Praktische Einschränkungen der quantenmechanischen Datenübertragung auf verrauschten Quantenprozessoren

Der variational quantum imaginary time-evolution Algorithmus ist effizient bei der Bestimmung des Grundzustands eines Quantenhamiltonians. Dieser Algorithmus beinhaltet das Lösen eines Systems linearer Gleichungen auf einem klassischen Computer, und die Lösung wird dann verwendet, um eine Quantenwellenfunktion zu propagieren. Hier zeigen wir, dass aufgrund der verrauschten Natur aktueller Quantenprozessoren ein solcher Quantenalgorithmus oder die Familie von Quantenalgorithmen Gates mit ein oder zwei Qubits mit einer sehr niedrigen Fehlerwahrscheinlichkeit benötigt, um zuverlässige Ergebnisse zu erzielen. Das Versäumnis, eine solche Bedingung zu erfüllen, führt zu fehlerhafter quantenmechanischer Datenübertragung, selbst für einen relativ kleinen Quantenkreis-Ansatz. Im Speziellen geben wir die oberen Grenzen an, wie der relative Fehler in der Propagation der variationalen Parameter mit der Wahrscheinlichkeit von Rauschen in der Quantenhardware skaliert. Wir präsentieren auch einen exakten Ausdruck dafür, wie der relative Fehler bei der Propagation variationaler Parameter mit der Wahrscheinlichkeit von teilweise depolarisierendem Rauschen skaliert.