WikiEdge:ArXiv-2404.14639/background

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這篇文獻的背景主要集中在以下幾個方面：

1. 量子計算優勢的實現：
   • 量子計算的主要目標之一是在現實物理設置中實現量子計算優勢，即量子計算機在某些任務上超越經典計算機的能力。
   • 開放系統熱化是一種物理設置，其中一個量子多體系統通過哈密頓量H與有限溫度β的熱庫耦合，並收斂到吉布斯態ρβ ∝ e−βH。然而，之前沒有複雜性理論的證據表明在這個模型中可以實現量子計算優勢。
2. 吉布斯採樣的複雜性：
   • 吉布斯採樣是量子計算機的一個候選應用，也是量子算法的一個重要組成部分。但是，吉布斯態的準備和採樣在高溫下可能是經典上可行的，而在低溫下可能對量子計算機來說也是困難的。
   • 通過將一些經典上難以計算的量子計算嵌入到局部哈密頓量中，可以克服這些問題，並且希望這種嵌入的性質確保量子計算機仍然可以有效地產生吉布斯態，同時這些吉布斯態在經典上是難以採樣的。
3. 量子算法與量子電路的容錯性：
   • 量子算法的容錯性是實現量子計算優勢的關鍵。本文提出了一種針對輸入噪聲的容錯方案，通過非自適應狀態蒸餾技術，可以在保持電路深度較小的同時，對量子電路進行容錯處理。
   • 這種容錯技術對於在現實物理平台上實現量子優勢至關重要，因為這些平台可能會受到各種噪聲和不完美的影響。

綜上所述，這篇文獻的背景強調了在量子計算領域中實現量子優勢的挑戰，特別是在現實物理設置和噪聲影響下的吉布斯採樣問題，以及量子算法和量子電路的容錯性的重要性。