A summary on two new algorithms for Grover's unsorted database search problem
在这个总结中，我们讨论了两个新的算法Grover的未排序的数据库搜索问题，声称已达到指数加速比Grover的原始算法。一个是在量子设置与“电源查询”，允许查询的数量在Grover的原始算法与“位查询”的指数减少。另一种是在对偶计算机上使用“dubit查询”-一种新的计算模型使用量子系统的波粒二象性，它能够实现比我们讨论的现有量子计算机更大的计算能力和更好的性能。并讨论了两种方案的不足和难点。
2006-04-08 quant-ph
A term-rewriting system for computer quantum algebra
现有的计算机代数软件包不完全支持狄拉克符号的量子力学计算。我提出的基础，建立这样的支持：一个数学系统的符号操作的表达式中使用的不变形式主义的量子力学。我首先描述的希尔伯特空间不变形式主义的基本数学特征。其次是一个正式的表征所有可能的代数表达式在这种形式主义。这种表征以一组术语的形式提供。重写规则在这组条款，然后开发对应于允许的操作的代数表达式。这种方法与当前试图将不变量子力学计算构建到计算机代数系统中的尝试形成对比。
2008-09-25 quant-ph
Quantum Relational Databases
Grover给出的方法可以推广到为量子计算机上的关系代数的基本运算设置复杂度上限。除了在特殊情况下，指数可以使用在经典机器上，量子复杂性上限低于经典的。
1997-12-11 quant-ph
Experimental implementation of quantum algorithm for association rules mining
最近，一个量子算法在数据挖掘中的一个根本性的重要任务，关联规则挖掘（ARM），简称qARM，已被提出。值得注意的是，qARM在实现ARM的主要任务（即，从事务数据库中寻找频繁项集。在本文中，我们通过IBM量子计算平台，在真实的量子计算机和量子计算模拟器上实验性地实现了qARM。首先，我们为一个2 $\times$ 2事务数据库（即，一个涉及两个交易和两个项目的交易数据库），并在四个真正的五量子位IBM量子计算机以及模拟器上运行它。对于一个更大的4 $\times$ 4事务数据库，这将导致电路具有更多的量子位和更高的深度比目前可访问的IBM真正的量子设备可以处理，我们还构建了量子线路的qARM和执行他们的“aer\_simulator”单独。实验结果表明，两个事务数据库的频繁项集都能按要求成功地提取出来，验证了qARM的正确性和可行性。我们的工作可以作为一个基准，并提供原型实现qARM的大型交易数据库上的噪声中等规模的量子设备和通用容错量子计算机。
2022-09-03 quant-ph
Simulating the Effect of Decoherence and Inaccuracies on a Quantum Computer
量子计算机是一种新型计算机，可以非常有效地解决诸如因子分解和数据库搜索等问题。量子计算机的实用性受到两种不同类型的误差的影响，退相干和不准确。在本文中，我们显示的量子计算机，同时考虑退相干和不准确的模拟结果。我们模拟电路的因素的数字15，21，35和57以及电路使用数据库搜索来解决电路满意度问题。我们的模拟表明，对于一台噪声保持在π/4096以下且退相干率为10 ^-6的俘获离子量子计算机，其每门的错误率约为10 ^-6。这是一个重要的界限，因为之前的研究已经表明，如果错误率为10^-6量级，量子计算机可以比经典计算机更有效地进行因子分解。
1998-04-16 quant-ph
Nuclear spin qubits in a trapped-ion quantum computer
物理系统必须满足许多条件才有资格成为用于量子信息处理的有用量子比特（qubit），包括易于操作、长的退相干时间和高保真度读出操作。由于这些条件很难用单个系统来满足，因此可能需要组合不同的自由度。在这里，我们讨论了一个可能的系统，基于电子和核自旋自由度被困离子。核自旋产生长的退相干时间，而电子自旋在磁场梯度中提供有效的操纵，并且离子的光学跃迁确保选择性和有效的初始化和读出。
2009-04-26 quant-ph
Extracting and Storing Energy From a Quasi-Vacuum on a Quantum Computer
针对传统QET提取能量会耗散到经典设备的问题，本文提出加入额外量子比特的增强协议，将能量存入量子寄存器，并在IBM超导量子计算机上验证其可行性。
2024-09-06 quant-ph
Synthesis of Quantum Vector Databases Based on Grovers Algorithm
本研究提出基于Grovers算法构建量子向量数据库的方法，经典计算机生成基于Controlled-S门的嵌入，量子计算机执行搜索，可实现单量子寄存器多嵌入高密度存储，适配大规模数据库场景。
2023-10-04 cs.DS quant-ph
Quantum Computer Emulator
我们描述了一个通用的量子计算机的量子计算机仿真器。该仿真器由量子计算机物理实现的仿真器和用于编程和控制仿真器的图形用户界面组成。我们通过Deutsch-Jozsa和Grover的数据库搜索算法的各种实现来说明量子计算机仿真器的使用。
2000-03-29 quant-ph
Protection of information in quantum qatabases
如果密钥可以被未经授权的人快速发现，则通过密码密钥对信息的传统保护没有意义。根据P.Shor和L.Grover的结果，量子计算机使这种渗透到受保护系统的方式成为可能。这项工作提出了保护数据库中的信息免受间谍攻击的方法，即使他知道所有关于其控制系统的信息，并拥有量子计算机，而数据库无法区分间谍和合法用户的操作。
1997-12-07 quant-ph
A polynomial-time solution to the parity problem on an NMR quantum computer
提出了一种有效的量子算法，在多项式时间内解决奇偶性问题，无论是在传统的量子计算和经典计算，NMR量子计算机上的最困难的问题之一。它基于量子系综中的量子平行性原理、选择性退相干操作和NMR相敏测量。量子算法的量子线路是明确设计的。
2001-09-06 quant-ph
'Algorithmic cooling' in a momentum state quantum computer
我们描述了一个量子计算机的基础上的二能级原子之间的离散一维动量态的相干操纵。短激光脉冲与依赖于动能的自由相位演化的组合可以对动量态的二进制表示中的任何量子比特执行逻辑反转、交换、CNOT和Hadamard操作，以及条件相位反转。这允许一个二元右旋转，这在一个单一的相干过程中的动量分布减半。因此，用于原子动量相干控制的场可以被设计为量子算法。
2002-10-14 quant-ph
Programming physical realizations of quantum computers
我们研究量子计算机的物理实现对其逻辑运算的影响。通过对量子计算机硬件物理模型的仿真，分析了量子计算机物理实现编程中遇到的困难。受控非操作和Grover的数据库搜索算法的逻辑上相同的实现的例子被用来证明量子计算的结果相对于量子计算机的物理实现是不稳定的。我们讨论了这些不稳定性的起源，并讨论了克服这一点的可能性，实际上，量子计算机的基本限制。
2001-04-18 quant-ph
Quantum searching a classical database (or how we learned to stop worrying and love the bomb)
我们展示了如何对一个经典对象进行量子搜索，特别是对一个在用于搜索的量子计算机上不进行相干进化的经典对象。我们这样做是通过使用相互作用自由测量作为量子搜索算法中的子程序。除了提供一个简单的例子，说明近似酉过程的非酉过程如何在量子算法中有用之外，我们的程序只需要一个光子，而不管数据库的大小，从而建立了搜索任意大数据库所需能量的上限。或者，我们的结果可以解释为显示如何执行一个相互作用的自由测量与一个单光子上的任意大量的可能炸弹的位置同时。我们还提供了一个简单的例子，证明在数据库查询的数量方面，这里概述的过程可以优于最好的经典的。
2002-06-11 quant-ph
Classical dissipative search of unstructured database
Alikhanyan National Science Laboratory (Yerevan Physics Institute)（阿利哈尼扬国家科学实验室（埃里温物理研究所））
提出基于经典耗散球面自旋模型的非结构化数据库搜索物理实现，通过自旋耦合实现搜索，弛豫时间标度为O(M^a)且a<1/2，快于Grover搜索。
2026-06-18 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech physics.comp-ph
The Chaotic Art: Quantum Representation and Manipulation of Color
本文聚焦量子计算在色彩领域的应用，提出以量子比特表示、运算数字色彩并还原至经典计算机的技术路径，经Qiskit与IBM Q实验验证可行，为经典色彩学与量子图形学搭建桥梁，有望催生新色彩理论与艺术理念。
2025-09-01 cs.GR quant-ph
A Review on Quantum Search Algorithms
量子计算中态的叠加被称为量子并行，在速度方面比经典计算具有显著的优势。它可以从早期发明的量子算法中理解，如Deutsch算法，Deutsch-Jozsa算法及其变体Bernstein-Vazirani算法，Simon算法，Shor算法等量子并行性也显着加快了数据库搜索算法，这在计算机科学中很重要，因为它是许多重要算法的子程序。Grover的量子数据库搜索实现了在未排序的数据库中找到目标元素的任务，其时间比经典计算机快二倍。我们回顾了Grover量子搜索算法在一个单一的和多个目标元素的数据库。本文还讨论了Grover和Radhakrishnan的部分搜索算法及其Korepin的优化算法GRK算法。
2016-02-08 hep-th quant-ph
Quantum Manipulations of Small Josephson Junctions
低电容约瑟夫森结阵列的参数范围内，单电荷可以控制的建议，作为可能的物理实现的元素，已被认为是在量子计算机的上下文中。我们讨论单量子比特和多量子比特系统。系统由施加的栅极电压控制，这也允许对量子态进行必要的操纵。我们估计，相位相干时间足够长的实验演示的量子计算的原则。
1997-06-07 cond-mat.mes-hall quant-ph
Symbolic-manipulation constructions of Hilbert-space metrics in quantum mechanics
从计算机辅助代数操作的适用性的角度出发，讨论了使给定的哈密顿量$H$自伴的希尔伯特空间度量的确定问题。一个精确可解的例子，所谓的盖根堡量子晶格振荡器被召回的目的。无论是建设适当的度量（基本上，解决方案的Dieudonne的运营商方程）和确定其域的积极性所示促进的符号代数操作和MAPLE支持的数值和图形。
2011-05-23 cs.SC quant-ph
Decoherence and dephasing in spin-based solid state quantum computers
我们讨论了各种固态系统中的消相干的操作定义。特别是，我们回顾，在基于自旋的固态量子计算的背景下，引入$T_1$和$T_2$描述退相干在一个两能级系统。我们提供了一个视角，最近的实验涉及操纵自旋相干半导体，并讨论具体的退相干和退相问题，电子自旋为基础的量子点量子计算机架构。
2001-09-06 cond-mat.mes-hall quant-ph
Reversible CAM Processor Modeled After Quantum Computer Behavior
下面提出的是一种以量子系统的自然行为为模型的可逆数字计算机。使用通常为理想化量子计算机保留的方法，可逆CAM或状态向量并行（RSVP）处理器可以很容易地在非结构化数据库中找到关键字（也就是说，它可以解决大海捞针的问题）。RSVP处理器有效地解决了SAT（布尔公式的可满足性）问题，也可以帮助解决GP（真值表的全局属性）问题。RSVP处理器的功率延迟积比编程执行类似操作的标准CAM的功率延迟积呈指数级低。
2005-12-28 cs.AR quant-ph
Complete 3-Qubit Grover Search on a Programmable Quantum Computer
大型数据库的检索是一个重要的问题，有着广泛的应用。Grover搜索算法为量子计算机提供了一种强大的方法，可以在经典计算机上以所需数据库查询的数量上进行二次加速搜索。它是量子计算机的最优搜索算法，并作为其他量子算法的子程序有进一步的应用。具有两个量子位的搜索已经在各种平台上得到了证明，并被提出用于其他平台，但更大的搜索空间仅在不可扩展的NMR系统上得到了证明。在这里，我们报告了一个完整的三量子位Grover搜索算法的结果，使用可扩展的量子计算技术的捕获原子离子，具有优于经典的性能。该算法对所有8个可能的单结果预言机和所有28个可能的双结果预言机执行。两种状态标记方法用于预言机：其他实验演示所采用的相位翻转方法，以及需要辅助量子位的布尔方法，该方法直接等效于执行经典搜索所需的状态标记方案。所有的量子解决方案都优于经典的解决方案。我们还报告了Toffoli-4门的第一个实现，它与Toffoli-3门一起用于构建算法;这些门的处理性能分别为70.5%和89.6%。
2017-03-30 cs.ET quant-ph
Left-Deep Join Order Selection with Higher-Order Unconstrained Binary Optimization on Quantum Computers
提出三种基于高阶无约束二值优化模型的量子优化算法解决连接顺序选择问题，在理论上建立与经典算法的联系，并在数千种查询图上验证了实用性。
2025-02-01 cs.DB quant-ph
Operational Framework for a Quantum Database
针对将数据库扩展到量子领域面临的存储、访问及量子特性限制问题，本研究在经典与量子数据索引结合的背景下定义量子数据库的基础操作并实现算法，还提出了通用场景下的后续研究方向。
2025-02-12 cs.ET quant-ph
Comprehensive characterization of three-qubit Grover search algorithm on IBM's 127-qubit superconducting quantum computers
Faculty of Science, Ain Shams University（艾因夏姆斯大学理学院）
本研究在IBM 127量子比特超导量子计算机上，针对多类oracle实现并表征三量子比特Grover搜索算法，结合量子态层析实验分析其在不同环境下的表现，揭示了NISQ计算机在大规模搜索中的潜力与该算法的实用价值。
2024-06-23 cs.AI cs.CR cs.DS
