Alexandria Quantum Computing Group (AleQCG) has been at the forefront
of quantum computing research in Egypt since 2016. Situated in the
Department of Mathematics and Computer Science at the Faculty of
Science, Alexandria University, Egypt, AleQCG focuses on various aspects
of quantum computing:
1. Quantum Algorithms: AleQCG designs novel quantum algorithms to
address complex...
Гибридные квантово-классические вычисления с применением суперкомпьютеров со сверх-
проводниковыми квантовыми сопроцессорами приближаются к границе практически полезных. Основными барьерами на этом пути являются проблемы повышения точности квантовых логических операций, масштабирования квантовых сопроцессоров и эффективных квантовых алгоритмов. В работе представлены результаты разработки...
The Allan variance [1] is now widely used in the analysis of noisy time series data in metrology, astrophysics, radiophysics, biomedicine, gyroscopy and navigation, et al. From a computational point of view, it is critical to calculate the Allan variation for real-time signals as well as for high dimensional signals (e.g., noisy images). Previously, a relationship was established between the...
В настоящее время физическое ускорение обработки информации есть важнейшее направление исследований в квантовой физике, математике, а также информационных науках, направленное на решение проблемы больших данных. Универсальные квантовые компьютеры представляют собой один, но не единственный путь решения этой проблемы. Тенденции развития современных квантовых ,а также фотонных технологий...
Recent progress in a development of quantum computing platforms operating with qudits ($d$-dimensional quantum particles with $d > 2$) rises important questions of how such platforms can be used in the most efficient way for implementing known quantum algorithms. We are going to discuss possible approaches for implementing quBit-based circuits with quDit-based hardware. These approaches...
Single-qubit quantum gates in neutral-atom quantum computers are implemented via Rabi oscillations. An atom is excited by radio-frequency pulses or Raman-laser beams. From one execution of a quantum circuit to another, the Rabi frequency may fluctuate leading to degraded accuracy of single-qubit gates. One of fluctuation reasons is the thermal motion of an atom inside a dipole trap and the...
Quantum fingerprinting is a family of quantum functions that began to be used in quantum algorithms in the early 2000s. They map classical objects to quantum states in such a way that different arguments can be effectively distinguished. To further highlight the additional cryptographic characteristics of quantum fingerprinting, our group uses the name “quantum hashing.”
The talk presents...
Как известно, конечная стадия распространения амплитуды вероятности в регистре сверхпроводниковых кубитов заканчивается процессом измерения состояний кубитов, которые связаны с резонаторами [1,2]. При этом взаимодействие кубита с измерительной модой резонатора (фотонами) может быть описано в рамках модели Раби [3]. Если константа связи кубита с полем мала по сравнению с частотами кубита и...
Современные квантовые вычислители представляют из себя NISQ-устройства (Noisy Intermediate-Scale Quantum devices), и поэтому на них могут быть реализованы лишь алгоритмы, устойчивые к вычислительным ошибкам, а, следовательно, и физическим шумам, наиболее интересными из которых с практической точки зрения являются алгоритмы оптимизации. Несмотря на то, что в долгосрочной перспективе более...
Знание электронной структуры необходимо для понимания свойств атомов, химических соединений и материалов. Учет электронных корреляций остается довольно сложной задачей, несмотря на значительный прогресс в развитии вычислительных методов и аппаратного обеспечения. Фундаментальное ограничение, которое препятствует точному описанию многоэлектронных систем на классических компьютерах, связано с...
Квантовые протоколы с состояниями с непрерывной переменной (НП) – основа дальнейшего развития оптической платформы квантовых технологий. Мы представляем обзор новых направлений развития НП оптических квантовых технологий на базе одно-модового сжатого вакуумного (ОМСВ) состояния, которое уже достаточно рутинно реализуется в различных лабораториях по всему миру. В основу реализации различных...
In [1] we have proposed a cryptographic quantum hash function and later in [2] provided its generalized version for arbitrary finite abelian groups based on the notion of $ε$-biased sets. However, the physical implementation of such functions nowadays poses a great challenge for the engineers since the proposed constructions of quantum hashing require completely entangled quantum states, which...
There are many processes inside living cells that are necessary for their functioning, during which different types of excitations are transmitted over long distances. Often, the transfer of excitation occurs at the submolecular level. For example, the energy required to carry out various physiological processes of the cell is generated by the hydrolysis of ATP to ADP. It is believed that the...
Работа посвящена представлению программно-алгоритмической платформы интеллектуального управления (на примере квантовых самоорганизующихся регуляторов в контуре управления) для различных технических систем.
Основной идеей применения интеллектуального управления является разработка унифицированного инструментария для проектирования встраиваемых самоорганизующихся интеллектуальных контроллеров...
Стандартные квантовые вычисления основываются на последовательности унитарных квантовых логических переключателей обеспечивающих прохождение кубитов. Однонаправленный квантовый компьютер ( one - way quantum computer или Measurement Based Quantum Computer, MBQC) предложенный Рауссендорфом ( Raussendorf ) и Брейгелем ( Briegel) представляет совершенно новую идею того, как квантовые вычисления...
Quantum Information scrambling is a measure of quantum chaos and attracted the huge attention of the quantum information community now a days. To perform this measure,the out-of-time order correlator (OTOC) operators are used.On the other hand, Wooter’s bipartite concurrence is a measure of bipartite entanglement, in this work we establish the mathematical connection between quantum...
A simulation of the operation of the quantum approximation optimization algorithm (QAOA) on the Cirq quantum computing simulator installed on the HybriLIT quantum polygon platform has been carried out. The problem of finding the state with the lowest energy in the Ising model with a longitudinal magnetic field for two- and three-dimensional lattices of various sizes was solved. Optimization of...
В докладе будет представлен обзор гетерогенной платформы HybriLIT, включающей суперкомпьютер «Говорун», учебно-тестовый полигон «HybriLIT», экосистему ML/DL/HPC и полигон для квантовых вычислений. Поддержка квантовых вычислений доступна в двух режимах работы: через планировщик задач SLURM (в режиме очередей) и в интерактивном режиме (через веб-браузер).
В режиме очередей квантовые...
We propose a new method for computing operator exponentials for Hamiltonians that can be spanned by a set of n-qubit Pauli operators closed with respect to the composition. The method is based on the use of the Cauchy integral formula, in which the resolvent is represented in the form of a linear combination of the same Pauli operators, as the Hamiltonian under consideration, with unknown...
V.I. Yukalov and E.P. Yukalova
Joint Institute for Nuclear Research
A measure of entanglement production by quantum operations is introduced. The suggested measure is general, being valid for operations over pure states as well as over mixed states, for equilibrium as well as for nonequilibrium processes. The measure of entanglement production satisfies all properties typical of such a...
Созданные к настоящему времени цифровые квантовые компьютеры относят к классу NISQ (Noisy Intermediate-Scale Quantum) устройств. Ограниченные по числу кубитов, времени когерентности и точности выполняемых логических операций эти устройства, тем не менее, находят применение для численного анализа растущего круга модельных вычислительных задач физики и квантовой химии. В этот круг входят модели...
The repetition of Grover-diffusion operator the order of √N times is the essence of the Grover quantum selection algorithm. We explore what other operators could be devised in its place and show that they either diverge or vanish in the Grover iteration, thus making the known Grover-diffusion the only possible operator. We present a C++ SU(2) model of the Grover-diffusion operator implemented...
Tsang and Caves suggested the idea of a quantum-mechanics-free subsystem in 2012. We contend that Sudarshan's viewpoint on Koopman-von Neumann mechanics is realized in the quantum-mechanics-free subsystem. Since quantum-mechanics-free subsystems are being experimentally realized, Koopman-von Neumann mechanics is essentially transformed into an engineering science.
Usually the Markovian dynamics of an open quantum system arises in the Bogolubov-van Hove limit, which assumes the small coupling between the open system and its environment and appropriately long time-scale. For some specific physical models, namely, generalized spin-boson models in the rotating wave approximation, we show that under some natural conditions on so-called reservoir correlation...
Quantum circuits consisting of Clifford and matchgates are two classes of circuits that are known to be efficiently simulatable on a classical computer. We introduce a unified framework that shows in a transparent way the special structure that allows these circuits can be efficiently simulatable. The approach relies on analyzing the operator spread within a network of basis operators during...
In the talk we discuss on the equilibrium points (critical points) of the electrostatic (Coulomb) potential of three mutually repelling point charges placed at fixed points. This topics are closely related to the Maxwell conjecture for three point charges and linear electrostatic ion traps.
We show that the incenter of an isosceles triangle is a stable equilibrium point of the...
В докладе будет рассказано о возможности применения квантовых алгоритмов, основанных на алгоритме Гровера для поиска асимптотик экстремальных путей в градуированных графах типа графов Юнга и Шура.
The issue of evidence of a quantum system to be an elementary or a composite one is discussed within the Stratonovich-Weyl correspondence for finite dimensional systems.
The numerical experiments with a 4-level quantum system are performed in order to understand how its virtual 2-level subsystems manifest themselves in the properties of the Wigner quasiprobability distributions of...
