- 必威体育下载

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

摘要

经典计算机的运算能力依赖于芯片单位面积上晶体管的数量, 其发展符合摩尔定律. 未来随着晶体管的间距接近工艺制造的物理极限, 经典计算机的运算能力将面临发展瓶颈. 另一方面, 机器学习的发展对计算机的运算能力的需求却快速增长, 计算机的运算能力和需求之间的矛盾日益突出. 量子计算作为一种新的计算模式, 比起经典计算, 在一些特定算法上有着指数加速的能力, 有望给机器学习提供足够的计算能力. 用量子计算来处理机器学习任务时, 首要的一个基本问题就是如何将经典数据有效地在量子体系中表示出来. 这个问题称为态制备问题. 本文回顾态制备的相关工作, 介绍目前提出的多种态制备方案, 描述这些方案的实现过程, 总结并分析了这些方案的复杂度. 最后对态制备这个方向的研究工作做了一些展望.

关键词:

Abstract

The development of traditional classic computers relies on the transistor structure of microchips, which develops in accordance with Moore's Law. In the future, as the distance between transistors approaches to the physical limit of manufacturing process, the development of computation capability of classical computers will encounter a bottleneck. On the other hand, with the development of machine learning, the demand for computation capability of computer is growing rapidly, and the contradiction between computation capability and demand for computers is becoming increasingly prominent. As a new computing model, quantum computing is significantly faster than classical computing for some specific problems, so, sufficient computation capability for machine learning is expected. When using quantum computing to deal with machine learning tasks, the first basic problem is how to represent the classical data effectively in the quantum system. This problem is called the state preparation problem. In this paper, the relevant researches of state preparation are reviewed, various state preparation schemes proposed at present are introduced, the processes of realizing these schemes are described, and the complexities of these schemes are summarized and analyzed. Finally, some prospects of the research work in the direction of state preparation are also presented.

Keywords:

作者及机构信息

1.
2.
3.

通信作者:吴玉椿,wuyuchun@ustc.edu.cn

基金项目:国家重点研究发展计划(批准号: 2016YFA0301700)、国家自然科学基金(批准号: 11625419)、安徽省量子信息技术倡议(批准号: AHY080000)和中国科学院战略重点研究计划(批准号: XDB24030600)资助的课题

Authors and contacts

1.
2.
3.

Corresponding author:Wu Yu-Chun,wuyuchun@ustc.edu.cn

Funds:Project supported by the National Key Research and Development Program of China (Grant No. 2016YFA0301700), the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 11625419), the Anhui Initiative in Quantum Information Technologies, China (Grant No. AHY080000), and the Strategic Priority Research Program of the Chinese Academy of Sciences (Grant No. XDB24030600)

文章全文: translate this paragraph

参考文献

[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
[6]
[7]
[8]
[9]
[10]
[11]
[12]
[13]
[14]
[15]
[16]
[17]
[18]
[19]
[20]
[21]
[22]
[23]
[24]
[25]
[26]
[27]
[28]
[29]
[30]
[31]
[32]
[33]
[34]
[35]

施引文献

下载: 全尺寸图片幻灯片

编码方式		数据类型	比特数	执行时间
基底编码		二值数据	$\mathcal O(N)$	$\mathcal O(N)$
显式振幅编码	计算基$\|i\rangle$上编码	连续变量	$\mathcal O(\log N)$	$\mathcal O(N)$
显式振幅编码	$\|2^i\rangle$上编码	连续变量	$\mathcal O(N)$	$\mathcal O(\log N)$
含黑箱振幅编码	Grover和Kaye	连续变量	$\mathcal O(\log N)$	—
	Soklakov和Schack	连续变量	$\mathcal O(\log N)$	$\mathcal O({\rm{Poly}}(\log N))^*$
	QRAM	连续变量	$\mathcal O(N)$	$\mathcal O(\log N)$
量子抽样编码		分布函数	$\mathcal O(\log N)$	$\mathcal O(\log N)$
哈密顿量编码		连续变量	$\mathcal O(N)/\mathcal O(\log N)$	$\mathcal O({\rm{Poly}}(\log N))^*$
注: *同时受保真度和成功率的影响.

下载: 导出CSV

[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
[6]
[7]
[8]
[9]
[10]
[11]
[12]
[13]
[14]
[15]
[16]
[17]
[18]
[19]
[20]
[21]
[22]
[23]
[24]
[25]
[26]
[27]
[28]
[29]
[30]
[31]
[32]
[33]
[34]
[35]

[1]	杨建宇, 席昆, 竺立哲.生物大分子过渡态搜索算法及其中的机器学习. 必威体育下载 , 2023, 72(24): 248701.doi:10.7498/aps.72.20231319
[2]	陈以鹏, 刘靖阳, 朱佳莉, 方伟, 王琴.机器学习在量子通信资源优化配置中的应用. 必威体育下载 , 2022, 71(22): 220301.doi:10.7498/aps.71.20220871
[3]	林键, 叶梦, 朱家纬, 李晓鹏.机器学习辅助绝热量子算法设计. 必威体育下载 , 2021, 70(14): 140306.doi:10.7498/aps.70.20210831
[4]	孙太平, 吴玉椿, 郭国平.量子生成模型. 必威体育下载 , 2021, 70(14): 140304.doi:10.7498/aps.70.20210930
[5]	田宇, 林子栋, 王翔宇, 车良宇, 鲁大为.基于自旋体系的量子机器学习实验进展. 必威体育下载 , 2021, 70(14): 140305.doi:10.7498/aps.70.20210684
[6]	郑盟锟, 尤力.能够突破标准量子极限的原子双数态的制备研究. 必威体育下载 , 2018, 67(16): 160303.doi:10.7498/aps.67.20181029
[7]	解万财, 黄素娟, 邵蔚, 朱福全, 陈木生.基于混合光模式阵列的自由空间编码通信. 必威体育下载 , 2017, 66(14): 144102.doi:10.7498/aps.66.144102
[8]	陈巍, 高军, 张广, 曹祥玉, 杨欢欢, 郑月军.一种编码式宽带多功能反射屏. 必威体育下载 , 2017, 66(6): 064203.doi:10.7498/aps.66.064203
[9]	孙伟, 尹华磊, 孙祥祥, 陈腾云.基于相干叠加态的非正交编码诱骗态量子密钥分发. 必威体育下载 , 2016, 65(8): 080301.doi:10.7498/aps.65.080301
[10]	杨欢欢, 杨帆, 许慎恒, 李懋坤, 曹祥玉, 高军.Ku波段编码式电控超薄周期单元设计与验证. 必威体育下载 , 2016, 65(5): 054102.doi:10.7498/aps.65.054102
[11]	周媛媛, 周学军.基于弱相干态光源的非正交编码被动诱骗态量子密钥分配. 必威体育下载 , 2011, 60(10): 100301.doi:10.7498/aps.60.100301
[12]	甘甜, 冯少彤, 聂守平, 朱竹青.基于分块DCT变换编码的小波域多幅图像融合算法. 必威体育下载 , 2011, 60(11): 114205.doi:10.7498/aps.60.114205
[13]	胡华鹏, 王金东, 黄宇娴, 刘颂豪, 路巍.基于条件参量下转换光子对的非正交编码诱惑态量子密钥分发. 必威体育下载 , 2010, 59(1): 287-292.doi:10.7498/aps.59.287
[14]	张淼, 贾焕玉, 姬晓辉, 司坤, 韦联福.制备囚禁冷离子的振动压缩量子态. 必威体育下载 , 2008, 57(12): 7650-7657.doi:10.7498/aps.57.7650
[15]	张静, 王发强, 赵峰, 路轶群, 刘颂豪.时间和相位混合编码的量子密钥分发方案. 必威体育下载 , 2008, 57(8): 4941-4946.doi:10.7498/aps.57.4941
[16]	林青群, 王发强, 米景隆, 梁瑞生, 刘颂豪.基于随机相位编码的确定性量子密钥分配. 必威体育下载 , 2007, 56(10): 5796-5801.doi:10.7498/aps.56.5796
[17]	李明明, 王发强, 路轶群, 赵峰, 陈霞, 梁瑞生, 刘颂豪.高稳定的差分相位编码量子密钥分发系统. 必威体育下载 , 2006, 55(9): 4642-4646.doi:10.7498/aps.55.4642
[18]	颜森林.量子阱激光器混沌相位控制同步以及编码研究. 必威体育下载 , 2005, 54(3): 1098-1104.doi:10.7498/aps.54.1098
[19]	唐志列, 李铭, 魏正军, 卢非, 廖常俊, 刘颂豪.相位-偏振编码的量子保密通信系统的研究. 必威体育下载 , 2005, 54(6): 2534-2539.doi:10.7498/aps.54.2534
[20]	方细明, 朱熙文, 冯芒, 高克林, 施磊.核磁共振量子计算中的赝纯态制备. 必威体育下载 , 1999, 48(8): 1405-1411.doi:10.7498/aps.48.1405

计量

文章访问数:9283
PDF下载量:587
被引次数:0

搜索

留言板