基于纠缠离散-连续表示的改进SWAP检验量子相似性估计算法及其在干涉图像分析中的应用

《Scientific Reports》：Quantum similarity estimation with hybrid discrete-continuous encoding: algorithm and application to atomtronics precision measurements

　　

摘要

我们提出了一种量子相似性估计算法，该算法采用纠缠的离散-连续表示，并运用一种改进的SWAP检验协议，结合条件位移和受控SWAP操作。我们解析地推导了相应相似性度量的精确形式，并给出了其可行的电路实现方案。我们将该结果应用于干涉图像，这些图像由实验上可行的原子电子学装置数值生成。我们考虑了一个环形势阱，其中约束着局部化的玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC），该BEC在其受限时间演化过程中表现出分数级 revival 现象。我们精确识别了源于原子间相互作用的非线性效应，该效应可通过Feshbach共振进行调节，因此，所提出的方法为磁场传感器提供了可能性。此外，我们对所提出的量子电路结合散粒噪声进行了量子模拟，使用公开基准数据集进行分析，并评估了所提算法的资源需求和计算复杂度。