殊的计算范例，该范例利用被驱动的多体量子系统的连续时间动力学来解决优化任务。在该模型中，在可以从最初的平凡基态绝热地制备的相互作用的多体量子系统的基态下编码硬组合优化问题的解，条件是时间演化比最小间隙平方的倒数长得多。
绝热量子计算的主要挑战之一是：对于许多现实问题，模拟量子退火器将不可避免地包含大量淬灭无序，模糊了纯系统的相应量子相变。因此，即使在没有任何一阶相变的情况下，由于格里菲斯(Griffiths)奇异性，满足绝热极限所需的时间标度可能会随着拉伸指数而增长。
格里菲斯效应在有限维量子系统中具有明显的作用，远比经典的量子系统强。实际上，由于物理相互作用的固有局限性和对连通程度的几何约束，近期量子处理器是低维量子系统的很好的示例。在将计算问题嵌入到量子退火炉中之后，量子处理器将在物理水平上对量子波动做出不均匀的反应。因此，即使近期量子处理器是由在空间中均匀的外部磁场驱动的，它们通常也会经历局部不均匀且模糊的一阶相变和二阶相变。特别地，退火调度在基态和第一激发态之间表现出多个消失的间隙，导致指数级的退火时间标度。
实际上，即使对于有限尺寸的系统，退火时间标度通常也是有限的-固有地违反了绝热条件。这导致出现在相对较宽的有效量子临界区中的畴壁(domain wall)或拓扑缺陷的出现。这与纯系统的单个明确定义的量子临界点形成鲜明对比，在纯系统中，可以通过热力学极限中的Kibble-Zurek机理估算其缺陷密度。
当前，在给定有限时空物理资源的情况下，没有办法保证解的质量，并且也没有在给定的精度内改进这种模拟量子信息处理器的性能的构造或算法方式。
本说明书描述了使用不均匀控制场在无序系统中工程化量子相变的系统和方法，该不均匀控制场在低能态(例如，基态或第一激发态)和高能态(例如，第二激发态或更高激发态)之间施加空间诱导的间隙。特别地，本说明书描述了不同类别的空间和/或时间不均匀量子退火调度，驱动强烈无序的量子自旋链跨越量子相变并最小化最终状态的残余能量。这是通过创建具有能够在空间和时间上同步局部相变的空间多临界前沿的控制哈密顿量(Hamiltonian)来实现的。在每个局部区域中，同时经历临界动力学的自旋数由磁场被调制的不均匀性的长度和形状控制。
执行不均匀量子退火
图1是用于执行不均匀量子退火的示例处理100的流程图。为了方便，将处理100描述为由与位于一个或多个位置的控制电子设备通信的量子硬件执行。例如，根据本说明书适当编程的图3的量子退火设备300可以执行处理100。
执行算法量子退火包括控制量子系统，例如，自旋系统或更高维系统，使得表征量子系统的哈密顿量Htotal从初始量子哈密顿量Hi演化为问题量子哈密顿量Hp(步骤102)。Hp的能量谱可以将对计算任务(例如，优化任务)的解编码。例如，可以将对计算任务的解编码到量子系统的基态。然后可以执行量子系统的能量的测量以确定对计算任务的解(步骤104)。
根据不均匀量子退火调度执行算法量子退火。也就是说，控制量子系统包括将不均匀驱动场施加到量子系统。设计不均匀驱动场，使得将不均匀驱动场应用于量子系统会在量子系统的低能态和高能态之间产生有效间隙。不均匀驱动场的应用驱动量子系统跨越量子相变。不均匀驱动场被定义为固定总淬灭时间(退火时间)T＝τQ和近似于量子系统的基态的目标精度(或对计算任务的解被编码的目标状态)的函数。
作为非限制性示例，在一些实现方式中，量子系统可以是N个自旋的系统。在不均匀驱动场下的N个自旋的系统的哈密顿量可以被写为：
其中，g(n,t)表示不均匀驱动场，例如，针对自旋系统中的每个自旋能够被局部调制的横向场，表示具有相应Pauli(泡利)X和Z矩阵的自旋变量，且Jnm表示站点n和m处的自旋之间的相互作用。对于纯系统，对于每对站点n和m，Jnm可以是常数，即，Jnm＝J。在其他系统中，每个站点n和m的集合{Jnm}可以表示任何无序实例。可以使用近期量子退火技术来实现该哈密顿量。
通过归一化残余能量将通过Htot(t)表征的近似自旋系统的基态的目标精度定义为：
其中，|ψ(τQ)>表示在最终退火时间τQ的系统的量子态，且|ψgs>表示时间无关哈密顿量的基态(具有特征值Eg＝<ψgs|Htot|ψgs>的问题哈密顿量
对于无序{Jnm}的任何实例，当系统在不均匀驱动场的施加期间被驱动向理想的量子临界点(与对应的纯系统相关联)时，系统对不同M个簇中的量子波动进行响应。这些簇与格里菲斯阶段内稀有局部区域的出现有关。M的数量和位置可以通过预处理步骤来估计，该预处理步骤随着一维系统的链的大小而线性增长，如下面参照图2a、图2b和图2c所述。
可以通过下式给出不均匀驱动场g(n,t)：
其中，g0(n)表示具有时间结构的时间无关全局磁场，v0(t)表示在空间上均匀且对时间具有非线性相关的临界前沿速度，gk表示驱动场的不可分离时空调制，且M表示簇总数。项表征行进量子临界前沿的各种时空相关性，其中，||n-nk||表示每个簇的站点n距中心站点nk的距离度量，其中触发了量子波动。这些时空不均匀性的中心对于每个簇k可以在时间上线性移动vk(n)t。然而，在某些情况下，每个簇的临界前沿移动可能是恒定的，例如，νk(n,t)＝vk。量子临界前沿的形状和速度可以变化，如下文更详细描述的。
临界前沿的形状和速度
不均匀驱动场可以通过描述临界前沿的空间结构(例如，局部斜率)和速度(例如，水平速度和垂直速度)的有效超参数的集合来表征。超参数包括：(i)空间中的形状α，(ii)水平速度vh和(iii)垂直速度vv。水平速度、垂直速度和不均匀性斜率可以通过以下等式由不均匀驱动场g(n,t)和n(gfix,t)的导数来定义。
上面的等式可以用于导出不同退火调度的闭式表达式。以下描述用于不均匀量子退火的两个性质上不同的类。
类型I不均匀量子退火调度：时空分离不均匀性
在一些实现方式中，不均匀驱动场可以采用一般形式，其中独立(或分离)的空间和时间量子波动驱动退火动力学。也就是说，不均匀驱动场的一般形式可以由下式给出：
g(n，t)＝g0(n)v0(t).。
在一些实现方式中，不均匀驱动场可以展现与空间无关时间局部不均匀性(spatially independent time-local inhomogeneity)相结合的周期性空间不均匀性。例如，不均匀驱动场可以由下式给出：
其中，空间贡献中的每一项对应于估计的簇大小。这种形式的量子退火调度的示例包括单个驻波，例如，
g(n，t)＝a sin(kn+φ)ν0(t)，
其中，簇大小等于2π/k，并且φ设置第一簇的位置。
在此类型I不均匀退火中，可以由下式给出超参数的水平速度、垂直速度和不均匀性斜率：
α(n，t)＝akcos(kn+φ)ν0(t)
其中，对于横向场gfix的任何固定值，
类型II不均匀量子退火调度：时空不均匀性
在一些实现方式中，不均匀驱动场可以在k＞1个簇中定义多临界前沿退火调度，其中，每个簇中的临界前沿以速度vk(n)移动，并由单独的激活函数tanh[θk(n-nk-vk(n)t)]管理。也就是说，不均匀驱动场的一般形式可以由下式给出：
其中，gc表示横向场的临界值，且θk～1/ξf(z，v)。
在某些情况下，激活函数可以在量子临界点附近的每个簇中线性化，例如，tanh[θk(n-vk(n)t)]可以近似为θk(n-vk(n)t)。然后，对于每个簇，不均匀驱动场可以由下式给出：
gk(n，t)＝gc{1+θk(n-vk(n)t)}.。
在类型II不均匀退火的情况下，可以由下式给出超参数的水平速度、垂直速度和不均匀性斜率：
vv(n，t)＝gc[1-tanh2[θk(n-vkt)]|θkvk＝αk(n，t)vk
αk(n，t)＝gc[1-tanh2[θk(n-vkt)]]θk
其中，vk表示形式gk(n，t)＝gc{1+tanh[θk(n-vkt)]}的每个簇的不均匀常数，
在另一种情况下，激活函数可以在临界点附近被线性近似，从而得出gk(n，t)＝gc{1+θk(n-vkt)}和然后，可以由下式给出超参数的水平速度、垂直速度和不均匀性斜率：
vv＝gcθkvk＝αkvk
αk＝gcθk。
在一些实现方式中，多个临界前沿的速度可以低于保持有效不均匀性的阈值。
示例类型I和类型II量子退火调度
图2a、图2b和图2c分别示出用于伊辛自旋链(Ising spin chain)的随机实例的三个示例退火调度(a)、(b)、(c)。在每个调度中，x轴表示伊辛自旋链，且y轴表示横向场。不同的绘制线指示在伊辛链从初始值跨越量子临界点而被驱动到最终值时，施加到伊辛链的时间相关磁场的不同快照。虚线，例如，线202，示出横向场的临界值。每个图包含α＝1/8的恒定不均匀性斜率。
第一示例退火调度(a)示出均匀退火调度。
第二示例退火调度(b)示出类型I不均匀量子退火的周期性驱动。第二示例退火调度的不均匀驱动场由g(n,t)＝gi(1-t/T)+acos(kn)sin(πt/T)给出，其中，T表示总演化时间。第二示例退火调度包括4个簇204a-d，幅度a＝1。
第三示例退火调度(c)示出多临界前沿类型II不均匀量子退火调度。第三示例退火调度包括4个簇206a-d。对于作为预处理程序的结果的给定无序实现，调整簇之间的边界，使其与Jn,n+1的最弱值相符合。
为了确定簇的数量和位置，执行预处理步骤。对于一维几何，可以通过单个弱链接设置瞬时局部间隙。弱链接设置绝热过渡所需的局部时间标度，该绝热过渡将链分成两个弱相互作用的部分。簇之间的边界放置在这样的链接上，是由于：(i)根据弱耦合它们需要最长的时间来对齐，并且(ii)在那儿放置缺陷的能量惩罚最小。因此，预处理步骤包括识别满足条件的最大簇(从链的末尾或先前簇的末尾开始)，其中，vk表示对于第k个簇的临界前沿的速度，且κ表示固定阈值的精确值的参数(在某些实现方式中，κ≈2。)此条件允许绝热过渡，就像能量间隙仅由单个链接设置一样。如果不满足该条件，则在其最弱的链接处剪切该簇的考虑候选，从而产生新的更小簇，其中可以再次检查条件。
重复该过程，直到完整的自旋链被分成簇。结果，对于总固定退火时间，所有速度νk是簇相关的，从而允许在可用时间内优化计算参数。对于大小为Lk自旋站点的簇，对于给定固定总退火时间T，通过 给出垂直速度。然后，可以分别驱动每个簇，并且不均匀场同时从每个簇的中间刷到两端。对于跨越自旋n＝1,2,…,L(从簇的开头起算)的每个簇，磁场可以被构造为：
示例硬件
图3示出用于执行不均匀量子退火的示例量子退火设备300。示例设备300是被实现为一个或多个位置中的一个或多个经典计算机和/或量子计算设备上的经典和/或量子计算机程序的设备的示例，其中可以实现下面描述的系统、组件和技术。
示例量子退火设备300包括量子系统302、控制设备304和经典处理器306。包括在量子退火设备300中的量子系统302的类型取决于要由设备300执行的计算的类型。通常，量子系统302包括一个或多个相互作用的量子子系统，例如，一个或多个相互作用的量子位。例如，量子系统302可以包括相互作用的自旋链，例如，如上文参照图1和图2a-c所描述的强烈无序自旋链。在其他示例中，量子系统302可以包括更高维度的系统。
包括在量子退火设备300中的控制设备304的类型取决于将由设备300执行的计算的类型以及包括在量子系统302中的量子位的类型。例如，控制设备304可以包括生成时间相关磁场的设备，例如，可以由经典处理器调制并施加到量子系统302的时间相关磁场。控制设备304还可以包括波形生成器或测量设备，例如，读出谐振器。在一些情况下，例如，在个别控制设备304可以例如通过个别或全局控制线直接耦合到量子系统302中的一个或多个量子位的情况下。
经典处理器306经由控制设备304操作量子系统302。例如，经典处理器306可以使控制设备304在量子系统上实现特定退火调度。这可以包括例如通过使控制设备将相互作用强度和其他哈密顿量参数设置为初始值，而在由初始哈密顿量管理的初始状态下准备量子系统302。然后可以经由控制设备304(例如，经由被配置为向量子系统302施加变化强度的磁场的控制设备)将控制场(例如，横向磁场)施加到量子系统。控制场可以采取以上参照图1和图2a-c描述的不均匀驱动场的形式。更具体地，不均匀驱动场可以是专门设计的驱动场，其在量子系统302的低能态与高能态之间(例如，在基态与第一激发态之间，在第一激发态与第二激发态之间，或与正在执行的计算有关的任何其他预选能量本征态之间)产生有效间隙。然后可以测量量子系统以获得测量结果，例如，该测量结果表示由量子退火设备300执行的计算的解。
在一些实现方式中，可以将本说明书中描述的技术可以与其他经典启发式求解器组合以进行优化，诸如并行回火(Parallel Tempering)。例如，代替在PCT/US2016/069381“Quantum assisted optimization”中描述的量子经典退火程序，可以使用本说明书中描述的技术，其全部内容通过引用合并于此。在这些实现方式中，该技术可以物理上实现为同一芯片上的量子和经典混合协处理器，如在PCT/US2015/022035“Chips includingclassical and quantum computing processors”中所述，其全部内容通过引用合并于此。
在一些实现方式中，可以使用在PCT/US2014/072962“Constructing andprogramming quantum hardware for quantum annealing processes”中公开的量子硬件来实现在本说明书中描述的技术，其全部内容通过引用合并于此。
本说明书中描述的数字和/或量子主题以及数字功能操作和量子操作的实现方式可以被实现在数字电子电路、合适的量子电路或更一般的量子计算系统中，实现在有形地体现的数字和/或量子计算机软件或固件中，在数字和/或量子计算机硬件中，包括在本说明书中公开的结构及其结构等同物，或它们中的一个或多个的组合。术语“量子计算系统”可以包括但不限于量子计算机、量子信息处理系统、量子密码系统或量子模拟器。
本说明书中描述的数字和/或量子主题的实现方式可以被实现为一个或多个数字和/或量子计算机程序，即，在有形非暂时性存储介质上编码的数字和/或量子计算机程序指令的一个或多个模块由数据处理装置执行，或控制数据处理装置的操作。数字和/或量子计算机存储介质可以是机器可读存储设备、机器可读存储基板、随机或串行存取存储设备、一个或多个量子位或它们中的一个或多个的组合。可选地或附加地，程序指令可以被编码在能够编码数字和/或量子信息的人工生成的传播信号上，例如，机器生成的电、光或电磁信号，被生成以编码数字和/或量子信息，用于传输到合适的接收器装置以由数据处理装置执行。
术语量子信息和量子数据是指由量子系统携带、保持或存储的信息或数据，其中，最小非平凡系统是量子位，即，定义量子信息单位的系统。应当理解，术语“量子位”涵盖了在对应的上下文中可以适当地近似为两级系统的所有量子系统。这样的量子系统可以包括例如具有两个或更多个级别的多级系统。例如，这样的系统可以包括原子、电子、光子、离子或超导量子位。在许多实现方式中，计算基态被识别为基态和第一激发态，但是应理解，可以用更高级别的激发态识别计算态的其他设置也是可能的。
术语“数据处理装置”是指数字和/或量子数据处理硬件，并且包含用于处理数字和/或量子数据的各种装置、设备和机器，例如包括可编程数字处理器、可编程量子处理器、数字计算机、量子计算机、多个数字和量子处理器或计算机及其组合。该装置还可以是或进一步包括专用逻辑电路，例如，FPGA(现场可编程门阵列)、ASIC(专用集成电路)或量子模拟器，即，量子数据处理装置，被设计为模拟或产生有关特定量子系统的信息。特别是，量子模拟器是专用量子计算机，它不具有执行通用量子计算的能力。除了硬件之外，装置可以可选地包括产生用于数字和/或量子计算机程序的执行环境的代码，例如，构成处理器固件、协议栈、数据库管理系统、操作系统或其一个或多个组合的代码。
数字计算机程序，也可以称为或描述为程序、软件、软件应用、模块、软件模块、脚本或代码，可以用任何形式的编程语言编写，包括编译或解释语言、声明性或过程语言，并且可以以任何形式进行部署，包括作为独立程序或作为模块、组件、子例程或适用于数字计算环境的其他单元。量子计算机程序，也可以称为或描述为程序、软件、软件应用、模块、软件模块、脚本或代码，可以用任何形式的编程语言编写，包括编译或解释语言、声明性或程序语言，并翻译成合适的量子编程语言，或者可以用量子编程语言(例如，QCL或Quipper)编写。
数字和/或量子计算机程序可以但不必对应于文件系统中的文件。程序可以存储在保存其他程序或数据的文件的一部分中，例如，存储在标记语言文档中的一个或多个脚本，专用于所讨论程序的单个文件或多个协调文件，例如，存储一个或多个模块、子程序或代码部分的文件。可以部署数字和/或量子计算机程序以在一个数字或一个量子计算机上执行，或者在位于一个站点或分布在多个站点上并通过数字和/或量子数据通信网络互连的多个数字和/或量子计算机上执行。量子数据通信网络被理解为可以使用量子系统(例如，量子位)传输量子数据的网络。通常，数字数据通信网络不能传输量子数据，然而量子数据通信网络可以传输量子数据和数字数据两者。
本说明书中描述的处理和逻辑流程可以由一个或多个可编程数字和/或量子计算机执行，并与一个或多个数字和/或量子处理器一起运行，并酌情执行一个或多个数字和/或量子计算机程序，以通过对输入数字和量子数据进行操作并生成输出来执行功能。处理和逻辑流程也可以由专用逻辑电路(例如，FPGA或ASIC)或量子模拟器实现，或者也可以将装置实现为专用逻辑电路(例如，FPGA或ASIC)或量子模拟器，或者通过专用逻辑电路(例如，FPGA或ASIC)或量子模拟器和一个或多个可编程数字和/或量子计算机的组合实现。
对于将一个或多个数字和/或量子计算机的系统“被配置为”执行特定操作或动作，意味着该系统已在其上安装了软件、固件、硬件或它们的组合，这些软件、固件、硬件或它们的组合在操作中使系统执行操作或动作。对于将被配置为执行特定操作或动作的一个或多个数字和/或量子计算机程序，意味着一个或多个程序包括指令，当这些指令由数字和/或量子数据处理装置执行时，使该装置执行操作或动作。量子计算机可以从数字计算机接收指令，该指令在由量子计算装置执行时使该装置执行操作或动作。
适用于执行数字和/或量子计算机程序的数字和/或量子计算机可以基于通用或专用数字和/或量子处理器或两者，或任何其他种类的中央数字和/或量子处理单元。通常，中央数字和/或量子处理单元将从只读存储器、随机存取存储器或适合于传输量子数据(例如，光子)的系统或其组合接收指令以及数字和/或量子数据。
数字和/或量子计算机的基本元件是用于执行指令的中央处理单元以及用于存储指令和数字和/或量子数据的一个或多个存储设备。中央处理单元和存储器可以由专用逻辑电路或量子模拟器补充或并入其中。通常，数字和/或量子计算机还将包括或可操作地耦合，以从一个或多个大容量存储设备(用于存储数字和/或量子数据，例如，磁性、磁光盘、光盘)或量子系统(适于存储量子信息)接收数字和/或量子数据，或将数字和/或量子数据传送到一个或多个大容量存储设备(用于存储数字和/或量子数据，例如，磁性、磁光盘、光盘)或量子系统(适于存储量子信息)，或者两者。然而，数字和/或量子计算机不需要具有这样的设备。
适用于存储数字和/或量子计算机程序指令和数字和/或量子数据的数字和/或量子计算机可读介质包括所有形式的非易失性数字和/或量子存储器、介质和存储设备，例如包括半导体存储设备(例如，EPROM、EEPROM和闪存设备)；磁盘(例如，内部硬盘或可移动磁盘)；磁光盘；CD-ROM和DVD-ROM磁盘；以及量子系统(例如，捕获的原子或电子)。可以理解，量子存储器是可以以高保真度和效率长时间存储量子数据的设备，例如，光-物质界面，其中，光用于传输，物质用于存储和保存量子数据的量子特征，诸如叠加或量子相干性
可以在数字和/或量子计算机程序产品中实现对本说明书中描述的各种系统或其部分的控制，该数字和/或量子计算机程序产品包括存储在一个或多个非暂时性机器可读存储介质上以及在一个或多个数字和/或量子处理设备上可执行的指令。本说明书中描述的系统或其部分可以各自实现为装置、方法或系统，可以包括一个或多个数字和/或量子处理设备以及用于存储可执行指令以执行本说明书中所述操作的存储器。
尽管本说明书包含许多特定的实现细节，但是这些细节不应解释为对所要求保护的范围的限制，而应视为对具体实现方式可能特有的特征的描述。在本说明书中在单独的实现方式的上下文中描述的某些特征也可以在单个实现方式中组合实现。相反，在单个实现方式的上下文中描述的各种特征也可以分别在多个实现方式中或以任何合适的子组合来实现。此外，尽管以上可以将特征描述为以某些组合起作用并且甚至最初如此声称，但是在某些情况下，可以从组合中去除所要求保护的组合中的一个或多个特征，并且所要求保护的组合可以针对子组合或子组合的变型。
类似地，虽然在附图中以特定顺序描绘了操作，但是这不应被理解为要求以所示的特定顺序或以连续的顺序执行这样的操作，或者执行所有示出的操作以获得期望的结果。在某些情况下，多任务和并行处理可能是有利的。此外，在上述实现方式中的各种系统模块和组件的分离不应被理解为在所有实现方式中都需要这种分离，并且应当理解，所描述的程序组件和系统通常可以集成在单个软件产品或打包成多个软件产品。
已经描述了本主题的特定实现方式。其他实现方式在所附权利要求的范围内。例如，权利要求中记载的动作可以以不同的顺序执行并且仍然实现期望的结果。作为一个示例，附图中描绘的处理不一定需要所示的特定顺序或连续顺序来实现期望的结果。在某些情况下，多任务和并行处理可能是有利的。
Claims (45)
1.一种使用包括自旋链的量子系统执行量子退火的方法，所述方法包括：
控制量子系统，使得表征量子系统的总哈密顿量从初始量子哈密顿量演化为问题量子哈密顿量，其中，
问题量子哈密顿量的能量谱将对计算任务的解编码，以及
控制量子系统包括对量子系统施加不均匀驱动场，其中，包括在自旋链中的自旋的簇由各自不同的不均匀驱动场彼此分别驱动。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，控制量子系统还包括：
通过施加的不均匀驱动场来驱动量子系统跨越量子相变。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法还包括：对量子系统的能量执行一次或多次测量，以确定对计算任务的解。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述计算任务包括优化任务。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，不均匀驱动场包括针对自旋链中的每个自旋能够被局部调制的横向场。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，向量子系统施加不均匀驱动场引起量子波动，并且其中，量子系统响应于多个簇内的量子波动。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，不均匀驱动场由下式给出：
其中，g0(n)表示具有空间结构的时间无关全局磁场，v0(t)表示临界前沿速度，该临界前沿速度在空间上均匀并且对时间具有非线性相关，gk表示驱动场的不可分离时空调制，M表示簇总数，t表示时间，n表示N个自旋中的第n个自旋站点，ω0、ωk表示驱动场频率，||n-nk||表示从中心站点nk到站点n的距离度量，并且vk(n，t)表示簇k的临界前沿速度。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，通过描述临界前沿的空间结构和速度的有效超参数的集合来表征不均匀驱动场，所述超参数包括：(i)空间的形状，(ii)水平速度，以及(iii)垂直速度。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，分别通过以下式子给出(i)垂直速度、(ii)水平速度和(iii)不均匀性斜率：
和/>其中，gfix是横向场的固定值，并且n(gfix，t)表示gfix和时间t的自旋站点。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，不均匀驱动场包括空间和时间分离的不均匀性。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，当不均匀驱动场包括空间和时间分离的不均匀性时，不均匀驱动场由g(n，t)＝g0(n)v0(t)给出。
12.根据权利要求9所述的方法，其中，不均匀驱动场包括与空间无关时间局部不均匀性相组合的周期性空间不均匀性。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，不均匀驱动场包括单个驻波。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，当不均匀驱动场包括与空间无关时间局部不均匀性相组合的周期性空间不均匀性时，分别由下式给出(i)垂直速度、(ii)水平速度和(iii)不均匀性斜率：
其中，a表示驻波幅度，k，表示表征驻波的参数，v0(t)表示临界前沿速度，该临界前沿速度在空间上均匀并且对时间具有非线性相关，并且gfix是横向场的固定值。
15.根据权利要求9所述的方法，其中，不均匀驱动场包括时空不均匀性。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，不均匀驱动场包括局部线性函数。
17.根据权利要求15所述的方法，其中，当不均匀驱动场包括时空不均匀性时，不均匀驱动场由下式给出：
其中，t表示时间，n表示N个自旋中的第n个自旋站点，gc表示横向场的临界值，ωk表示簇k的驱动场频率，θk取决于反相关长度和相变的临界指数，||n-nk||表示从中心站点nk到站点n的距离度量，并且vk(n)表示簇k的临界前沿速度。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，激活函数tanh[θk(||n-nk||-vk(n)t)]在量子临界点附近的每个簇中被线性化。
19.根据权利要求1所述的方法，其中，控制量子系统还包括施加因果关系控制策略。
20.根据权利要求1所述的方法，其中，不均匀驱动场包括一个或多个临界前沿，并且其中，一个或多个临界前沿的速度低于保持有效不均匀性的阈值。
21.根据权利要求1所述的方法，其中，施加不均匀驱动场包括：施加在量子系统的低能态和高能态之间产生有效间隙的不均匀驱动场。
22.一种量子退火设备，包括：
量子系统；
在量子系统上操作的一个或多个控制设备；以及
一个或多个经典处理器，
其中，一个或多个经典处理器和控制设备被配置为执行权利要求1所述的方法。
23.根据权利要求22所述的设备，其中，量子系统包括自旋链。
24.一种使用包括自旋链的量子系统执行量子退火的方法，所述方法包括：
控制量子系统，使得表征量子系统的总哈密顿量从初始量子哈密顿量演化为问题量子哈密顿量，其中，控制量子系统包括：
将不均匀驱动场施加到量子系统；以及
通过不均匀驱动场来驱动量子系统跨越量子相变，其中，包括在自旋链中的自旋的簇由各自不同的不均匀驱动场彼此分别驱动。
25.根据权利要求24所述的方法，其中，问题量子哈密顿量的能量谱将对计算任务的解编码。
26.根据权利要求25所述的方法，其中，所述方法还包括：对量子系统的能量执行一次或多次测量，以确定对计算任务的解。
27.根据权利要求25所述的方法，其中，计算任务包括优化任务。
28.根据权利要求24所述的方法，其中，不均匀驱动场包括针对自旋链中的每个自旋能够被局部调制的横向场。
29.根据权利要求24所述的方法，其中，向量子系统施加不均匀驱动场引起量子波动，并且其中，量子系统响应于多个簇内的量子波动。
30.根据权利要求29所述的方法，其中，不均匀驱动场由下式给出：
其中，g0(n)表示具有空间结构的时间无关全局磁场，v0(t)表示临界前沿速度，该临界前沿速度在空间上均匀并且对时间具有非线性相关，gk表示驱动场的不可分离时空调制，M表示簇总数，t表示时间，n表示N个自旋中的第n个自旋站点，ω0，ωk表示驱动场频率，||n-nk||表示从中心站点nk到站点n的距离度量，并且vk(n，t)表示簇k的临界前沿速度。
31.根据权利要求30所述的方法，其中，通过描述临界前沿的空间结构和速度的有效超参数的集合来表征不均匀驱动场，所述超参数包括：(i)空间的形状，(ii)水平速度，以及(iii)垂直速度。
32.根据权利要求31所述的方法，其中，分别通过以下式子给出(i)垂直速度、(ii)水平速度和(iii)不均匀性斜率： 其中，gfix是横向场的固定值，并且n(gfix，t)表示gfix和时间t的自旋站点。
33.根据权利要求32所述的方法，其中，不均匀驱动场包括空间和时间分离的不均匀性。
34.根据权利要求33所述的方法，其中，当不均匀驱动场包括空间和时间分离的不均匀性时，不均匀驱动场由g(n，t)＝g0(n)v0(t)给出。
35.根据权利要求32所述的方法，其中，不均匀驱动场包括与空间无关时间局部不均匀性相组合的周期性空间不均匀性。
36.根据权利要求35所述的方法，其中，不均匀驱动场包括单个驻波。
37.根据权利要求36所述的方法，其中，当不均匀驱动场包括与空间无关时间局部不均匀性相组合的周期性空间不均匀性时，分别由下式给出(i)垂直速度，(ii)水平速度和(iii)不均匀性斜率：
其中，a表示驻波幅度，k，表示表征驻波的参数，v0(t)表示临界前沿速度，该临界前沿速度在空间上均匀并且对时间具有非线性相关，并且gfix是横向场的固定值。
38.根据权利要求32所述的方法，其中，不均匀驱动场包括时空不均匀性。
39.根据权利要求38所述的方法，其中，不均匀驱动场包括局部线性函数。
40.根据权利要求38所述的方法，其中，当不均匀驱动场包括时空不均匀性时，不均匀驱动场由下式给出：
其中，t表示时间，n表示N个自旋中的第n个自旋站点，gc表示横向场的临界值，ωk表示簇k的驱动场频率，θk取决于反相关长度和相变的临界指数，||n-nk||表示从中心站点nk到站点n的距离度量，并且vk(n)表示簇k的临界前沿速度。
41.根据权利要求40所述的方法，其中，激活函数tanh[θk(||n-nk||-vk(n)t)]在量子临界点附近的每个簇中被线性化。
42.根据权利要求24所述的方法，其中，控制量子系统还包括施加因果关系控制策略。
43.根据权利要求24所述的方法，其中，不均匀驱动场包括一个或多个临界前沿，并且其中，一个或多个临界前沿的速度低于保持有效不均匀性的阈值。
44.根据权利要求24所述的方法，其中，施加不均匀驱动场包括：施加在量子系统的低能态和高能态之间产生有效间隙的不均匀驱动场。
45.一种量子退火设备，包括：
量子系统；
在量子系统上操作的一个或多个控制设备；以及
一个或多个经典处理器，
其中，一个或多个经典处理器和控制设备被配置为执行权利要求24所述的方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202410635172.XA CN118504699A (zh) | 2017-12-29 | 2018-12-28 | 对无序量子系统中的量子相变工程化 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US201762612134P | 2017-12-29 | 2017-12-29 | |
| US62/612,134 | 2017-12-29 | ||
| PCT/US2018/067977 WO2019133889A1 (en) | 2017-12-29 | 2018-12-28 | Inhomogeneous quantum annealing schedules |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202410635172.XA Division CN118504699A (zh) | 2017-12-29 | 2018-12-28 | 对无序量子系统中的量子相变工程化 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111527503A CN111527503A (zh) | 2020-08-11 |
| CN111527503B true CN111527503B (zh) | 2024-06-07 |
Family
ID=65237155
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201880084818.2A Active CN111527503B (zh) | 2017-12-29 | 2018-12-28 | 不均匀量子退火调度 |
| CN202410635172.XA Pending CN118504699A (zh) | 2017-12-29 | 2018-12-28 | 对无序量子系统中的量子相变工程化 |
Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202410635172.XA Pending CN118504699A (zh) | 2017-12-29 | 2018-12-28 | 对无序量子系统中的量子相变工程化 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US11809961B2 (zh) |
| EP (1) | EP3732634A1 (zh) |
| CN (2) | CN111527503B (zh) |
| AU (3) | AU2018395427B2 (zh) |
| CA (1) | CA3087247A1 (zh) |
| WO (1) | WO2019133889A1 (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2023161480A (ja) * | 2022-04-25 | 2023-11-07 | 株式会社デンソー | 処理システム、処理装置、処理方法、処理プログラム |
| JP2023165119A (ja) * | 2022-05-02 | 2023-11-15 | 富士通株式会社 | 解探索プログラム、解探索方法、および情報処理装置 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004106961A1 (en) * | 2003-06-03 | 2004-12-09 | The Australian National University | Method and apparatus for increasing the coherence time of an atomic spin system |
| CA2724617A1 (en) * | 2008-05-20 | 2009-11-26 | D-Wave Systems, Inc. | Systems, methods, and apparatus for calibrating, controlling, and operating a quantum processor |
| WO2016011440A1 (en) * | 2014-07-18 | 2016-01-21 | President And Fellows Of Harvard College | Quantum processor schedule control |
| CN105960650A (zh) * | 2014-01-06 | 2016-09-21 | 谷歌公司 | 构建和编程用于鲁棒的量子退火过程的量子硬件 |
| WO2017111937A1 (en) * | 2015-12-22 | 2017-06-29 | Google Inc. | Triangular dual embedding for quantum annealing |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1540398B1 (en) * | 2002-05-02 | 2014-03-26 | Tyco Electronics Corporation | A process for preparing a ferrule assembly |
| US7533068B2 (en) | 2004-12-23 | 2009-05-12 | D-Wave Systems, Inc. | Analog processor comprising quantum devices |
| US7619437B2 (en) * | 2004-12-30 | 2009-11-17 | D-Wave Systems, Inc. | Coupling methods and architectures for information processing |
| WO2008006217A1 (en) | 2006-07-14 | 2008-01-17 | D-Wave Systems Inc. | Systems, methods, and apparatus for quasi-adiabatic quantum computation |
| US8229863B2 (en) * | 2008-05-28 | 2012-07-24 | D-Wave Systems Inc. | Method and apparatus for evolving a quantum system using a mixed initial hamiltonian comprising both diagonal and off-diagonal terms |
| US8494993B2 (en) * | 2009-06-26 | 2013-07-23 | D-Wave Systems Inc. | Systems and methods for quantum computation using real physical hardware |
| WO2011162172A1 (ja) | 2010-06-23 | 2011-12-29 | 国立大学法人筑波大学 | 量子コンピュータ |
| US9501747B2 (en) | 2012-12-18 | 2016-11-22 | D-Wave Systems Inc. | Systems and methods that formulate embeddings of problems for solving by a quantum processor |
| US9495644B2 (en) * | 2013-07-24 | 2016-11-15 | D-Wave Systems Inc. | Systems and methods for improving the performance of a quantum processor by reducing errors |
| AU2015230964B2 (en) | 2014-03-21 | 2018-05-24 | Google Llc | Chips including classical and quantum computing processors |
| US11222149B2 (en) * | 2015-10-29 | 2022-01-11 | Google Llc | Artificial thermal bath |
| US10789540B2 (en) * | 2016-04-18 | 2020-09-29 | D-Wave Systems Inc. | Systems and methods for embedding problems into an analog processor |
| EP3449426B1 (en) | 2016-04-25 | 2020-11-25 | Google, Inc. | Quantum assisted optimization |
-
2018
- 2018-12-28 AU AU2018395427A patent/AU2018395427B2/en active Active
- 2018-12-28 WO PCT/US2018/067977 patent/WO2019133889A1/en unknown
- 2018-12-28 CN CN201880084818.2A patent/CN111527503B/zh active Active
- 2018-12-28 CN CN202410635172.XA patent/CN118504699A/zh active Pending
- 2018-12-28 US US16/957,668 patent/US11809961B2/en active Active
- 2018-12-28 CA CA3087247A patent/CA3087247A1/en active Pending
- 2018-12-28 EP EP18840133.5A patent/EP3732634A1/en active Pending
-
2021
- 2021-08-31 AU AU2021225163A patent/AU2021225163B2/en active Active
-
2022
- 2022-12-23 AU AU2022291648A patent/AU2022291648B2/en active Active
-
2023
- 2023-09-08 US US18/463,969 patent/US20240078456A1/en active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004106961A1 (en) * | 2003-06-03 | 2004-12-09 | The Australian National University | Method and apparatus for increasing the coherence time of an atomic spin system |
| CA2724617A1 (en) * | 2008-05-20 | 2009-11-26 | D-Wave Systems, Inc. | Systems, methods, and apparatus for calibrating, controlling, and operating a quantum processor |
| CN105960650A (zh) * | 2014-01-06 | 2016-09-21 | 谷歌公司 | 构建和编程用于鲁棒的量子退火过程的量子硬件 |
| WO2016011440A1 (en) * | 2014-07-18 | 2016-01-21 | President And Fellows Of Harvard College | Quantum processor schedule control |
| WO2017111937A1 (en) * | 2015-12-22 | 2017-06-29 | Google Inc. | Triangular dual embedding for quantum annealing |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Marek M Rams et al..Inhomogeneous quasi-adiabatic driving of quantum critical dynamics in weakly disordered spin chains.《New Journal of Physics》.2016,第18卷(第12期),第1-13页. * |
| Transitionless quantum driving for spin systems;Kazutaka Takahashi;《Physical Review E》;第87卷(第6期);第1-10页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU2021225163A1 (en) | 2021-09-30 |
| AU2021225163B2 (en) | 2022-09-29 |
| US11809961B2 (en) | 2023-11-07 |
| WO2019133889A1 (en) | 2019-07-04 |
| CA3087247A1 (en) | 2019-07-04 |
| AU2022291648A1 (en) | 2023-02-02 |
| US20240078456A1 (en) | 2024-03-07 |
| EP3732634A1 (en) | 2020-11-04 |
| AU2018395427A1 (en) | 2020-07-16 |
| CN111527503A (zh) | 2020-08-11 |
| US20200334564A1 (en) | 2020-10-22 |
| AU2018395427B2 (en) | 2021-07-29 |
| CN118504699A (zh) | 2024-08-16 |
| AU2022291648B2 (en) | 2024-07-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Koch et al. | Quantum optimal control in quantum technologies. Strategic report on current status, visions and goals for research in Europe | |
| JP7362692B2 (ja) | 量子ニューラルネットワーク | |
| Isakov et al. | Understanding quantum tunneling through quantum Monte Carlo simulations | |
| US20240289659A1 (en) | Variational quantum state preparation | |
| KR20200097787A (ko) | 강화된 학습을 통한 양자 계산 | |
| CA2936112A1 (en) | Constructing and programming quantum hardware for robust quantum annealing processes | |
| US11222149B2 (en) | Artificial thermal bath | |
| Sarovar et al. | Continuous quantum error correction by cooling | |
| Paparelle et al. | Digitally stimulated Raman passage by deep reinforcement learning | |
| US12067457B2 (en) | Cascade protocol for iSWAP gate in a two-qubit system | |
| US20240078456A1 (en) | Inhomogeneous quantum annealing schedules | |
| JP7502560B2 (ja) | 機械学習のためのカーネル法を用いた量子コンピューティング | |
| Zhou et al. | Floquet-engineered quantum state transfer in spin chains | |
| Zagoskin | Analogue simulation with the use of artificial quantum coherent structures | |
| Yoshimura et al. | Diabatic-ramping spectroscopy of many-body excited states | |
| US9952830B2 (en) | Discrete computation computer and computation program | |
| Lepage | Fermionic quantum information in surface acoustic waves | |
| CN116484955A (zh) | 一种构建量子逻辑门的方法及装置 | |
| Su et al. | Quantum information processing in collective-rotating decoherence-free subspace | |
| AU2022359907A1 (en) | Network depth-minimizing quantum compiler | |
| Jones | Layered Architectures for Quantum Computers and Quantum Repeaters | |
| Istratuca et al. | Quantum Annealing Dynamics | |
| Gulliksen et al. | Characterization of how errors accumulate in quantum computers | |
| Rigatos et al. | Quantum Control and Manipulation of Systems and Processes at Molecular Scale | |
| Solinas et al. | Noise cancellation effect in quantum systems |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant |