Um algoritmo permite que os estados de determinados sistemas quânticos sejam determinados a partir de dados mais rapidamente do que o anteriormente possível.
Aprender o estado de um sistema quântico a partir de medições das propriedades desse sistema é uma tarefa basic na computação quântica e na simulação quântica. Um sistema -chave que é de relevância prática para a ciência dos materiais e a química quântica é um grupo de férmions em interação, como elétrons. É extremamente difícil descobrir o estado desse sistema a partir de dados, mas um algoritmo de aprendizado eficiente agora foi elaborado por Antonio Mele na Universidade Livre de Berlim e Yaroslav Herasymenko no Instituto Nacional de Pesquisa Holandês de Matemática e Ciência da Computação (CWI ) (1).
Um estado desconhecido de férmions em interação pode ser preparado aplicando dois tipos de operações quânticas: aquelas que envolvem interações fermion -fermion e aquelas que não o fazem. A complexidade do estado é uma propriedade que é determinada pelo número de operações de interação que foram usadas. Ao assumir uma conjectura padrão da criptografia, Mele e Herasymenko provaram que seu algoritmo alcança a maior eficiência de aprendizado possível para uma determinada complexidade do Estado. Eles descobriram que o algoritmo é experimentalmente viável se o estado for preparado usando qualquer número de operações não interativas e até um certo número de interagentes.
Os pesquisadores também desenvolveram uma estratégia para testar se um estado desconhecido estiver ou próximo ao conjunto de estados para os quais o algoritmo é viável. Eles dizem que o algoritmo possui aplicações na análise e referência de dispositivos quânticos e que seu trabalho oferece informações valiosas sobre a natureza dos sistemas de interação e fermão.
–Ryan Wilkinson
Ryan Wilkinson é um editor correspondente para Revista de Física com sede em Durham, Reino Unido.
Referências
AA Mele e Y. Herasymenko, “Aprendizagem eficiente de estados quânticos preparados com poucos portões fermiônicos não gaussianos”. Prx Quantum6010319 (2025).
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