Colóquio da Pós-Graduação

                                      Auditório do IFGW

                                              11/09/2025 - 16:00 - 18:00

Título: Aprendizado e certificação escaláveis de dinâmica e ruído quânticos locais: teoria e demonstração experimental

Professor Daniel Stilck França - Department of Mathematical Sciences, and Quantum for Life Centre, University of Copenhagen

Resumo: Caracterizar as interações e dinâmicas de sistemas quânticos é vital para o avanço das tecnologias quânticas. Apresentarei um protocolo eficiente que aprende a dinâmica hamiltoniana subjacente e o ruído Markoviano de dispositivos multi-qubit estimando derivadas temporais de observáveis de poucos qubits por meio de interpolação polinomial estável. Para dinâmicas de alcance finito, o método relaxa exponencialmente a resolução temporal necessária e reduz o número de amostras por um fator quadrático em comparação com abordagens anteriores, além de se estender a sistemas com interações que decaem de acordo com uma lei de potência. A implementação é experimentalmente leve, exigindo apenas preparação de estados produto e medições de um único qubit, além de um número de amostras que escala logaritmicamente com o número de qubits para estimar todos os parâmetros, combinado com um pós-processamento altamente eficiente dos dados.

"Também relatarei uma colaboração experimental que implementou o protocolo em um dispositivo de aproximadamente 50 qubits e aprendeu acoplamentos de longo alcance. Usando o modelo aprendido, geramos cotas de confiança para valores esperados, ilustrando como tais protocolos de aprendizado podem ser usados para a verificação eficiente dos resultados de simuladores quânticos em larga escala, além do regime em que eles podem ser facilmente simulados classicamente. Finalmente, discutirei uma recente generalização que lida com interações e ruídos dependentes do tempo, possibilitando sua aplicação para verificar procedimentos como a preparação adiabática de estados em simuladores quânticos de larga escala. Em conjunto, esses resultados fornecem uma rota escalável para diagnosticar, certificar e, em última análise, aproveitar dispositivos quânticos para dinâmicas de muitos corpos controladas."
 

Parcialmente baseado em:  Stilck França, D., Markovich, L.A., Dobrovitski, V.V. et al. Efficient and robust estimation of many-qubit Hamiltonians. Nat Commun 15, 311 (2024). https://doi.org/10.1038/s41467-023-44012-5