Distributed quantum information processing with minimal local resources
我们提出了一个协议的增长图状态，单向量子计算的资源，当可用的纠缠机制是非常不完善的。蒸馏协议在使用辅助量子比特方面是节俭的，当噪声由一个泡利误差主导时仅需要单个辅助量子比特，并且对于一般噪声模型需要两个辅助量子比特。该方案通过从不对纯化轮次的测量结果进行后选择来使用这种稀缺的本地资源。我们发现，这样的策略会导致保真度遵循有偏见的随机游走，并且目标保真度可能比可比的后选择协议更快地达到。不完美的本地操作如何限制可达到的保真度的分析。例如，20%的单个泡利错误率可以被提炼为局部操作中的缺陷的$\sim 10$倍。
2007-10-09 quant-ph
Minimal physical resources for the realisation of measurement-based quantum computation
在基于测量的量子计算（MBQC）中，一种特殊的高度纠缠态（称为资源态）允许由单量子比特测量和测量后校正驱动的通用量子计算。这个模型的物理实现已经在各种物理系统中实现了低数量的量子比特。构建资源状态所需的大量量子位构成了MBQC的主要缺点之一。然而，在某些情况下，可以在运行中扩展资源状态，这意味着不是每个量子位都必须同时在设备中实现。我们考虑的问题的最小数量的物理量子位，必须存在于一个系统中，以直接实现一个给定的测量模式。对于具有n个输入、n个输出和m个总量子比特的具有流的测量模式，我们证明了仅需要min（n + 1，m）个量子比特，而对于仅具有gflow的测量模式，所需的量子比特数可以高达m-2。我们讨论了删除Clifford部分的测量模式的影响，使用完善的变换规则泡利测量，流与gflow的存在，因此直接实现测量模式所需的最小数量的物理量子位的影响。
2017-05-02 quant-ph
Optical synthesis of large-amplitude squeezed coherent-state superpositions with minimal resources
我们提出并实验实现了一种新的通用协议，允许量子态工程预示的光学相干态叠加。该方案依赖于双模压缩态、线性混频和$n$光子探测。它最好使用昂贵的非高斯资源来构建目标状态的关键非高斯部分。在基于高效率超导纳米线单光子探测器的双光子探测的实验情况下，自由传播状态表现出67%的保真度，具有尺寸为$|α|^2$ =3的压缩均匀相干态叠加。所演示的过程和实现的速率将有助于在后续协议中使用这种叠加，包括基本测试和光学混合量子信息实现。
2015-07-13 quant-ph
Minimal resource to design spin-based quantum transistors
设计经典计算机的量子模拟器件是量子信息处理器的核心。从这个意义上说，对于量子器件，量子晶体管被认为与经典器件的经典晶体管一样必要。在本文中，我们设计了最小的自旋量子晶体管。事实上，以前的方案都是利用量子态来模拟量子晶体管门的性能（打开和关闭），而在本文中，我们证明了在一个三自旋量子系统中，这种任务可以通过一个可控的外部磁场来实现。因此，我们可以减少设计量子晶体管所需的物理自旋数量，因为我们的晶体管中的栅极由单自旋系统组成，而不是双自旋系统。为了分析我们的量子晶体管的性能，我们考虑了它对两种退散环境的鲁棒性。
2018-04-19 quant-ph
Quantifying necessary quantum resources for nonlocality
非局域性是量子信息协议的重要资源之一。在贝尔实验中观察到的非定域关联是适当选择测量和量子态的结果。我们量化最低纯度，以实现任何贝尔运营商的一定贝尔值。由于纯度是量子态最基本的资源，这也使我们能够量化必要的相干性，不和谐，和纠缠为一个给定的违反两个量子比特的相关不等式。我们的研究结果表明，对于一个固定的贝尔违反测量资源的增加并不总是导致减少的最小状态资源的CHSH不等式的新的光。
2021-02-17 quant-ph
Driven two-level systems as a minimal resource for remote entanglement stabilization
Technical University of Munich（慕尼黑工业大学）；Walther-Meißner-Institut, Bayerische Akademie der Wissenschaften（瓦尔特·迈斯纳研究所，巴伐利亚科学院）；Munich Center for Quantum Science and Technology (MCQST)（慕尼黑量子科学与技术中心）；Institute of Fundamental Physics IFF-CSIC（基础物理研究所）
研究通过驱动双量子比特实现远程纠缠稳定化，分析了单个双能级系统作为最小资源的可行性，提出有效双模压缩模型解释不同条件下可实现的纠缠量。
2026-05-15 quant-ph
Minimal proofs of state-independent contextuality
最近的研究表明，状态无关的上下文（SIC）是一个基本的资源与一种类型的非局部性，不能改善非信令资源。因此，确定证明SIC所需的最简单的量子可观测量集是至关重要的。我们表明，d+10秩-1投影机是足够的，以证明SIC的任何物理系统在D>2的尺寸。这个结果优于最好的Kochen-Specker证明和Yu和Oh在arXiv：1112.5513v1中提出的结果。
2012-01-04 quant-ph
A resource theory of quantum memories and their faithful verification with minimal assumptions
我们提供了一套完整的博弈论条件，相当于存在一个转换从一个量子信道到另一个，通过经典相关的前/后处理地图。这样的条件自然会引发测试，以证明量子存储器能够存储量子信息，而不是可以通过测量和状态准备（对应于纠缠破坏通道）来模拟的存储器。这些结果被公式化为真正的量子存储器的资源理论（时间相关），反映了量子态的纠缠资源理论（空间相关）。由于条件集是完整的，相应的测试是忠实的，在这个意义上，任何非纠缠破坏通道可以被证明。此外，它们只需要可信输入的假设，这是量子信道验证所不可避免的。因此，我们提出的测试本质上不同于通常的过程层析成像，对于过程层析成像，通道的输入和输出的探头必须是可信的。一个明确的建设提供和实验证明是可实现的，即使在存在任意强的损失的内存或检测器。
2018-02-28 quant-ph
Quantum Computation with Coherent States, Linear Interactions and Superposed Resources
我们证明了以相干态为逻辑量子比特的量子计算电路可以用非常简单的线性网络、条件测量和相干叠加资源态来构造。
2001-10-21 quant-ph
Quantum Simulation of Z2 Lattice Gauge theory with minimal resources
针对NISQ时代(2+1)维费米子Z2规范场论量子模拟需求，提出量子比特数最少的新模拟方案，设计低2量子比特门的一阶Trotter步电路，同时探索可进一步降低电路深度的变分方法。
2023-03-27 quant-ph
Protocol for Efficient Generation of Fusion-Based Quantum Computing Resource States from Quantum Emitters
Duke University（杜克大学）；Virginia Tech（弗吉尼亚理工大学）
本文提出利用融合量子计算资源态的对称性，通过优化算法减少所需量子发射器和CNOT门数量，实现高效生成24光子资源态。
2026-05-10 quant-ph
Error-Tolerant Geometric Quantum Control for Logical Qubits with Minimal Resource
几何量子计算由于其固有的容错性，提供了一个实用的策略，以强大的量子计算。然而，严格的几何条件导致复杂的和/或错误干扰的量子控制，特别是对于涉及更多物理量子比特的逻辑量子比特，其容错性在原则上是有效的，尽管它们的实验证明仍然是苛刻的。因此，如何最大限度地简化所需的控制，并充分发挥其优势，已成为几何量子计算广泛应用的关键。本文提出了一种新的快速、鲁棒的几何方案，该方案采用无消相干子空间编码，并给出了其在超导量子线路上的物理实现，其中我们仅利用实验证明的参数可调耦合来实现对逻辑量子比特的高保真几何控制。数值模拟结果表明，该方法可以有效地结合几何相位和逻辑量子比特编码的容错能力，在门保真度和鲁棒性方面均优于传统的无编码动态门。因此，我们的方案可以整合逻辑量子比特控制的两种误差抑制方法，这为未来的大规模量子计算提供了启示。
2021-12-16 quant-ph
Resource-compact time-optimal quantum computation
本文提出资源紧凑型量子电路，将无需概率性 S 门校正的容错 T 门资源需求降低超过 60%，并给出最小化资源利用的时间最优量子计算电路及高效编译基础。
2024-04-30 quant-ph
Computational Power and Correlation in Quantum Computational Tensor Network
本文研究了量子计算张量网络的计算能力与资源态相关性之间的关系。我们发现，如果资源状态的大小是有限的，并不是所有的资源状态允许正确的投影测量的相关空间，这是有关的非零两点相关的资源状态。另一方面，对于无限大小的资源状态，如果资源状态可以模拟任意的单量子比特旋转，我们总是可以实现正确的投影测量，因为这样的资源状态表现出指数衰减的两点相关性。这意味着一个多体状态的两点关联不能被指数衰减函数上界，不能模拟任意的单量子比特旋转。
2012-04-04 quant-ph
Entanglement of minimal dimension and a class of local state discrimination problems
VIT-AP University（维特-AP大学）；University of Edinburgh（爱丁堡大学）
本文构造了无法通过LOCC完美鉴别的小规模双派正交纯态集，证明最小维度纠缠态可提升鉴别能力，且此类态集在任意两量子比特希尔伯特空间中均存在。
2026-03-30 quant-ph
Contextuality as a resource for models of quantum computation on qubits
量子计算的一个核心问题是确定负责量子加速的资源。量子上下文最近被证明是一个资源的量子计算与幻态的奇素数维量子和二维系统的实波函数。状态独立的上下文性的现象构成了一个先验的障碍，以表征规则量子比特的情况下，量子计算的基本构建块。在这里，我们建立了一个必要的资源，一个大类的量子计算方案的量子比特的魔术状态的上下文。我们用一个与基于测量的量子计算相关的具体方案来说明我们的结果。
2017-09-25 quant-ph
Minimal resources for linear optical one-way computing
利用线性光学的工具箱，我们解决了需要多少个最大纠缠光子对才能建立用于量子计算的团簇态的问题。由于双轨编码中所需的门必然是概率性的，具有已知的最佳成功概率，因此从经典控制的角度来看，这个问题相当于找到建立集群状态的最佳策略。我们开发了一个经典的战略的概念，并提出了严格的声明，最终的最大和最小使用资源的全局最优策略。我们发现，这种策略-也是最强大的退相干方面-产生的优势已经超过一个数量级的最大纠缠对的数量时，建设链的预期长度L=40，相比其他合法的策略。对于二维团簇状态，我们提出了第一个方案，实现最佳的二次渐近标度。这一分析表明，选择适当的经典控制，导致一个非常显着的减少资源消耗。
2006-04-03 cond-mat.other quant-ph
Minimal computational-space implementation of multi-round quantum protocols
多轮量子协议中的一方策略可以通过内部存储器连接的量子操作的顺序网络来实现。这里提供了计算空间资源方面最有效的实现。
2010-06-09 quant-ph
Resources for bosonic quantum computational advantage
本研究将玻色子量子计算转化为连续变量采样计算，推导出复杂度依赖非高斯星秩的经典模拟算法，并基于缺乏被动可分性定义了非高斯纠缠，阐明了挤压、非高斯性与纠缠等计算资源间的相互作用。
2023-04-04 quant-ph
Discord in relation to resource states for measurement-based quantum computation
我们考虑的问题是什么应该算作基于测量的量子计算（MBQC）的资源。虽然支持通用量子计算的状态显然应该被视为一种资源，但考虑到存在有趣但计算能力较弱的MBQC类，通用性不应该是必要的。在这里，我们提出了一个状态被认为是MBQC的资源状态的最低标准。使用这些标准，我们解释了为什么不和谐状态不能成为MBQC的资源，与最近的说法相反[Hoban等人，arXiv：1304.2667v1]。独立于我们的标准，我们还表明，霍班等人的论点，如果正确，将意味着Shor算法（例如）可以通过测量无discord-free状态来实现。
2014-03-14 quant-ph
Physical-resource demands for scalable quantum computation
量子计算的主要资源是希尔伯特空间维数。希尔伯特空间本身是一个抽象的结构，而系统可用的维数是一个需要物理资源的物理量。避免对指数数量的这些资源的需求对适合可扩展量子计算的系统施加了基本约束。为了具有可扩展性，计算机中的自由度数量必须与基于等效量子位的量子计算机中的量子位数量近似线性地增长。
2003-04-11 quant-ph
Thermal States as Universal Resources for Quantum Computation with Always-on Interactions
基于测量的量子计算利用初始纠缠资源状态，并进行后续的单量子比特测量。它隐含地假设量子比特之间的相互作用可以被关闭，使得测量的量子比特的动态不影响计算。通过提出一个模型自旋哈密顿量，我们证明了基于测量的量子计算可以在具有常开相互作用的热态上实现。此外，可以校正由热波动引起的计算误差，并且因此如果温度低于阈值，则可以容错地执行计算。
2011-08-05 quant-ph
Universal resources for measurement-based quantum computation
我们调查的纠缠资源允许通用的测量为基础的量子计算通过单量子比特操作。我们发现，任何纠缠特性所表现出的2D集群状态也必须存在于任何其他的通用资源。通过引入一个纠缠测度，使得对于所有的普适资源态，该测度必然随着系统的大小无限增长，从而得到了一个评价图态普适性的强有力的判据。此外，我们证明了与二维格子，如六边形和三角形格子相关联的图状态是普遍的，并获得了一个普遍的非图状态的第一个例子。
2006-10-16 quant-ph
The Resource Theory of Stabilizer Computation
最近关于容错门集合的非普适性的结果强调了资源状态（如魔态）对可扩展的通用量子计算的关键作用。在这里，我们开发了一个资源理论，类似于纠缠理论，稳定器代码的资源。我们引入了两个定量措施-单调-非稳定器资源的量。作为应用，我们给出了幻态蒸馏效率的绝对界。这些单调性之一是量子态的离散维格纳表示的负项之和，从而解决了一个长期悬而未决的问题，即准概率表示中的负性程度是否是量子行为的操作上有意义的指标。
2013-07-26 quant-ph
Using Azure Quantum Resource Estimator for Assessing Performance of Fault Tolerant Quantum Computation
本文介绍 Azure Quantum 及其开发套件中的资源估算工具，可自动评估容错量子计算所需的逻辑与物理资源，并以三种乘法算法为例进行验证。
2024-05-06 quant-ph
Operational nonclassicality in minimal autonomous thermal machines
热机器利用与多个热浴的相互作用来执行有用的任务，例如工作生产和制冷。在量子领域，没有经典对应物的任务成为可能。在这里，我们考虑量子热机的最小设置，即两量子比特自治热机，只使用与环境的非相干相互作用，并研究产生纠缠所需的基本资源。我们的研究是系统的，涵盖了不同类型的相互作用，玻色子和费米环境，以及可以提供给机器的不同资源。我们采用了一个操作的角度来看，我们通过其执行有用的任务，如爱因斯坦-波多尔斯基-罗森转向，量子隐形传态和贝尔非局域性的能力，评估所产生的纠缠的非经典性。我们提供了建设性的例子，非经典效应和一般的不去的结果，划定自主纠缠产生的基本限制。我们的研究结果开辟了一条理解热过程中非经典现象的道路。
2022-03-14 quant-ph
Fermionic anyons: entanglement and quantum computation from a resource-theoretic perspective
本研究从资源理论视角出发，针对费米任意子构建基于分数Jordan-Wigner变换的可分性框架，建立其纠缠描述，并关联至matchgate电路的自由资源与双轨编码量子比特的纠缠。
2024-06-10 quant-ph
Photonic entanglement as a resource in quantum computation and quantum communication
纠缠态是当前量子信息处理实验中不可缺少的资源。我们回顾了一类利用光子纠缠的实验，从单向量子计算量子通信复杂性到长距离量子通信。然后，我们提出了一套可行的实验，将强调光子纠缠的优势，量子信息处理。
2008-03-31 quant-ph
Rewire and reset are all you need: Minimal resources for manipulating non-Abelions
Harvard University（哈佛大学）；University of Chicago（芝加哥大学）
本文提出在量子双模型中，通过图重连与量子位重置，无需辅助量子位即可实现非阿贝尔任意子的编织与融合，并证明纯幺正融合的不可行性，为纠错提供新思路。
2026-10-06 cond-mat.str-el quant-ph
An analysis of the trade-off between spatial and temporal resources for measurement-based quantum computation
在基于测量的量子计算（MBQC）中，通过使用更大的图态的希尔伯特空间作为资源，基本量子操作可以比量子线路模型更并行化。因此，MBQC可以被视为一种量子计算方法，其中通过使用由图状态描述的额外空间资源，与量子线路模型相比，可以减少由量子操作的深度描述的时间资源。为了分析空间和时间资源的权衡关系，我们考虑了一种方法来获得由MBQC表示的一般酉变换在具有特定底层几何的图态上的量子线路分解，称为广义流。提出了一种不需要额外空间资源就可以将任意具有广义流的MBQC转换为量子线路的方法。我们还展示了一种明确的方法来解开出现在量子线路分解中的因果门，该分解是由[V. Danos和E. Kashefi，Phys.Rev.A { \bf 74}，052310（2006）]，并且其表示MBQC中的时间资源的减少的效果。最后，通过考虑一种确定性地模拟这些因果门的方法，我们研究了一个通用的框架来分析量子计算的空间和时间资源之间的权衡。
2014-09-29 quant-ph
Near-deterministic quantum teleportation and resource-efficient quantum computation using linear optics and hybrid qubits
提出了一种利用线性光学和混合量子比特实现确定性量子隐形传态的方案。它使人们能够有效地执行隐形传态和通用的线性光门操作在一个简单的和接近确定性的方式使用全光混合纠缠作为离线资源。我们的分析表明，我们的新方法可以优于以前的主要考虑资源需求和容错限制。
2013-02-02 quant-ph
Classical multiparty computation using quantum resources
在这项工作中，我们展示了一种新的方式来执行经典的多方计算有限的计算资源之间的各方。我们的方法利用量子资源来增加各方的计算能力。我们展示了一组限制在线性经典处理的客户端如何能够联合计算超出其个人能力的非线性多变量函数。客户端只允许对量子态执行经典的XOR门和单量子位门。我们还研究了在这种有限的环境中可以实现的安全类型。最后，我们提供了一个使用光子量子位的概念验证实现，它允许四个客户端计算多方函数的一个具体例子，成对AND。
2017-08-21 quant-ph
The Geometry of Speed Limiting Resources in Physical Models of Computation
我们研究量子计算的最大速度以及它如何受到物理资源限制的影响。我们将展示如何将所得到的概念推广到更广泛的一类动力系统内的计算物理模型，并介绍了一个特定的代数结构，代表这些速度限制。利用基于$SU(N)$上的右不变作用泛函的几何方法，在有限维状态空间和纯态的资源受限量子系统中得到了一族量子速度极限结果.我们表明，当作用泛函是双不变的，实现任何量子门使用一个潜在的时间依赖的哈密顿量的最小时间是等于最小时间时，使用一个常数的哈密顿量，因此常数哈密顿量是时间最优的这些约束。我们给出了一个明确的公式，在这些情况下，在资源约束。我们展示了我们的方法如何产生一个丰富的家庭的速度限制的结果，其中广义Margolus-Levitin定理和Mandelove-Tamm不等式的特殊情况。我们讨论了物理计算中速度限制的几何方法的更广泛的背景，包括量子速度限制的几何方法是有限资源产生的物理速度限制计算的模型。
2016-11-28 quant-ph
Dimer states of Rydberg atoms on the Kagome lattice as resources for universal measurement-based quantum computation
我们证明了Kagome晶格上的量子二聚体状态，这是最近在Rydberg量子模拟器中以高保真度实现的[Semeghini等人，Science 374，6572（2021）]为基于测量的通用量子计算提供了足够的资源。特别是，我们提供了一个有效的编码的逻辑量子比特在这种状态下，并给出明确的测量序列，实现这些量子比特的门的通用集合。由于所提出的测量的构建模块已经在实验中实现，我们的工作突出了一条可能的路径，将Rydberg模拟器推广到通用量子计算机，依赖于基于测量的量子计算模型和现有技术。
2022-11-01 quant-ph
Subdimensional linear-optical quantum computation: from qudit resource states to qubit quantum computation
Basic Research Laboratories & NTT Research Center for Theoretical Quantum Information, NTT Inc.（基础实验室与NTT理论量子信息研究中心，NTT公司）
本文提出一种从高维纠缠态子空间执行量子比特计算的线性光学方案，将融合成功概率提升至1-1/d，并数值验证了其在保持光子数下提高损耗容忍度。
2026-10-05 quant-ph
Reducing resources for verification of quantum computations
我们提出了两个验证协议，其中一个“目标”计算的正确性检查通过“陷阱”计算，可以有效地模拟在一个经典的计算机。我们的协议依赖于一组最小的无噪声操作（准备8个单量子比特状态或测量4个可观测量，都在布洛赫球的单个平面上），并实现线性开销。据我们所知，我们的协议是能够实现线性开销的要求最低的技术。它们是进一步减少核查所需数量的一个步骤。
2018-08-22 quant-ph
Detecting multipartite entanglement structure with minimal resources
近年来，在几种量子计算系统中，可控量子比特的数量有了巨大的发展。对于这些实现，确定所制备的多体量子态的纠缠结构作为进一步的信息处理任务的基础是至关重要的。在现实中，评估一个多部状态一般是一个非常具有挑战性的任务，由于希尔伯特空间的指数增长相对于系统组件的数量。在这项工作中，我们提出了一个系统的方法，使用很少的本地测量检测基于图态的多体纠缠结构-一个最重要的类别的量子态的量子信息处理。由于Schmidt系数和图态量子熵之间的密切联系，我们发展了一系列有效的见证算子来检测任意分割下子系统之间的纠缠，从而检测纠缠的完整性.我们证明了局部测量的数量等于底层图的色数，这是一个常数，与量子比特的数量无关。在现实中，证人涉及的优化问题可能是具有挑战性的大系统规模。对于几种常用的图态，如一维、二维团簇态和Greenberger-Horne-Zeilinger态，利用纠缠熵的面积定律，我们得到了见证态的解析解，该解析解只需要两个局域测量.我们的方法提供了一个标准的工具，纠缠结构检测基准多体量子系统。
2019-10-09 quant-ph
Witnessing quantum resource conversion within deterministic quantum computation using one pure superconducting qubit
具有一个量子位的确定性量子计算（DQC 1）是突出指数量子加速可以在可忽略的纠缠下实现的标志性。它的发现催化了对一般量子资源的热烈研究，以及关于它们在DQC 1性能优势中的作用的各种解释。连贯性和不和谐是突出的候选人，分别表征本地化和相关系统内的非经典性。在这里，我们在超导系统中实现了DQC 1，该超导系统被设计成可以在整个执行过程中跟踪一致性和不一致性的动态。我们的实验证实，DQC 1作为一个资源转换器，消耗的一致性，在其操作过程中产生不和谐。我们的研究结果突出了超导电路作为一个有前途的平台，实现DQC 1和相关算法，并在实验上表征量子协议中的资源动态。
2019-10-22 quant-ph
Minimizing resource overhead in fusion-based quantum computation using hybrid spin-photon devices
Quandela；Centre for Nanosciences and Nanotechnologies, CNRS, Université Paris-Saclay（纳米科学与纳米技术研究中心，法国国家科学研究中心，巴黎萨克雷大学）
本文提出三种方案，利用确定性单光子源和纠缠门，以近确定性方式生成融合式量子计算所需的资源态，显著降低资源生成开销。
2025-12-19 quant-ph
Computational power of matchgates with supplementary resources
我们研究了经典的模拟复杂性，在弱和强的意义上，匹配门（MG）计算补充的所有组合的设置，包括中间自适应或非自适应计算基础测量，产品状态或魔术和一般纠缠态输入，单线或多线输出。我们发现一个惊人的相似的已知结果克利福德电路，经过一些重塑资源。我们还给出了限制访问中间测量和纠缠输入的情况下所需的经典模拟工作量的界限。在进一步的设置中，我们表明，自适应MG电路保持经典有效地模拟，如果任意的两个量子比特纠缠输入状态的连续线路是允许的，但成为量子通用的三个或更多的线路。如果允许在非计算基础上进行自适应测量，即使只有计算基础输入，我们也会再次获得量子普适功率。
2020-07-16 quant-ph
Hierarchies of resources for measurement-based quantum computation
本文细化非自适应 MBQC 在 Clifford 层级操作与量子比特数量上的资源需求，刻画可计算 Boolean 函数及 stabiliser 等子理论中的最小量子比特数，提出超越语境性二元划分的资源层级。
2022-03-18 quant-ph
Efficient Preparation of Resource States for Hamiltonian Simulation and Universal Quantum Computation
本文针对基于测量的量子计算中资源态制备问题，提出增强模拟退火搜索算法和基于反对易关系的CNOT阶梯制备方案，并从最小哈密顿量集合推导通用资源态，在凝聚态物理与通用量子计算实例中验证了方法的有效性。
2025-09-24 quant-ph
Verifying BQP Computations on Noisy Devices with Minimal Overhead
随着委托量子计算的发展，客户将希望确保其数据和算法的机密性以及计算的完整性。虽然存在盲和可验证的量子计算协议，但它们存在高开销和过度敏感的问题：当在嘈杂的设备上运行时，不完美会触发与恶意攻击相同的检测机制，导致永久中止计算。我们介绍了第一个盲和可验证的协议，用于将BQP计算委托给功能强大的服务器，重复作为唯一的开销。它是可组合的，具有指数下界的统计安全性，并且可以容忍恒定量的全局噪声。
2021-09-09 quant-ph
Quantum discord as a resource for quantum cryptography
量子不和谐是安全的量子密钥分发所需的最小二分资源，是一种等价于非正交性的密码学原语。它的作用在依赖于设备的量子密码学中变得至关重要，在这种密码学中，准备和检测噪声（各方都无法进入）的存在可能非常强烈，以至于阻止纠缠的分布和蒸馏。纠缠的必要性在设备无关的量子密码学的更强场景中得到了重申，其中所有的噪声源都归因于窃听者。
2014-08-11 quant-ph
Invested and Potential Magic Resources in Measurement-Based Quantum Computation
University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；Anhui Province Key Laboratory of Quantum Network（安徽省量子通信与量子计算重点实验室）；CAS Center For Excellence in Quantum Information and Quantum Physics（中国科学院量子信息与量子物理前沿卓越创新中心）；Hefei National Laboratory（合肥国家实验室）；Fudan University（复旦大学）；Key Laboratory for Information Science of Electromagnetic Waves (Ministry of Education)（电磁波信息科学教育部重点实验室）
本文提出'投资'与'潜在'魔法资源概念，分析MQC的普遍性并证明高维图可带来指数级量子优势。
2025-11-17 quant-ph
Quantum Resources Required to Block-Encode a Matrix of Classical Data
本文研究将稠密经典数据矩阵块编码到量子电路中的资源需求，提出最小深度和最小计数两类实现方案，并给出一种改进的态制备例程，从而系统刻画了大规模经典数据接入量子算法时的资源成本。
2022-06-07 quant-ph
Task-Oriented Gaussian Optimization for Non-Gaussian Resources in Continuous-Variable Quantum Computation
本文提出一种高斯优化协议，通过任务特定高斯操作优化近似立方相态，提升魔态量子计算门保真度并降低测量基量子计算非线性测量方差，并进一步提出基于Fock基叠加、压缩和位移的面向任务非高斯态制备方案。
2025-09-19 quant-ph
Interplay of resources for universal continuous-variable quantum computing
该研究在连续变量量子计算中发现新资源“辛相干性”，开发低辛相干性计算的高效经典模拟算法，确立其为通用性必要资源，并揭示其与非高斯性、纠缠的相互作用，类似离散变量中相干性、魔态、纠缠的关系。
2025-02-11 quant-ph
Discord and quantum computational resources
不协调态出现在大量的量子现象中，似乎是偏离经典的一个很好的指标。虽然有证据表明它们对于量子算法比经典算法具有优势至关重要，但它们的确切作用尚不清楚。我们研究了量子算法中的不和谐的作用，使用的范式框架“限制分布式量子门”，并表明，操纵不和谐的状态使用本地操作有相关的成本方面的纠缠和通信资源。改变不一致性会降低总的相关性，并且对不一致状态的可逆操作通常需要非本地资源。然而，仅仅不和谐还不足以决定纠缠的必要性。一个更一般的类型的相似量，我们称之为K-不和谐，作为进一步的限制，可以在没有纠缠资源的情况下执行的操作的种类。
2013-10-03 quant-ph
Experimental Multipartite Entanglement Detection With Minimal-Size Correlations
本研究首次实验演示了使用最小规模关联检测多体纠缠，该方法对测量基失准鲁棒，能在直接方法失效时认证真正的多体纠缠，为大规模纠缠态检测提供了新途径。
2025-10-27 quant-ph
Universal resources for approximate and stochastic measurement-based quantum computation
我们研究了哪些量子态可以作为基于近似和随机测量的量子计算的通用资源，在这个意义上，任何量子态都可以通过经典通信辅助的单量子比特（本地）操作从给定的资源中生成。更确切地说，我们考虑状态的近似和随机生成，例如，从有限的测量设置的限制或从资源或本地操作中可能的缺陷。我们表明，纠缠为基础的标准获得的普遍性的准确，确定性的情况下，可以提升到更一般的近似，随机的情况下，从以前的作品中考虑的理想化的情况下，实际相关的背景下，非完美的状态准备。我们发现，任何纠缠措施，满足一些基本要求，需要达到其最大值的一些元素的近似，随机的普遍家庭的资源状态，随着资源的大小的增长。这使我们能够排除各种近似的、随机的普适状态族。我们提供的资源，是有效的近似普遍的，但不是确切的确定性普遍的例子。我们还研究了基于测量的量子计算的通用资源的鲁棒性的现实假设下（不完美的）生成和操纵的纠缠态，给出了一个明确的表达的影响，在准备的资源的错误有可能使用它的通用近似和随机状态准备。最后，我们讨论了我们的纠缠为基础的标准和最近的结果之间的关系，关于无用的高度几何纠缠的国家作为普遍的资源。
2010-05-10 quant-ph
Quantum system characterization with limited resources
大规模量子信息器件的构建和运行提出了巨大的挑战。一个主要的问题是相干进化的有效控制，这需要准确的系统动态知识，可能会因设备而异。我们审查策略，从最小的初始资源，并在一个有效的方式获得这样的知识，并将这些嵌入到一个更大的状态流形的量子位的表征问题，通过利用先前的结构知识变得易于处理。我们还研究了自适应采样估计的多个参数。
2012-02-26 quant-ph
Affleck-Kennedy-Lieb-Tasaki State on a Honeycomb Lattice is a Universal Quantum Computational Resource
通用量子计算可以通过简单地对高度纠缠的资源态（如簇态）进行单量子比特测量来实现。阿弗莱克-肯尼迪-利布-田崎态族最近被深入研究，并显示出提供有限的计算。在这里，我们证明了蜂窝晶格上的二维Affleck-Kennedy-Lieb-Tasaki态是基于测量的量子计算的通用资源。
2011-02-24 cond-mat.other quant-ph
Phase transition of computational power in the resource states for one-way quantum computation
我们研究了在二维簇态（单向量子计算的通用资源态）的制备过程中，预示的量子比特损失如何影响其计算能力。在逾渗阈值以上，我们提出了一个多项式时间算法，它集中了一个通用的集群状态，使用的资源，规模最佳的原始晶格的大小。另一方面，低于逾渗阈值，我们表明，单量子比特的测量故障晶格可以有效地模拟经典。我们观察到一个相变的阈值时，在故障晶格的纠缠量直接相关的计算能力呈指数变化。
2008-02-04 cond-mat.stat-mech quant-ph
