A Geometrical Derivation of a Family of Quantum Speed Limit Results
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时间无关系统中得到了一族量子速度极限结果.该方法将实现量子门的速度限制与正交时间的界限相关联。我们重现已知的结果的马戈勒斯-列维京定理，和一个已知的推广的马戈利斯-列维京定理，作为特殊情况下，我们的方法，产生了丰富的家庭其他类似的速度限制公式对应于正齐次函数的su（n）。讨论了控制量子态的速度极限与系统时间演化算符之间的一般关系。
2014-10-13 quant-ph
Quantumness Speeds up Quantum Thermodynamics Processes
针对缺乏量化量子相干与纠缠在功提取中作用的通用方法的问题，提出热力学速度量化功提取，证明相干和真纠缠可加速功提取，提供无态层析的纠缠见证新热力学方法。
2024-06-19 quant-ph
Environment assisted speed-up of the field evolution in cavity QED
我们测量了弱驱动光腔QED系统中光场态演化的量子速度。为此，电磁场的模式被认为是一个感兴趣的量子系统，与一个可调的环境：原子优先耦合。通过控制环境，通过改变耦合到光腔模的原子数，实现了环境辅助的加速：光腔中状态重新布居的量子速度随着光腔模与该非马尔可夫环境之间的耦合强度（原子数）而增加。
2015-03-09 quant-ph
Quantum Limit on Computational Time and Speed
我们研究了物理定律是否可以限制由基本粒子构建的量子计算机的计算时间和速度。我们发现量子计算机的速度和运行时间的乘积受到系统内部存在的基本相互作用类型的限制。这将有助于我们决定在构建量子计算机时应该允许什么类型的相互作用，以实现所需的速度。
2002-07-25 quant-ph
The quantum computational speed of a single Cooper Pair box
利用正交速度研究了荷电量子比特与初始制备在Fock态或二项式态的单腔场相互作用的计算速度。我们观察到计算速度的速率与腔内光子的数量有关。此外，我们表明，量子位场耦合起着相反的作用，其中的计算速度降低耦合的增加。我们建议使用在现场的光子数作为控制参数，以提高计算速度。
2011-07-09 quant-ph
Controlling the transport of an ion: Classical and quantum mechanical solutions
我们研究了不同的控制技术的性能，在国家的最先进的分段小型化离子阱的离子传输。我们采用经典的轨迹和量子波包传播的数值优化，以及来自基于不变的逆向工程和几何最优控制的解析解。我们发现，准确的穿梭，可以进行以下的陷阱振荡周期的操作时间。最大速度受到可以施加在离子上的最大加速度的限制。当使用从经典动力学获得的控制波包传播，波包压缩是唯一的量子效应，发挥了很大范围的捕获参数。我们表明，这可以通过来自基于不变量的逆向工程的补偿力进行校正，而不会显着增加操作时间。
2013-12-15 quant-ph
Quantifying Computational Advantage of Grover's Algorithm with the Trace Speed
尽管进行了深入的研究，但量子算法提供的加速的物理起源仍然是个谜。没有一个一般的物理量，比如纠缠，可以单独作为基本的有用资源。在这里，我们报告的跟踪速度和量子加速之间的密切联系Grover的搜索算法实现的纯态和伪纯态。对于无噪声算法，我们发现量子加速和伪纯态的偏振之间存在一一对应关系，这可以与广泛的量子统计速度相联系。对于时间依赖性部分去极化和中断Grover搜索，加速是特别有界的最大跟踪速度，发生在算法操作。我们的研究结果量化了量子加速的物理资源，这是实验上可测量的，并与多体纠缠和量子相干性。
2021-01-14 quant-ph
Discrete Wigner functions and quantum computational speedup
在[Phys.Rev.A70，062101（2004）]中，Gibbons等人定义了一类离散Wigner函数W来表示有限维希尔伯特空间d中的量子态。我刻画了一组C_d的状态具有非负的W同时在所有定义的W在这一类。当d<6时，证明了C_d是稳定器状态的凸包.这支持了W的负性对于纯态量子计算的指数加速是必要的这一猜想。
2005-04-05 quant-ph
On the role of entanglement in quantum computational speed-up
对于任何量子算法操作纯态，我们证明了多方纠缠的存在，与输入大小无限增加的缔约方的数量，是必要的，如果量子算法是提供一个指数级的速度超过经典计算。此外，我们证明了该算法可以经典有效地模拟到规定的公差η内，即使是一个适当的少量的全球纠缠（取决于η）。我们明确地确定发生增加的多部纠缠在肖尔的算法。我们的研究结果不适用于量子算法的混合状态一般，我们讨论的建议，一个指数级的计算速度可能与混合状态在完全没有纠缠。最后，尽管纠缠对于纯态算法至关重要，但我们认为将纠缠视为量子计算能力的关键资源是误导性的。
2002-03-08 quant-ph
Approaching the Quantum Speed Limit in Quantum Gates with Geometric Control
提出基于几何原理的最优控制策略，通过控制哈密顿量参数实现量子门，逼近Mandelstam-Tamm量子速度极限，在双量子比特门上显著降低偏差并保持高保真度。
2025-09-14 quant-ph
Quantum Speed Limits in Qubit Dynamics Driven by Bistable Random Telegraph Noise: From Markovian to Non-Markovian Regimes
研究双稳态随机电报噪声下量子比特的量子速度极限，发现非马尔可夫记忆效应通过信息回流加速演化，而非平衡初始条件则导致纯马尔可夫行为，为设计快速抗噪量子协议提供指导。
2025-04-22 quant-ph
Control of light speed: From slow light to superluminal light
本文提出了一种在原子系统中实现光速从慢于c到快于c的控制方案。该方案是基于远失谐拉曼效应。在$Λ$结构中，两个频差很小的远失谐耦合场对探测场会产生两个吸收峰，而两个基态之间的光抽运可以将吸收峰变为增强峰，使两个峰之间的正常色散变为反常色散，从而使探测场从慢光变为超光速传播。
2008-07-01 physics.optics quant-ph
Controlling the dynamics of ultracold polar molecules in optical tweezers
光镊中捕获的超冷分子在量子技术和精密测量的实现方面显示出巨大的前景。我们研究了一个典型的情况下，两个相互作用的极性分子放置在单独的陷阱控制使用外部电场。例如，这使得量子计算方案成为可能，在该方案中，旋转结构被用于对量子比特状态进行编码。我们估计，典型的操作时间尺度所需的状态工程在几微秒的范围内。我们进一步强调的两体状态的空间结构的重要作用，具有显着的门加速采用陷阱诱导共振的潜力。
2021-12-14 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Towards phonon routing: Controlling propagating acoustic waves in the quantum regime
我们探索路由的传播声子与以前的光子实验类比。微波区的表面声波被超导transmon量子比特散射。可以使用外部磁场或Autler-Townes效应将transmon调谐成与入射SAW场谐振或不谐振，并且因此可以及时控制SAW场的反射和透射。我们观察到低功率连续信号传输中80%的消光和路由器的40 ns上升时间。SAW在固体表面上的缓慢传播速度允许对传播声子进行飞行操纵。路由100 ns短脉冲的能力实现了新的功能，例如在两个量子位之间捕获声学声子，然后在受控方向释放它。
2019-09-16 cond-mat.mes-hall quant-ph
High-speed computational ghost imaging with compressed sensing based on a convolutional neural network
计算鬼像（CGI）作为一种间接成像技术，近年来得到了广泛的研究。但CGI的速度不能满足实际应用的要求。在这里，我们提出了一种新的CGI方案的高速成像。在我们的场景中，传统的CGI数据处理算法被优化为基于卷积神经网络（CNN）的新压缩感知（CS）算法。CS用于处理由常规CGI设备收集的数据。然后，通过CNN训练处理后的数据以重建图像。实验结果表明，我们的方案可以产生高质量的图像与更少的采样比传统的CGI。此外，使用我们的方法重建的图像与传统CS和深度学习（DL）重建的图像之间的详细比较表明，我们的方案优于传统方法，并实现了更快的成像速度。
2020-08-16 eess.IV quant-ph
On Quantum Ambiguity and Potential Exponential Computational Speed-Ups to Solving Dynamic Asset Pricing Models
本文利用量子叠加与纠缠特性为动态非线性资产定价模型提出指数级加速的量子计算方案，并建立量子决策理论基础以处理模型选择中的模糊性与不确定性。
2025-08-22 q-fin.PR quant-ph
Controlling energy conservation in quantum dynamics with independently moving basis functions: Application to Multi-Configuration Ehrenfest
应用含时的变分原理对描述核波函数的冻结宽度高斯的线性组合提供了一种形式主义，其中总能量守恒。这种形式主义的计算缺点是个体高斯的轨迹是微分方程的耦合系统的解，限制了串行传播算法的实现。为了使计算并行化和加速，提出了基于简化运动方程的独立轨迹。不幸的是，在涉及有限高斯基的实际实现中，这种简化导致破坏能量守恒。我们提供了一个解决这个问题的方法，使用拉格朗日乘子，以确保能量和范数守恒，而不管基函数轨迹或基的完整性。我们说明了我们的方法内的多配置Eklfest方法考虑线性振动耦合模型。
2022-02-11 physics.chem-ph quant-ph
Computational speedups using small quantum devices
Max Planck Institut für Quantenoptik（马克斯·普朗克量子光学研究所）；Leiden University（莱顿大学）
假设我们有一台只有M个量子比特的小型量子计算机。这样的设备真的能加速某些算法吗？即使问题的大小比M大得多。在这里，我们对这个问题的回答是肯定的。我们提出了一个混合量子经典算法来解决3SAT问题，涉及n>>M个变量，显着加快其完全经典的副本。考虑到目前对建造小型量子计算机的追求，这个问题可能是相关的。
2018-07-25 cs.AI cs.CC quant-ph
Effectiveness of the Krotov method in controlling open quantum systems
本文研究Krotov方法在开放量子系统控制中的有效性，对比幺正与非幺正优化在态制备和量子门实现中的表现，发现非幺正优化在态制备中更优，但在量子门实现中取决于泄漏态和耗散分布情况。
2023-07-25 physics.comp-ph quant-ph
Controlling and exploring quantum systems by algebraic expression of adiabatic gauge potential
绝热规范势是非绝热跃迁的起源。在反绝热驱动中，绝热规范势可以用来实现与绝热时间演化完全相同的动力学过程，而不需要缓慢地改变参数。本文给出绝热规范势的一个代数表达式。然后，我们发现绝热规范势的显式形式可以很容易地通过一些代数计算来确定。我们用单自旋系统、双自旋系统和横向伊辛链证明了这种方法。此外，我们推导出一个下限的保真度绝热时间演化的量子速度限制的基础上。这个界使我们能够知道近似绝热规范势的最坏情况。我们也可以利用这个束缚来寻找绝热规范势中的主导项，以抑制非绝热跃迁。我们应用这个约束的磁化反转的双自旋系统和横向伊辛链的量子退火。绝热规范势反映了能量本征态的结构，因此我们也讨论了用绝热规范势探测量子相变的问题。我们发现了一个签名的量子相变中的横向伊辛链。
2020-10-12 cond-mat.stat-mech quant-ph
Controlling Photon Entanglement with Mechanical Rotation
本研究通过在旋转平台的HOM干涉仪臂中加入Sagnac干涉仪，发现机械旋转引发的非惯性运动可改变纠缠双光子态的对称性，为研究时空对量子系统的影响及卫星量子通信相关研究提供支撑。
2022-10-11 physics.optics quant-ph
Limits of quantum speed-ups for computational geometry and other problems: Fine-grained complexity via quantum walks
许多计算问题都受到量子加速的影响：人们可能会发现，一个具有O（n^3）时间或O（n^2）时间经典算法的问题可以通过已知的O（n^1.5）时间或O（n）时间量子算法来解决。问题自然出现了：量子加速有多大可能？细粒度复杂性的区域允许我们证明各种计算问题的复杂性的最佳下限，基于某些自然的，经过充分研究的问题的复杂性。这个理论最近在Buhrman，Patro和Speelman（arXiv：1911.05686）以及Aaronson，Chia，Lin，Wang和Zhang（arXiv：1911.01973）的两篇独立论文中被扩展到量子环境。本文将细粒度复杂性理论进一步推广到量子环境。经典环境中的一个基本猜想是，对于任何a>0，3SUM问题都不能在O（n^{2-a}）的时间内通过（经典）算法解决。我们提出了一个类似的猜想，量子3SUM猜想，它指出不存在O（n^{1-b}）时间的量子算法的3SUM问题。基于量子3SUM猜想，我们给出了几个计算问题的量子算法时间复杂度的新下界。我们的大多数下限都是最优的，因为它们与已知的上限相匹配，因此它们意味着对这些问题可能的量子加速的严格限制。
2021-06-03 cs.CC quant-ph
Understanding the Quantum Computational Speed-up via De-quantisation
虽然量子计算机似乎可以允许算法在某些问题上提供比经典算法更快的计算速度，但这个问题却知之甚少。我们通过研究将量子算法去量子化到经典模拟算法中的能力来探索这种计算速度，这些算法在时间和空间上都与原始量子算法一样有效。去量化的过程有助于制定条件，以确定量子算法是否提供了比经典算法更快的速度。这些条件可以用于更有效地开发新的量子算法（通过避免可能允许算法被有效地经典模拟的特征），以及提供创建新的经典算法的潜力（通过使用已被证明对量子算法有价值的特征）。许多不同的方法去量化的结果，以及去量化的一般正式定义。使用高维经典比特的反量子化，以及使用矩阵模拟的反量子化，强调量子算法中的纠缠;一个关键的结果是，任何纠缠有界的算法都是可反量子化的。这些方法的对比稳定器形式主义de-quantisations由于Gottesman-Knill定理，以及那些利用电路的拓扑结构的量子算法。不同方法的好处进行了对比，并强调了一系列技术的重要性。我们进一步讨论了量子算法的一些功能，目前的反量化方法不覆盖。
2010-06-08 cs.CC quant-ph
Necessity of Superposition of Macroscopically Distinct States for Quantum Computational Speedup
对于量子计算，我们调查的猜想，宏观不同的状态的叠加是必要的一个大的量子加速。虽然这个猜想是支持基于电路的量子计算机执行肖尔的因子分解算法[A。Ukena和A. Shimizu，Phys.Rev.A69（2004）022301]，它需要被推广以适用于大类算法和/或其他模型，例如基于测量的量子计算机。为了处理这样的一般情况下，我们首先推广的宏观不同的状态的叠加指数。然后，我们推广的猜想，使用广义指数，在这样一种方式，它是明确适用于一般模型，如果量子算法实现指数加速。在此基础上，我们进一步将此猜想推广到Grover的量子搜索算法上，该算法的加速比很大，但是是二次的。证明了这一推广猜想也是正确的。由于Grover算法是求解非结构化问题的一种典型算法，本文的结果进一步支持了上述猜想。
2013-04-05 cond-mat.mes-hall quant-ph
Scalable Optical Links for Controlling Bosonic Quantum Processors
本研究通过光学链路实现对玻色子量子处理器的远程控制，实现了高保真度的量子操作，为扩展超导量子计算机提供了关键技术支持。
2025-12-11 physics.optics quant-ph
