• 文献检索
  • 文档翻译
  • 深度研究
  • 学术资讯
  • Suppr Zotero 插件Zotero 插件
  • 邀请有礼
  • 套餐&价格
  • 历史记录
应用&插件
Suppr Zotero 插件Zotero 插件浏览器插件Mac 客户端Windows 客户端微信小程序
定价
高级版会员购买积分包购买API积分包
服务
文献检索文档翻译深度研究API 文档MCP 服务
关于我们
关于 Suppr公司介绍联系我们用户协议隐私条款
关注我们

Suppr 超能文献

核心技术专利:CN118964589B侵权必究
粤ICP备2023148730 号-1Suppr @ 2026

文献检索

告别复杂PubMed语法,用中文像聊天一样搜索,搜遍4000万医学文献。AI智能推荐,让科研检索更轻松。

立即免费搜索

文件翻译

保留排版,准确专业,支持PDF/Word/PPT等文件格式,支持 12+语言互译。

免费翻译文档

深度研究

AI帮你快速写综述,25分钟生成高质量综述,智能提取关键信息,辅助科研写作。

立即免费体验

使用实现乘法哈密顿量的超导磁通量子比特通过量子退火进行因式分解。

Factorization by quantum annealing using superconducting flux qubits implementing a multiplier Hamiltonian.

作者信息

Saida Daisuke, Hidaka Mutsuo, Imafuku Kentaro, Yamanashi Yuki

机构信息

Device Research Institute, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, Central2, 1-1-1 Umezono, Tsukuba, Ibaraki, 305-8568, Japan.

Quantum laboratory, Fujitsu Limited, 1-1, Kamikodanaka 4-chome, Nakahara-ku, Kawasaki, Kanagawa, 211-8588, Japan.

出版信息

Sci Rep. 2022 Aug 11;12(1):13669. doi: 10.1038/s41598-022-17867-9.

DOI:10.1038/s41598-022-17867-9
PMID:35953585
原文链接:https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC9372081/
Abstract

Prime factorization (P = M × N) is a promising application for quantum computing. Shor's algorithm is a key concept for breaking the limit for analyzing P, which cannot be effectively solved by classical computation; however, the algorithm requires error-correctable logical qubits. Here, we describe a quantum annealing method for solving prime factorization. A superconducting quantum circuit with native implementation of the multiplier Hamiltonian provides combinations of M and N as a solution for number P after annealing. This circuit is robust and can be expanded easily to scale up the analysis. We present an experimental and theoretical exploration of the multiplier unit. We demonstrate the 2-bit factorization in a circuit simulation and experimentally at 10 mK. We also explain how the current conditions can be used to obtain high success probability and all candidate factorized elements.

摘要

质因数分解(P = M × N)是量子计算的一个有前景的应用。肖尔算法是突破分析P的极限的关键概念,这是经典计算无法有效解决的问题;然而,该算法需要可纠错的逻辑量子比特。在这里,我们描述一种用于解决质因数分解的量子退火方法。一个原生实现乘法器哈密顿量的超导量子电路在退火后提供M和N的组合作为数字P的解。这个电路很稳健,并且可以很容易地扩展以扩大分析规模。我们展示了对乘法器单元的实验和理论探索。我们在电路模拟中以及在10 mK的实验中演示了2比特分解。我们还解释了如何利用当前条件获得高成功概率和所有候选分解元素。

https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/f6ad/9372081/dc90a57b9698/41598_2022_17867_Fig4_HTML.jpg
https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/f6ad/9372081/1f3167e7c890/41598_2022_17867_Fig1_HTML.jpg
https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/f6ad/9372081/c9aeeb3fbfc9/41598_2022_17867_Fig2_HTML.jpg
https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/f6ad/9372081/b6a0b160710f/41598_2022_17867_Fig3_HTML.jpg
https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/f6ad/9372081/dc90a57b9698/41598_2022_17867_Fig4_HTML.jpg
https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/f6ad/9372081/1f3167e7c890/41598_2022_17867_Fig1_HTML.jpg
https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/f6ad/9372081/c9aeeb3fbfc9/41598_2022_17867_Fig2_HTML.jpg
https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/f6ad/9372081/b6a0b160710f/41598_2022_17867_Fig3_HTML.jpg
https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/f6ad/9372081/dc90a57b9698/41598_2022_17867_Fig4_HTML.jpg

相似文献

1
Factorization by quantum annealing using superconducting flux qubits implementing a multiplier Hamiltonian.使用实现乘法哈密顿量的超导磁通量子比特通过量子退火进行因式分解。
Sci Rep. 2022 Aug 11;12(1):13669. doi: 10.1038/s41598-022-17867-9.
2
Prime factorization using quantum variational imaginary time evolution.使用量子变分虚时演化的素因数分解。
Sci Rep. 2021 Oct 21;11(1):20835. doi: 10.1038/s41598-021-00339-x.
3
Effective prime factorization via quantum annealing by modular locally-structured embedding.通过模块化局部结构嵌入实现量子退火的有效素因数分解
Sci Rep. 2024 Feb 12;14(1):3518. doi: 10.1038/s41598-024-53708-7.
4
Superconducting quantum circuit of NOR in quantum annealing.量子退火中或非门的超导量子电路。
Sci Rep. 2022 Sep 23;12(1):15894. doi: 10.1038/s41598-022-20172-0.
5
Resource analysis and modifications of quantum computing with noisy qubits for elliptic curve discrete logarithms.用于椭圆曲线离散对数的含噪声量子比特量子计算的资源分析与改进
Sci Rep. 2024 Feb 16;14(1):3927. doi: 10.1038/s41598-024-54434-w.
6
Prime factorization algorithm based on parameter optimization of Ising model.基于伊辛模型参数优化的素因数分解算法。
Sci Rep. 2020 Apr 28;10(1):7106. doi: 10.1038/s41598-020-62802-5.
7
Demonstration of a compiled version of Shor's quantum factoring algorithm using photonic qubits.使用光子量子比特展示Shor量子因式分解算法的编译版本。
Phys Rev Lett. 2007 Dec 21;99(25):250504. doi: 10.1103/PhysRevLett.99.250504. Epub 2007 Dec 19.
8
Experimental Simulation of Larger Quantum Circuits with Fewer Superconducting Qubits.用较少超导量子比特进行更大规模量子电路的实验模拟。
Phys Rev Lett. 2023 Mar 17;130(11):110601. doi: 10.1103/PhysRevLett.130.110601.
9
A formally certified end-to-end implementation of Shor's factorization algorithm.肖尔因式分解算法的正式认证的端到端实现。
Proc Natl Acad Sci U S A. 2023 May 23;120(21):e2218775120. doi: 10.1073/pnas.2218775120. Epub 2023 May 15.
10
Quantum adiabatic algorithm for factorization and its experimental implementation.用于因式分解的量子绝热算法及其实验实现。
Phys Rev Lett. 2008 Nov 28;101(22):220405. doi: 10.1103/PhysRevLett.101.220405. Epub 2008 Nov 26.

引用本文的文献

1
Scalable interconnection using a superconducting flux qubit.使用超导磁通量子比特的可扩展互连。
Sci Rep. 2024 Jul 16;14(1):16447. doi: 10.1038/s41598-024-65086-1.
2
A quantum-inspired probabilistic prime factorization based on virtually connected Boltzmann machine and probabilistic annealing.一种基于虚拟连接玻尔兹曼机和概率退火的量子启发式概率素因数分解。
Sci Rep. 2023 Sep 27;13(1):16186. doi: 10.1038/s41598-023-43054-5.
3
Superconducting quantum circuit of NOR in quantum annealing.量子退火中或非门的超导量子电路。

本文引用的文献

1
Scaling advantage over path-integral Monte Carlo in quantum simulation of geometrically frustrated magnets.在几何阻挫磁体的量子模拟中相对于路径积分蒙特卡罗方法的标度优势。
Nat Commun. 2021 Feb 18;12(1):1113. doi: 10.1038/s41467-021-20901-5.
2
Quantum supremacy using a programmable superconducting processor.用量子计算优越性使用可编程超导处理器。
Nature. 2019 Oct;574(7779):505-510. doi: 10.1038/s41586-019-1666-5. Epub 2019 Oct 23.
3
Prime factorization using quantum annealing and computational algebraic geometry.使用量子退火和计算代数几何进行质因数分解。
Sci Rep. 2022 Sep 23;12(1):15894. doi: 10.1038/s41598-022-20172-0.
Sci Rep. 2017 Feb 21;7:43048. doi: 10.1038/srep43048.
4
Detecting bit-flip errors in a logical qubit using stabilizer measurements.使用稳定器测量来检测逻辑量子比特中的比特翻转错误。
Nat Commun. 2015 Apr 29;6:6983. doi: 10.1038/ncomms7983.
5
State preservation by repetitive error detection in a superconducting quantum circuit.通过超导量子电路中的重复错误检测实现状态保持。
Nature. 2015 Mar 5;519(7541):66-9. doi: 10.1038/nature14270.
6
Finding low-energy conformations of lattice protein models by quantum annealing.通过量子退火找到晶格蛋白质模型的低能构象。
Sci Rep. 2012;2:571. doi: 10.1038/srep00571. Epub 2012 Aug 13.
7
Realization of three-qubit quantum error correction with superconducting circuits.超导电路实现三量子比特量子纠错。
Nature. 2012 Feb 1;482(7385):382-5. doi: 10.1038/nature10786.
8
Experimental repetitive quantum error correction.实验性重复量子错误校正。
Science. 2011 May 27;332(6033):1059-61. doi: 10.1126/science.1203329.
9
Quantum annealing with manufactured spins.量子退火与人工自旋。
Nature. 2011 May 12;473(7346):194-8. doi: 10.1038/nature10012.
10
Shor's quantum factoring algorithm on a photonic chip.基于光子芯片的肖氏量子因式分解算法。
Science. 2009 Sep 4;325(5945):1221. doi: 10.1126/science.1173731.