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Pulse based Variational Quantum Optimal Control for hybrid quantum computing
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AI
DOI：10.22331/q-2023-01-26-908.png)
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摘要
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本研究探讨了基于脉冲的变分量子算法（VQAs），这些算法通过结合经典和量子硬件设计来求解量子力学系统的基态。与更标准的基于门的方法不同，基于脉冲的方法旨在直接优化与量子比特相互作用的激光脉冲，而不是使用某种参数化的基于门的电路。利用最优控制理论中的数学形式，这些激光脉冲得到优化。该方法已被用于量子计算中以优化量子门实现的脉冲，但最近才被提出用于VQAs的完全优化。基于脉冲的方法相比基于门的方法具有多个优势，例如更快的态制备、更简单的实现以及更自由的状态空间遍历。基于这些思想，我们提出了一种新型的基于伴随的变分方法。该方法可以针对中性原子量子计算机进行定制和应用。这种基于脉冲的变分量子最优控制方法能够以化学精度近似简单分子的分子基态，并且在量子评估的总次数方面能够与基于门的变分量子本征求解器竞争。总演化时间 T 和控制哈密顿量 Hc 的形式是收敛至基态能量的重要因素，两者均对量子速度极限和系统的可控性产生影响。
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