Measurement based Controlled Not gate for topological qubits in a Majorana fermion quantum-dot hybrid system
提出了一种在量子点-马约拉纳-费米子混合系统中实现拓扑量子比特的受控非门的方案。量子信息被编码在马约拉纳费米子对上，马约拉纳费米子存在于沉积在s波超导体上的量子纳米线的拓扑平凡和非平凡部分之间的界面上。一个基于测量的双量子位受控非门是在量子点辅助的奇偶测量的帮助下产生的，然后是指定的单量子位门。通过Aharonov-Casher效应实现了对量子点和拓扑量子比特的奇偶性测量。
2013-03-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
A Short Introduction to Topological Quantum Computation
这篇综述介绍了拓扑量子计算的入门级介绍--任意子的量子计算。我们在任意子模型的系统独立层次上引入任意子，并讨论了用于编码和处理量子信息的受保护融合空间和统计量子演化的关键概念。由于其拓扑性质，编码和处理都具有固有的抗错误能力，因此有望克服实现量子计算机的主要障碍之一。我们概述了拓扑量子计算的一般步骤，讨论了拓扑量子计算所面临的各种挑战，并回顾了关于任意子出现的凝聚态系统的文献。最后，任意子的出现和使用它们进行量子计算的背景下，一个简单的微观模型-拓扑超导纳米线-描述了几个实验相关设置的低能物理演示。这个模型支持局部马约拉纳零模式，这是最简单和实验上最容易处理的任意子类型，需要进行拓扑量子计算。
2017-09-12 cond-mat.mes-hall quant-ph
Topological phases and quantum computation
这是Alexei Kitaev在2008年Les Houches暑期学校“低维物理和量子计算的精确方法”中所做的三个讲座的讲义集。“他们提供了一个教学介绍拓扑现象在1-D超导体和2-D拓扑阶段的复曲面代码和蜂窝模型。
2009-04-20 cond-mat.mes-hall quant-ph
Measurement of the entanglement spectrum of a symmetry-protected topological state using the IBM quantum computer
在理论计算中，纠缠特性通常被用来表征量子物质的相位。例如，约化密度矩阵的谱，或所谓的“纠缠谱”，已经成为量子相位的普遍拓扑性质的广泛使用的诊断。然而，虽然理论上计算方便，但在实验中很难测量。在这里，我们使用IBM量子计算机进行有史以来第一次测量的纠缠谱的一个安全保护的拓扑状态。我们能够区分它的纠缠谱从那些我们测量的平凡和长程有序态。
2018-04-25 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum Computation with Topological Codes: from qubit to topological fault-tolerance
本文综述了基于表面码的容错拓扑量子计算。容错量子计算的基本概念和有用的工具，如通用量子计算，稳定剂形式主义，和基于测量的量子计算，也提供了教学的方式。在基于电路和基于测量的两种模型中，对利用表面码缺陷进行拓扑量子计算进行了解释，使它们之间的关系更加清晰。讨论了量子纠错码与其他学科如凝聚态物理中的拓扑序和统计物理中的自旋玻璃模型之间的跨学科联系。这份手稿将出现在SpringerBriefs上。
2015-04-07 quant-ph
Controlled-NOT for multiparticle qubits and topological quantum computation based on parity measurements
讨论了一种基于测量的可控非（CNOT）量子门的实现。这种门最近已经被讨论用于自由电子量子比特。在这里，我们扩展这个计划的量子比特编码的产品状态的两个（或更多）自旋-1/2或等效系统。这种扩展的关键是找到一个可行的量子比特奇偶校验计。我们提出了一个通用的方案，减少这个量子位奇偶校验仪的本地自旋奇偶校验测量两个自旋，一个从每个量子位。进一步讨论了多粒子CNOT门的两种可能实现：单重态-三重态编码的双量子点中的电子自旋，以及利用拓扑量子计算编织操作和非拓扑电荷测量的nu=5/2伊辛非阿贝尔任意子.
2008-01-25 cond-mat.mes-hall quant-ph
Topological Computation without Braiding
我们证明了普适量子计算可以在拓扑有序的量子系统的基态内进行，这是一种自然保护的量子存储器。特别是，我们展示了如何使用3-colexes中的膜网凝聚物来实现这一点。门的通用集合在没有物理量子位的选择性寻址的情况下实现，并且被完全拓扑保护，它不依赖于准粒子激发或它们的编织。
2007-03-29 cond-mat.str-el hep-th quant-ph
Measurement-Only Topological Quantum Computation via Tunable Interactions
我研究，在一般情况下，如何可调的相互作用可用于执行任意子的隐形传态和非阿贝尔任意子产生编织变换。我解释了这些方法是如何包含在拓扑量子计算的“仅测量”方法中的。伊辛任意子或马约拉纳零模的物理上最相关的例子被认为是详细的，特别是在马约拉纳纳米线的上下文中。
2013-01-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Measuring Topological Field Theories: Lattice Models and Field-Theoretic Description
本文提出用场论框架描述拓扑相中的测量，通过格点模型验证测量局域对称算符可产生SPT、自发对称破缺及拓扑有序相，并揭示混合反常导致长程纠缠。
2023-10-26 cond-mat.str-el hep-th quant-ph
Quantum Fibrations: quantum computation on an arbitrary topological space
本文利用冯·诺依曼代数，将量子计算从图推广到任意拓扑空间，提出量子纤维化理论。
2022-10-11 hep-lat hep-th math-ph
Experimental topological quantum computing with electric circuits
该研究首次在电路中实验实现了拓扑量子计算，通过构建类马约拉纳边缘态和T型结完成编织过程，并成功演示了单/双量子比特酉操作及Grover搜索算法。
2023-09-09 cond-mat.mes-hall quant-ph
Topologically protected quantum gates for computation with non-Abelian anyons in the Pfaffian quantum Hall state
我们扩展了Das Sarma等人最近提出的使用Pfalan量子霍尔态的拓扑量子计算方案，在某种程度上，可能潜在地允许拓扑保护构造一组通用的量子门。我们首次构造了一个完全基于Pfronan量子比特的准空穴编织的拓扑保护的受控非门。除了pi/8门之外，所有单量子位门也都是通过准孔编织显式实现的。代替pi/8门，我们试图构建一个拓扑保护的Toffoli门，在受控相位门和CNOT方面，或者通过基于辫子群的受控Z前体。我们还给出了Bravyi-Kitaev双量子比特门g_3的拓扑保护实现。
2006-11-02 cond-mat.mes-hall quant-ph
Majorana nanowires for topological quantum computation
马约拉纳束缚态是局域在拓扑非平凡超导体边界上的准粒子激发态。它们是零能量、电荷中性、粒子-空穴对称和空间分离的端模，它们在拓扑上受到超导态的粒子-空穴对称性的保护。由于它们的拓扑性质，它们对局部扰动具有鲁棒性，并且在理想环境中不受退相干影响。此外，与普通的费米子和玻色子不同，马约拉纳模的绝热交换是非对易的，即，交换两个或多个马约拉纳模式的结果取决于执行交换的顺序。这些性质使它们成为实现拓扑量子计算机的理想候选者。在本教程中，我将提出一个教学审查的一维拓扑超导体和马约拉纳模式的量子纳米线。我将概述Kitaev模型和更现实的Oreg-Lutchyn模型，讨论Majorana模式的实验特征，并强调它们在拓扑量子计算领域的相关性。本教程可以作为一个教学和相对独立的介绍研究生和研究人员新的领域，以及概述了目前的国家的最先进的领域和专家的参考指南。
2022-12-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con hep-th
2D quantum computation with 3D topological codes
我提出了一个容错量子计算方法的二维架构，特别是光子量子比特的吸引力。它依赖于拓扑稳定码和基于测量的量子计算技术的交叉。特别是，它基于3D颜色代码及其横向操作。
2018-10-22 quant-ph
Seeing topological order in time-of-flight measurements
在这项工作中，我们提供了一个一般的方法来直接测量冷原子系统的拓扑秩序。作为一个应用程序，我们提出了一个特征拓扑模型的实现，介绍了由Halfman，使用光晶格加载费米子原子在两个内部状态。我们证明，飞行时间测量直接揭示了系统的拓扑秩序的动量空间skyrmions的形式。
2012-01-09 cond-mat.quant-gas quant-ph
Emergence symmetry protected topological phase in spatially tuned measurement-only circuit
研究了三种不同类型的投影测量算子的纯测量电路中空间调谐单点测量引起的拓扑相变。特定的空间设置和三个测量算子之间的交换关系的组合产生这样的过渡。在实际应用中，通过在奇子格上施加另一个空间调谐的投影测量，消除干扰对称性保护拓扑（SPT）相位的投影测量，从而在偶子格上恢复SPT相位。我们进一步研究了这种相变的临界性质，发现它与二维渗流相变具有相同的临界指数。
2022-12-26 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech quant-ph
Detecting topological invariants in chiral symmetric insulators via losses
我们表明，体绕组数表征一维拓扑绝缘体与手征对称性可以检测到从一个单一的粒子的位移，通过损失观察。损耗表示仅在一个子晶格上重复弱测量的效果，其周期性地中断动力学。当这些没有检测到粒子时，它们实现负测量。我们的重复测量方案涵盖了时间无关和周期性驱动（Floquet）拓扑绝缘体，有或没有空间无序。在快速重复的限制，消失弱测量，我们的计划描述非厄米哈密顿，作为有损苏-施里弗-Heeger模型的物理。102，065703（2009）。我们发现，与直觉相反，检测绕组数所需的时间可以通过降低测量效率来缩短。我们说明了我们的结果上的离散时间量子行走，并提出实验测试它们的方法。
2016-12-14 cond-mat.mes-hall quant-ph
Realization of Topological Quantum Computation with surface codes
本文利用空穴平面上Z2拓扑序的简并基态（即所谓的表面码）作为保护码子空间，通过调节它们的量子隧穿效应，构建拓扑量子计算机.以设计哈密顿量-Kitaev复曲面码模型为例，研究了表面码的量子隧穿效应，得到了有效理论。最后，我们介绍了如何进行拓扑量子计算，包括初始化、么正变换和测量。
2009-05-08 quant-ph
Quantum computations with topological edge states
拓扑量子计算可以用局部马约拉纳零模来实现。为了简化操作，可以在带隙的二维系统中使用马约拉纳边缘状态。在这里，我们演示了这种方法可以用于Kitaev六边形模型，并讨论了实现量子状态转移沿边缘和两个量子比特门介导的边缘模式。
2023-02-20 quant-ph
Deterministic topological quantum gates for Majorana qubits without ancillary modes
针对 Majorana 量子比特的 Clifford 门实现难题，论文提出无需辅助 MZMs、受完全拓扑保护的确定性测量方案，并给出双量子比特门的最少四步测量序列。
2023-05-29 cond-mat.mes-hall quant-ph
Non-Abelian braiding of Majorana-like edge states and topological quantum computations in electric circuits
服从非阿贝尔辫子群的马约拉纳费米子被认为是未来拓扑量子计算的基本成分。在这项工作中，我们建议模拟Majorana费米子的Kitaev模型在电路的基础上观察到，电路拉普拉斯可以相同的哈密顿量。沿链的一组交流电压起着波函数的作用。我们生成一个任意数量的拓扑片段Kitaev链。一对拓扑边状态出现在拓扑线段的边处。它的波函数可以通过阻抗测量中峰的位置和相位来观察。它是可能的编织任何一对相邻的边缘状态的援助的T-结的几何形状。通过计算它们的本征函数所获得的Berry相位，证明了编织产生了单量子比特和双量子比特的幺正操作。在此基础上我们构造了Clifford量子门。我们还提出了一种算子形式，把拓扑边态看作是拓扑孤立子缠绕在平凡段和拓扑段之间。我们的分析表明，电路方法可以模拟拓扑量子计算的马约拉纳费米子方法。
2020-08-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Proximity-induced supercurrent through topological insulator based nanowires for quantum computation studies
在拓扑绝缘体表面态中，邻近诱导超导能隙被预测为容错量子计算中急需的Majorana费米子的宿主。最近理论上提出的拓扑量子计算架构通过Majoranas是基于Kitaev的一维量子线的大型网络，这对当前基于单纳米线的器件的可扩展性提出了巨大的实验挑战。在这里，我们解决了这个问题，通过实现强大的超导性的结制造的拓扑绝缘体Bi2Se3纳米线接近耦合到传统的s波超导W电极。铣削技术在纳米尺度上具有制造任何所需形状和结构的巨大潜力，因此可以有效地用于将现有的基于单纳米线的设计按比例放大为基于纳米线的网络架构。我们证明了弹道拓扑表面态在长Bi2Se3结中传播具有高IcRN产物的长程邻近诱导超导有序中的主导作用。大的上临界磁场，超过了Escherasekhar Clogston极限表明存在强大的超导秩序与自旋三重态库珀配对。还观察到非常规的IcRN产物对纳米线结的宽度的逆依赖性。
2018-11-22 cond-mat.mes-hall quant-ph
An experimental measurement of the topological charge of orbital angular momentum beams through weak measurement
弱测量作为一种特殊的实验技术，只提取了被测系统的极少信息，不会引起被测状态的崩溃。将轨道角动量（OAM）态与弱测量过程的预选和后选系统耦合时，OAM态的位置与拓扑荷（TC）之间存在间接耦合.在此基础上，我们提出了一个实验方案，通过弱测量的方法，对-14 ~14范围内的OAM光束的TC进行了实验测量。
2018-01-22 physics.optics quant-ph
Anyonic Topological Quantum Computation and the Virtual Braid Group
我们介绍了虚拟编织树的重耦合理论。这种再耦合理论可以用来将交换门纳入量子计算的任意子模型。
2009-09-09 math.GT quant-ph
Direct Measurement of the Zak phase in Topological Bloch Bands
几何相位表征了布洛赫带的拓扑性质，在现代固体能带理论中起着重要作用。本文报道了对一维光晶格中冷原子运动所获得的几何相位的直接测量。使用布洛赫振荡和拉姆齐干涉相结合，我们提取Zak相位-在整个布里渊区的粒子的绝热运动过程中获得的Berry相位-这可以被看作是一个不变量，其特征在于带的拓扑性质。对于模拟聚乙炔的二聚化光晶格，我们测量了两种可能的聚乙炔相的Zak相位差等于φ_Zak=0.97（2）π。这表明两个二聚相属于不同的拓扑类，使得对于填充带，畴壁具有分数量子数。我们的工作为研究光晶格中布洛赫带的拓扑结构建立了一种新的一般方法。
2012-12-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Robustness of a state with Ising topological order against local projective measurements
本文研究弱塞曼微扰下蜂窝基塔耶夫模型基态在随机局域投影测量下的鲁棒性，发现非阿贝尔伊辛拓扑序比环面码极限中的阿贝尔 $Z_2$ 拓扑序更能抵抗退相干扰动。
2024-03-12 cond-mat.str-el quant-ph
Measurement-only dynamical phase transition of topological and boundary order in toric code and gauge-Higgs models
本研究针对toric码与gauge-Higgs模型，通过仅测量电路演化探究拓扑有序态的长时间动力学，发现三类动力学相，揭示其拓扑与边界序特征及相转变关系。
2024-06-02 cond-mat.dis-nn hep-th quant-ph
Investigating global and topological order of states by local measurement and classical communication: Study on SPT phase diagrams by quantum energy teleportation
提出利用量子能量隐形传态协议与 LOCC，仅凭局域操作复现 Ising 及多种 SPT 模型相图，为实验识别非局域序和相变提供通用框架。
2023-02-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
3-Fermion topological quantum computation
提出基于三费米子任意子对称缺陷编织融合与魔法态注入的通用拓扑量子计算方案，并给出Walker-Wang测量基容错实现及子系统码联系。
2024-02-07 quant-ph
Topological Computation by non-Abelian Braiding in Classical Metamaterials
该研究提出在经典机械超材料中实现一维 Kitaev 拓扑超导体，利用经典 MZM 的非阿贝尔编织完成单量子比特 Clifford 门，并验证其对机械缺陷的拓扑保护。
2025-02-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Stable measurement-induced Floquet enriched topological order
本文通过构建连续路径研究Floquet code与toric code之间的相变，发现时间晶体相与稳态拓扑相的转变以发散长度尺度为特征，并证实加入单量子比特微扰后Floquet enriched拓扑序保持稳定。
2024-02-17 cond-mat.stat-mech quant-ph
Optimizing Clifford gate generation for measurement-only topological quantum computation with Majorana zero modes
量子计算的主要挑战之一是，虽然执行非平凡量子计算所需的门的数量可能非常大，但实际量子架构中的退相干和错误限制了可以相干执行的物理门操作的数量。因此，量子算法到物理上可用的操作集的最佳映射至关重要。我们研究这个问题的测量拓扑量子计算机的基础上马约拉纳零模式，门是通过测量序列进行。这种方案已经被提出作为一种实用的、可扩展的方法来处理使用马约拉纳零模式构建的拓扑量子比特阵列中的量子信息。基于以前的工作，已经表明，多量子比特克利福德门可以在这样的量子比特网络的拓扑保护的方式制定，我们讨论的方法来获得最佳的测量序列的物理架构，如布局和实施不同类型的测量的相对困难的约束下，给定的克利福德门。我们的方法还提供了不同的架构和策略的比较分析的工具，考虑到特定方面的系统的实验表征。作为进一步的非平凡的演示，我们讨论的表面码在基于马约拉纳拓扑量子位的实现。我们使用这里开发的技术，以获得一个优化的测量序列，实现稳定剂的测量，只使用最近邻拓扑量子位岛上的费米宇称测量。
2020-03-27 quant-ph
Many-body topological invariants from randomized measurements
一维保序拓扑（SPT）相的分类最近已经实现，并对我们理解凝聚态物理中的量子相产生了根本性的影响。在这个框架中，SPT相位可以通过多体拓扑不变量来识别，多体拓扑不变量是多体波函数的量子化非局部算子。虽然SPT相位现在可以在相互作用的合成量子系统中实现，但到目前为止，量子化多体拓扑不变量的直接测量仍然难以捉摸。在这里，我们提出了测量协议的多体拓扑不变量的所有类型的保护对称性的一维相互作用玻色子系统。我们的方法依赖于与本地随机幺正实现随机测量，并可以应用于任何自旋系统与单网站addressability和读出。因此，我们的计划提供了一个通用的工具箱，实验分类相互作用的SPT阶段。
2019-06-12 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
Unified approach to topological quantum computation with anyons: From qubit encoding to Toffoli gate
拓扑量子计算可以提供一种鲁棒的方法，用于利用任意子准粒子激发的拓扑性质来编码和操纵信息。针对Chern-Simons-Witten SU（2）$_k$理论中的所有任意子模型，我们提出了一种有效的方法来映射量子信息（qubit）的密集和稀疏表示，并简单地构造了多量子比特门，该理论支持通过编织进行通用量子计算（$k\geq 3,\ k \neq 4$）.在这个过程中，我们展示了如何拓扑量子存储器和门的$k=2,4$连接自然那些$k\geq 3,\ k \neq 4$，统一这些概念在一个简单的框架。此外，我们说明了这些想法的潜在扩展到其他任何子模型以外的陈-西蒙斯-威滕场论。
2011-08-01 cond-mat.mes-hall math-ph math.MP
Blind topological measurement-based quantum computation
盲量子计算是一种新的安全量子计算协议，它使没有足够量子技术的爱丽丝能够将她的量子计算委托给拥有完全成熟的量子计算机的鲍勃，这样鲍勃就无法了解爱丽丝的输入，输出和算法。最近的一个原理验证实验证明了光学系统中的盲量子计算，这对盲量子计算在现实噪声条件下的可扩展性提出了新的挑战。在这里，我们表明，容错盲量子计算是可能的拓扑保护的方式使用Raussendorf-Harrington-Goyal计划。该方案的误差阈值为0.0043，与非盲拓扑量子计算的误差阈值（0.0075）相当。由于在一些实验系统中已经实现了0.001量级的每门误差，因此我们的结果意味着安全的云量子计算是可以实现的。
2012-09-06 quant-ph
Quantum computation via Floquet topological edge modes
Floquet拓扑物质已经成为一个令人兴奋的平台，探索丰富的物理学和拓扑相的改变游戏规则的应用。作为Floquet对称性保护拓扑（SPT）相的一个显着和最近发现的特征，原则上，简单的周期性驱动系统可以拥有任意数量的拓扑保护零边模和π边模，其中Majorana零模和Majorana π模作为受粒子-空穴对称性保护的示例。这项工作倡导了一种新的路线，完整的量子计算，利用共存的许多Floquet SPT边缘模式，所有这些都有平凡的动力学阶段，在计算协议。令人信服的证据支持这一雄心勃勃的目标，三对马约拉纳边缘模式，托管的周期性驱动的一维（1D）超导超晶格，被证明足以编码两个逻辑量子比特，实现量子门操作，并通过绝热晶格变形执行两个简单的量子算法。与基于拓扑量子线的Majorana零模的量子计算的早期研究相比，使用Floquet SPT相位可以显著节省资源。因此，本文希望激发一系列未来的研究潜力的Floquet拓扑物质在量子计算。
2018-10-09 quant-ph
Interferometric Measurements of Many-body Topological Invariants using Mobile Impurities
拓扑量子相位不能用Ginzburg-Landau型序参量来表征，而是用非局域拓扑不变量来描述。能够实现这种奇异状态的实验平台现在包括“合成”多体系统，如超冷原子或光子。在这些系统中可用的独特的工具，使一个新的强相关的多体状态的表征。在这里，我们提出了一个通用的计划，检测拓扑秩序使用干涉测量的基本激发。关键的成分是使用可移动的杂质，这些杂质与宿主多体系统的准粒子结合。具体来说，我们展示了如何分数电荷可以探测到大量的分数量子霍尔系统。我们证明，结合拉姆齐干涉和布洛赫振荡可以用来测量单个准粒子的陈数，这给出了一个直接的探针的分数电荷。我们讨论我们的方法可能的扩展到其他拓扑多体系统，如自旋液体。
2015-12-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.other cond-mat.quant-gas
Universal Gates via Fusion and Measurement Operations on SU$(2)_4$ Anyons
我们研究了一类基于SU $(2)_4$或$k=4$ Jones-Kauffman任意子的拓扑量子计算的操作。我们表明，这样的操作增加编织操作，这本身，是不是计算上的普遍。通过生成精确的、拓扑保护的无理相位门和近似的、拓扑保护的受控$Z$门，这种增强导致计算上通用的门集合。
2015-07-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Topological One-Way Quantum Computation on Verified Logical Cluster States
本文提出了一种改进容错拓扑单向计算噪声阈值的方案。有限大小的某些簇状态，比如星形簇，通过有效的验证过程用逻辑量子比特构造，以实现高保真度。然后，通过验证近似确定性地连接星团，形成一个三维的星团状态，实现拓扑单向计算。必要的验证后选择是本地化的星团内，确保计算的可售性。该方案以高错误率$ \sim 1 % $和与其他容错方案相当或更少的合理资源工作，这表明潜在的噪声阈值高于5%。
2010-12-25 quant-ph
Topological quantum computation away from the ground state with Majorana fermions
我们放宽了拓扑量子计算与马约拉纳费米子的要求之一。讨论了简并多体基态波函数的拓扑量子计算。提供简并基态的最简单的粒子，马约拉纳费米子，经常与极低能量的激发共存，因此将系统保持在基态可能是困难的。我们表明，拓扑保护延伸到激发态，只要马约拉纳费米子不相互作用，既不直接，也不通过激发态。这种保护依赖于费米子宇称守恒，因此它对马约拉纳费米子的任何实现都是通用的。
2010-07-20 cond-mat.supr-con quant-ph
Observation of topological Uhlmann phases with superconducting qubits
有限温度下的拓扑绝缘体和超导体可以用拓扑乌尔曼相来表征。然而，在凝聚态系统中，这种不变量的直接实验测量仍然是难以捉摸的。在这里，我们报告的测量拓扑乌尔曼相位的拓扑绝缘体模拟纠缠量子比特系统在IBM量子体验平台。通过利用辅助状态，否则不可观察的相位携带拓扑信息的系统变得可访问，使实验确定一个完整的相图，包括环境的影响。我们采用了一个状态无关的测量协议，它不涉及系统状态的先验知识。所提出的测量方案是可扩展的相互作用粒子和拓扑模型与大量的频带。
2018-02-12 cond-mat.str-el quant-ph
Measurement-based quantum computation in symmetry protected topological states of one-dimensional integer spin systems
本文推广了一维对称保护拓扑态中MBQC的代数框架，使其涵盖整数自旋链，并识别出表征MBQC效率的计算序参量，该参量在Haldane相中与常规弦序参量一致。
2024-09-24 quant-ph
Topological Quantum Computation with Gapped Boundaries and Boundary Defects
本文综述了带隙边界和边界缺陷的拓扑量子计算的最新研究成果，并列出了一些有待解决的问题。
2017-10-19 math-ph math.MP math.QA
Topologically protected measurement-based quantum computation on the thermal state of a nearest-neighbor two-body Hamiltonian with spin-3/2 particles
最近，李{ \it et al.} [Phys. Rev. Lett. { \bf 107}，060501（2011）]已经证明，只要温度小于临界值，即阈值温度，就可以在具有自旋2和自旋3/2粒子的最近邻两体哈密顿量的热状态上实现拓扑保护的基于测量的量子计算。在这里，我们表明，热状态的最近邻两体哈密顿量，其中只包括自旋3/2粒子，使我们能够进行拓扑保护的测量为基础的量子计算。阈值温度的计算结果表明，与自旋-2和自旋-3/2系统的阈值温度相当。此外，我们一般表明，一个高连通性的集群状态可以有效地产生从自旋3/2系统的热态没有严重的热噪声积累。
2012-02-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Topological quantum computation within the anyonic system the Kauffman-Jones version of SU(2) Chern-Simons theory at level 4
我们提供了将Ancillas转变为相位门的方法（第1章），从而导致非理性相位门（第2章）。我们实现了所有的2比特置换门（第三章）。
2015-04-07 math.QA quant-ph
Compiling single-qubit braiding gate for Fibonacci anyons topological quantum computation
拓扑量子计算是量子计算机的一种实现方式，它从根本上减少了退相干。拓扑量子比特被编码在二维准粒子任意子的拓扑演化中，通过将这些任意子编织成一个拓扑保护的电路模型，可以构造出一组通用的量子门。在本研究中，我们回顾了这种新兴的量子计算方案的基础知识，并说明了如何采用由三个Fibonacci任意子构建的拓扑量子比特，通过交换组成它的任意子来实现无泄漏的编织门。使用蛮力搜索方法，数值实现了一个近似Hadamard量子门的单量子比特编织门。用于这一目的的算法进行了解释和数值程序公开共享的复制和进一步使用。
2020-08-08 cond-mat.str-el quant-ph
Focus on topological quantum computation
拓扑量子计算最初是一个利基研究领域，旨在利用具有奇异统计的粒子（称为任意子）进行量子计算。很快，它发展到包括各种学科。对任意子性质的理解的进展激发了新的量子算法，并有助于描述物质的拓扑相及其实验实现。拓扑系统在概念上的吸引力以及它们对构建容错量子技术的承诺推动了这一领域的魅力。这种“侧重”汇集了该领域的若干最新发展，促进了不同办法之间的协同作用。
2014-07-06 cond-mat.str-el quant-ph
Introduction to topological quantum computation with non-Abelian anyons
拓扑量子计算机保证了执行量子计算的容错手段。拓扑量子计算机使用具有奇异交换统计的粒子，称为非阿贝尔任意子，最简单的任意子模型允许通过粒子交换或编织进行通用量子计算，这是斐波那契任意子模型。使用量子计算可以有效解决的一个经典难题是找到单位根处结的琼斯多项式的值。我们的目标是提供一个教学，独立的，审查与斐波那契任意子的拓扑量子计算，从编织统计和矩阵的布局这样的计算机和编制辫子执行特定的操作。然后，我们使用拓扑量子计算机的模拟来明确地展示使用斐波那契任意子的量子计算，评估选择简单结的琼斯多项式。除了模拟模块电路式量子算法，我们还展示了如何使用Fibonacci或Ising任意子精确获得特定点处的Jones多项式的大小。这种精确的算法似乎非常适合拓扑量子计算机的概念证明。
2018-04-20 cond-mat.quant-gas quant-ph
Generating and verifying graph states for fault-tolerant topological measurement-based quantum computing in 2D optical lattices
我们提出了两种方案，用于实现图状态的容错拓扑测量为基础的量子计算在二维光晶格。我们发现，双层集群和表面码状态可以创建由全球单行和受控Z操作。该计划受益于原子寻址的2D光晶格上的可访问性和存在的一个有效的验证协议，使我们能够确保实验的可行性测量的保真度的系统对理想的图形状态。模拟结果表明，潜在的物理实现容错测量为基础的量子计算对失相和幺正相位误差在光晶格。
2013-04-10 quant-ph
Topological quantum computation assisted by phase transitions
该研究利用子相、任意子隧穿映射 φ 及时空相变，将 Abelian Floquet 码推广到非 Abelian 情形，并丰富模张量范畴拓扑序中的拓扑门类型。
2023-11-02 quant-ph
Direct Measurement of Topological Number by Quench Dynamics
拓扑数的度量在拓扑系统的研究中是至关重要的。近年来，拓扑数与动力学之间的关系被建立起来。但目前还没有一种直接从动力学中读出拓扑数的方法。在这项工作中，我们提出了一个新的动力学协议，直接测量未知系统的拓扑数。与一般的猝灭操作不同，我们将未知系统的哈密顿量转化为另一个具有已知拓扑性质的哈密顿量。在猝灭后，不同的初始态导致猝灭后最终Bloch带上不同的粒子数分布。这种分布依赖于初始布洛赫态和最终布洛赫态之间的波函数重叠，这是一个取决于动量的复数。证明了当动量变化$2π$时，波函数重叠的相位变化$Δnπ$，其中$Δn$是初始Bloch带和最终Bloch带之间的拓扑数差.在此基础上，利用已知的末态Bloch带的拓扑数，我们可以直接从粒子数分布中推导出初态的拓扑数，而不需要跟踪系统的演化，也不需要测量自旋织构。并提出了两种实验方案。这些方案提供了一个方便和强大的测量方法，也加深了对拓扑和动力学之间的关系的理解。
2022-08-16 cond-mat.other quant-ph
Temporal-mode continuous-variable 3-dimensional cluster state for topologically-protected measurement-based quantum computation
基于测量的量子计算与连续变量的光学设置显示了实现大规模量子计算的巨大希望，其中时域复用方法使我们能够生成用于执行基于测量的量子计算的大规模团簇态。为了有效利用时域复用方法的优势，本文提出了一种生成大规模三维团簇态的方法，为拓扑保护的基于测量的量子计算提供了一个平台.我们的方法结合了时域复用方法和分而治之的方法，并具有实现大规模量子计算的两个优点。首先，利用压缩能级来验证三维团簇态的纠缠是可行的。第二个优点是在拓扑保护的基于测量的量子计算期间，对来自连续变量的有限压缩的模拟误差的鲁棒性。因此，我们的方法是一个很有前途的方法来实现大规模的量子计算与连续变量。
2020-08-03 quant-ph
Computation of topological charges of optical vortices via non-degenerate four-wave-mixing
本文报道了利用非简并四波混频过程计算两个光学涡旋的拓扑荷的实验。结果表明，输出信号光携带的轨道角动量等于探测光和后向泵浦光的轨道角动量之差。Rb原子作为非线性介质，传递光的轨道角动量。
2006-03-10 quant-ph
Efficient computation of topological order
本文对比拓扑纠缠熵与基于纠错的拓扑序检测方法，证明后者具有多项式扩展优势，并在环面码变体模型中成功计算相图，可推广到高维及非平衡量子模拟实验。
2025-05-08 cond-mat.stat-mech hep-th physics.comp-ph
