Site-by-site quantum state preparation algorithm for preparing vacua of fermionic lattice field theories
探讨量子计算机能否有效地模拟量子场论具有理论和实践两方面的动机。从理论的角度来看，它回答了一个假设的计算机，利用量子场论是否会比其他量子计算机更强大的问题。从实用的角度来看，当可靠的量子计算机最终建成时，这些算法可以帮助我们更好地理解管理我们世界的底层物理。在模拟量子场论的最著名的量子算法中，时间标度由初态准备决定。在本文中，我们专门专注于状态准备，并提出了一个启发式算法，可以准备真空的费米子系统在更一般的情况下，比以前的方法更有效。使用我们的方法，状态准备不再是瓶颈，因为其运行时具有与模拟算法的其余部分相同的渐近缩放，具有所需的精度。我们数值证明了我们所提出的方法的有效性的1+1维Gross-Neveu模型。
2019-11-08 quant-ph
Low-depth circuit ansatz for preparing correlated fermionic states on a quantum computer
量子模拟必将成为近期量子计算机的主要应用之一。量子化学和凝聚态物理有望从这些技术发展中受益。已知几种量子模拟方法在量子计算机上制备状态并测量所需的可观测量。最节省资源的方法是变分量子本征求解器（VQE），它传统上采用幺正耦合团簇作为近似多体费米子哈密顿量的基态的近似。该方法的一个重要警告是，该过程的初始状态是一个单一的参考产品状态，没有从经典的Hartree-Fock计算提取的纠缠。在这项工作中，我们提出了一个更一般的费米高斯态，从核物理领域借用的想法，通过初始化算法的方法来改进。我们展示了如何用量子匹配门的线性深度电路来制备这种高斯参考态。通过增加最近邻相位耦合门的数目，我们得到了一个低深度的电路模拟器，它可以精确地制备相关费米子系统的基态。这将VQE的适用范围扩展到具有强配对关联的系统，如超导体，原子核和拓扑材料。
2018-01-03 quant-ph
Preparing general mixed quantum states on quantum computers
Federal University of Santa Maria（圣玛丽亚联邦大学）
该研究针对量子态制备需求，提出模块化算法，可在量子计算机上制备通用d维混合量子态，并通过多类量子态的测试验证了算法有效性。
2026-08-10 quant-ph
Quantum algorithm for preparing the ground state of a system via resonance transition
制备系统的基态是物理学中的一项重要工作。我们提出了一个量子算法，用于准备一个物理系统的基态，可以在量子计算机上模拟。通过在辅助量子位和系统之间引入谐振机制，将系统耦合到辅助量子位，并与对辅助量子位执行的测量相结合，可以通过迭代过程将系统演化为单调收敛到其基态。我们对Afflect-Kennedy-Lieb-Tasaki模型进行了模拟，该模型的基态可以作为单向量子计算的资源态.
2018-05-11 quant-ph
Preparing encoded states in an oscillator
最近，已经提出了一种用于构造量子纠错码的方案，该方案在由连续量子变量描述的系统的无限维希尔伯特空间中嵌入有限维码空间。该方案中的困难步骤之一是编码状态的准备。我们展示了如何通过将连续量子变量耦合到单个量子比特来生成这些状态。离子阱量子计算机为耦合到量子位的连续系统提供了自然设置。我们讨论如何编码状态可能会产生的离子阱。
2002-05-17 quant-ph
Simple ways of preparing qudit Dicke states
Bucknell University（巴克内尔大学）；University of Miami（迈阿密大学）；Coral Gables High School（珊瑚阁高中）
本文提出通过确定性和概率性方法在量子比特计算机上制备量子比特狄克态，方法简洁且高效。
2025-12-09 quant-ph
Preparing 100-qubit symmetry-protected topological order on a digital quantum computer
The Hartree Centre, STFC（哈特雷中心，STFC）；IBM Quantum, IBM Research Cambridge（IBM量子，IBM剑桥研究院）；IBM Quantum, Thomas J. Watson Research Centre（IBM量子，托马斯·J·沃森研究中心）；National Physical Laboratory（国家物理实验室）；IBM Research Europe, The Hartree Centre（IBM欧洲研究院，哈特雷中心）；Department of Physics, Clarendon Laboratory, University of Oxford（牛津大学克拉伦登实验室物理系）；IBM Quantum, IBM Research Europe, Hursley（IBM量子，IBM欧洲研究院赫斯利）
本研究通过构建浅层量子电路在数字量子计算机上实现了100个量子比特的SPT拓扑序，展示了高保真度的基态制备及多种拓扑序特征。
2026-03-06 quant-ph
Critical behavior of Ising model by preparing thermal state on quantum computer
本研究利用基于变分量子虚时间演化算法制备的热态，在量子计算机上模拟伊辛模型，计算其比热和磁化率，观察到临界行为迹象，且结果与精确对角化高度一致。
2023-09-06 cond-mat.stat-mech hep-lat quant-ph
Preparing thermal states of quantum systems by dimension reduction
我们提出了一种算法，准备热吉布斯状态的量子计算机上的一维量子系统没有任何内存开销，并在时间显着短于其他已知的替代品。具体来说，时间复杂度由量$N^{\|h\|/ T}$支配，其中$N$是系统的大小，$\|h\|$是哈密顿量的局部项（耦合能）的算子范数上的界限，并且$T$是温度。考虑到热化复杂性的其他结果，这种整体缩放可能是最佳的。对于更高的维度，我们的算法降低了已知的缩放的时间复杂度与系统的维度。
2010-10-27 quant-ph
Collective three-body interactions enable a robust quantum speedup
集体三体相互作用通过提高量子加速效率和纠缠生成速度，在复杂多体纠缠态制备中展现出鲁棒性和高灵敏度
2025-12-05 quant-ph
Preparing Arbitrary Continuous Functions in Quantum Registers With Logarithmic Complexity
量子计算机将能够以显着的多项式和指数加速来解决重要问题，例如金融期权定价和实空间分子化学模拟。然而，关键应用程序只有在有效地准备输入时才能实现其潜在的加速。我们有效地解决了重要的问题，有效地准备量子态以下任意连续（以及更一般）的功能，复杂性对数在所需的分辨率，并具有严格的误差界。这是通过基于秩-1投影仪的模拟的基本子例程的开发来实现的。结合量子信息处理的各种技术，这个子程序使我们能够提出一套广泛的工具来解决实际任务，如状态准备，Lipschitz连续函数的数值积分，以及从概率密度函数的优越采样。因此，我们的工作在广泛的应用中具有重要意义，例如在金融预测和量子模拟中。
2022-05-01 quant-ph
A Variational Quantum Algorithm for Preparing Quantum Gibbs States
吉布斯分布的制备是量子计算的一项重要任务。它是某些类型的量子模拟中必要的第一步，并且对于量子算法（例如量子玻尔兹曼训练）是必不可少的。尽管如此，大多数制备热态的方法在近期量子计算机上实现是不切实际的，因为需要内存开销。在这里，我们提出了一个变分的方法来准备吉布斯状态，是基于量子系统的自由能最小化。使这成为现实的关键见解是使用傅立叶级数近似的对数，允许通过一系列更简单的测量来估计自由能的熵分量，这些测量可以使用经典的后处理组合在一起。我们进一步表明，这种方法是有效的产生高温吉布斯态，在恒定的误差，如果初始猜测的可变参数的可编程量子线路是足够接近的全局最优值。最后，我们研究的过程数值和显示的可行性，我们的方法为五量子位哈密顿使用Trotterized绝热态制备作为一个animals。
2020-01-31 quant-ph
Theoretical and experimental analysis of adaptive quantum computers
本文提出最坏情况噪声模型，理论推导并实验比较了自适应与非自适应量子算法制备GHZ态和W态的成功概率，发现自适应算法目前未超越完整量子算法。
2025-09-08 quant-ph
Preparing random state for quantum financing with quantum walks
近年来，出现了一种新兴的趋势，将计算机科学和物理学的两项创新结合起来，以实现更好的计算能力。探索量子计算在各种任务中实现高效性能的潜力是工程领域的一个重要发展，也是科学领域的一个有价值的问题，因为它具有为量子计算机特别有利的技术复杂问题提供指数加速的巨大潜力。然而，释放这种潜力的一个关键问题是构建一种有效的方法来将经典数据加载到量子态中，这些量子态可以由量子计算机或量子模拟器在经典硬件上执行。因此，分步量子行走（SSQW）算法被提出来解决这个问题。我们方便SSQW设计参数化的量子线路（PQC），可以生成概率分布和优化的参数，以实现所需的分布使用变分求解器。一个使用Qiskit实现SSQW的实际例子已经作为开源软件发布。通过量子模拟，SSQW在期权定价中的潜在应用显示了其作为一种有前途的方法来生成所需的概率振幅分布的潜力。
2023-03-10 q-fin.PR quant-ph
Can quantum computer perform better than classical?
讨论了一种量子器件的理论模型，该器件可以通过两个步骤，即通过准备输入态和执行测量来因式化任意数N。分析表明，状态准备和测量的持续时间与N成正比，而能量消耗以log N的形式增长。这些结果表明存在海森堡型关系，限制了量子计算机在总计算时间，总能量消耗和问题的经典复杂性方面的效率。
2000-06-05 quant-ph
Preparing multi-partite entanglement of photons and matter qubits
我们展示了如何在量子比特之间产生事件准备的多体纠缠，这些量子比特可以被编码在光子或物质系统上。纠缠态物质系统，也可以作为单光子源，可以使用量子ph/0408040中提出的纠缠操作产生。我们展示了如何用光子量子比特纠缠这样的源，光子量子比特可以被编码在双轨、偏振或时间仓自由度中。随后，我们展示了如何投影测量的物质量子比特可以用来创建纠缠态的光子单独。物质量子比特的状态由生成的光子继承。由于纠缠操作可以用来生成用于量子计算的物质量子比特的团簇态，因此我们的过程使我们能够创建任何（纠缠）光子量子态，其可以被写入为量子计算机的结果。
2005-06-20 quant-ph
Preparing quantum many-body scar states on quantum computers
本研究针对受扰量子多体疤痕态难以用经典计算研究的问题，提出了多种适配量子计算机的态制备协议，并在超导量子硬件上完成了原理性演示，为疤痕态相关研究提供了量子计算路径。
2023-11-02 cond-mat.str-el quant-ph
Adaptive Quantum Computers: decoding and state preparation
本文提出自适应量子计算机模型，证明其在损坏数据解码上优于经典计算机，并给出高效制备均匀叠加态、GHZ态、W态和Dicke态的自适应量子算法，理论与硬件实验验证其优势。
2025-09-10 quant-ph
Preparing low-variance states using a distributed quantum algorithm
本文提出一种受迭代相位估计启发的分布式量子算法，利用每设备单辅助比特和联合测量后选择，在多设备上更快降低能量方差，制备低方差态，凸显分布式算法在近期设备上的潜力。
2025-08-19 quant-ph
Hardware-Efficient Preparation of Graph States on Near-Term Quantum Computers
本研究提出一种针对特定架构的图态制备电路编译方法，通过整合门取消、交换和时序信息，显著降低制备误差，提升近-term量子计算机上图态的保真度与规模。
2024-09-17 quant-ph
Preparing Valence-Bond-Solid states on noisy intermediate-scale quantum computers
本文提出在NISQ量子计算机上制备一维和蜂窝晶格AKLT模型基态（自旋-1和自旋-3/2 VBS态）的浅层量子电路方法，并通过优化和二分晶格策略降低重复开销，有望超越传统数值方法。
2022-09-21 cond-mat.str-el quant-ph
Preparing Quantum States by Measurement-feedback Control with Bayesian Optimization
本文提出将测量反馈控制过程与贝叶斯优化相结合，用于制备多体系统基态，并以一维Bose-Hubbard模型为例验证了该方法能以高概率驱动系统进入低能态。
2022-12-06 cond-mat.quant-gas quant-ph
Preparing the Gutzwiller wave function for attractive SU(3) fermions on a quantum computer
在量子计算机上利用量子-经典混合方案实现吸引性SU(3)费米子系统的Gutzwiller波函数，并通过实验验证其有效性。
2025-04-25 cond-mat.str-el hep-th quant-ph
Toward Quantum Simulations of $\mathbb{Z}_2$ Gauge Theory Without State Preparation
在量子计算机上制备强耦合粒子态需要大量资源。在这项工作中，我们展示了如何经典采样与投影算子耦合，可以用来计算闵可夫斯基矩阵元素，而无需明确准备这些状态的量子计算机。我们用量子模拟器证明了小格点上2+ 1 d $\mathbb{Z}_2$格点规范理论的这一点。
2020-12-03 hep-lat hep-ph hep-th
Scalable Circuits for Preparing Ground States on Digital Quantum Computers: The Schwinger Model Vacuum on 100 Qubits
提出SC-ADAPT-VQE算法，利用关联指数衰减和经典计算确定可扩展电路，在IBM量子计算机上成功制备100量子比特施温格模型真空态，精度随电路深度指数收敛。
2024-04-22 hep-lat hep-ph nucl-th
Variational preparation of normal matrix product states on quantum computers
本文提出利用 AQC 启发式方法及 ADAPT-AQC 算法，以浅层电路在量子计算机上制备短程关联 MPS，并在 50 格点 XXZ 链实验中实现此前不可达的全局淬火模拟。
2025-09-01 quant-ph
Hybrid Quantum-Classical Clustering for Preparing a Prior Distribution of Eigenspectrum
City University of Hong Kong（香港城市大学）；Hon Hai (Foxconn) Research Institute（鸿海（富士康）研究院）；National Cheng Kung University（国立成功大学）
本文提出混合量子-经典聚类算法，用于高效准备特征谱的先验分布，提升量子和经典算法在求解本征值问题中的性能。
2024-11-13 quant-ph
Superposition States on Different Axes of the Bloch Sphere for Cost-Effective Circuits Realization on IBM Quantum Computers
提出利用布洛赫球Y轴与IBM原生sqrt(X)门制备叠加态，替代Hadamard门，确保编译后量子电路成本更低。
2023-11-15 quant-ph
Bethe states on a quantum computer: success probability and correlation functions
最近在量子计算机上找到了一种制备自旋为1/2的海森堡自旋链的Bethe本征态的概率算法，我们用Gaudin行列式导出了该算法成功概率的精确公式，并研究了它的大长度极限.我们证明了计算短链反铁磁基态自旋-自旋关联函数的可行性。然而，成功概率随链长度呈指数下降，这排除了中等长度链的这些关联函数的计算。在附录中给出了Gaudin行列式的一些估计。
2022-07-21 quant-ph
Exact Ising model simulation on a quantum computer
本文用量子计算机对一维横向伊辛自旋链进行了精确模拟。我们构建了一个有效的量子线路，对角化的伊辛哈密顿量，并允许获得所有的本征态的模型，只需准备计算的基础状态。以$n=4$自旋电路为例，计算了基态磁化强度的期望值，时间演化模拟，并提供了一种模拟热演化的方法。所有电路都在IBM和Rigetti量子设备上运行，以进行定性测试和比较。
2018-12-19 quant-ph
Simulations of Many-Body Quantum Systems by a Quantum Computer
我们认为，量子计算机可以解决量子多体问题是不切实际的解决一个经典的计算机。
1996-03-26 quant-ph
Fast computation of spherical phase-space functions of quantum many-body states
量子器件正在制备越来越复杂的纠缠量子态。如何有效地研究这些状态，鉴于其不断增加的维度？相空间，如维格纳函数提供了一个合适的框架。我们主要研究有限维单量子比特量子态和多量子比特置换对称态的相空间。我们提出的方法来有效地计算相应的相空间函数，这是至少一个数量级的速度比传统的方法。现在，实验学家和理论学家可以利用这些相空间技术有效地研究更大维度的量子多体态。
2020-08-14 quant-ph
Calculation of Gibbs partition function with imaginary time evolution on near-term quantum computers
吉布斯配分函数是描述热力学平衡体系统计性质的一个重要量。有几个建议在近团队量子计算机上计算配分函数。然而，现有的方案需要吉布斯态的许多副本来执行外推以计算配分函数，并且这些在近期的量子计算机上执行可能是昂贵的。在这里，我们提出了一个有效的计划来计算吉布斯函数的虚时间演化。为了计算$N$量子位的吉布斯函数，在我们的方案中只需要$2N$量子位。利用虚时间演化方法制备了不同温度的吉布斯态，并在量子线路上测量了它们之间的重叠，从而计算出吉布斯配分函数。
2021-09-30 quant-ph
Time-Efficient Quantum Many-Body State Synthesis and its Optimization via Warm Start Strategies
University College London（伦敦大学学院）；Imperial College London（帝国理工学院）
该研究针对量子多体基态制备耗时且易退相干的问题，提出基于短时间演化的高效近似方法，结合热启动策略可优化$n$量子比特哈密顿量基态的制备缩放性能。
2026-08-04 quant-ph
On preparing ground states of gapped Hamiltonians: An efficient Quantum Lovász Local Lemma
一个无阻挫的局域哈密顿量具有这样的性质，即它的基态同时使所有局域项的能量最小。一般来说，即使决定一个哈密顿量是否是无挫折的也是一项艰巨的任务，因为它与QMA 1-完全量子可满足性问题（QSAT）密切相关-SAT的量子模拟，这是经典计算机科学中的NP完全问题。这种联系表明，无挫折特性不仅与物理学有关，而且与计算机科学有关。量子洛瓦兹局部引理（QLLL）提供了无挫折的充分条件。一个自然的问题是，是否有一种有效的方法来准备一个无挫折的状态下的条件下的QLLL。以前的结果表明，如果所有的本地条款通勤的答案是肯定的。在这项工作中，我们改进了以前的建设性的结果，通过设计一个算法，有效地为非交换条款，以及，假设系统是“均匀”间隙，这意味着系统和它的所有子系统有一个逆多项式能隙。此外，我们的分析工作在最一般的条件下的QLLL，被称为希勒的界限。与之前的结果类似，我们的算法具有仅使用与局部汉密尔顿项相对应的局部测量操作的迷人特征。
2016-11-25 cs.DS quant-ph
Preparing and Analyzing Solitons in the sine-Gordon Model with Quantum Gas Microscopes
该研究理论上提出用强排斥相互作用的隧道耦合Bose-Hubbard链实现量子区sine-Gordon模型，设计了超冷原子量子气体显微镜制备分析孤子的方案，并通过矩阵乘积态数值模拟表征方案、讨论实验要求。
2023-08-26 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Pfaffian State Generation by Strong 3-Body Dissipation
我们提出了一个方案，用于制备和稳定的Pfronan态具有高保真度的快速旋转的二维陷阱包含少量的玻色子。这一目标是通过强烈增加三体损失过程来实现的，三体损失过程抑制了三个粒子的叠加，同时允许配对。如果系统以正确的角动量初始化，这种过滤机制会产生相当小的损失。我们讨论了一些方法来调整3体相互作用独立的2体碰撞。
2009-05-08 cond-mat.quant-gas quant-ph
Improving the performance of quantum approximate optimization for preparing non-trivial quantum states without translational symmetry
利用量子近似优化算法（QAOA）变分制备复杂量子态是量子计算机的一个重要应用。在这里，我们系统地研究了QAOA的性能准备的目标哈密顿量的量子相变的临界点附近的基态，并产生Greenberger-Horne-Zeilinger（GHZ）状态。我们发现QAOA的性能与目标哈密顿量的平移不变性有关：如果没有平移对称性，例如由于系统中的开边界条件（OBC）或随机性，QAOA变得效率较低。然后，我们提出了一个广义QAOA辅助参数化资源哈密尔顿（PRH-QAOA），以实现更好的性能。此外，基于PRH-QAOA，我们设计了一个超越一维几何的低深度量子线路，以产生具有完美保真度的GHZ态。讨论了在里德伯修饰原子上制备GHZ态的实验实现。我们的工作为在没有平移对称的可编程量子处理器上执行QAOA铺平了道路，特别是对于最近开发的具有OBC的二维量子处理器。
2023-01-12 cond-mat.dis-nn quant-ph
Chiral Discrimination on Gate-Based Quantum Computers
North Carolina State University（北卡罗来纳州立大学）
本研究提出了一种基于门的量子计算方法，用于手性鉴别，通过离散化STIRAP和STAP协议，实现了对1,2-丙二醇分子的实验验证。
2026-01-06 quant-ph
Preparing symmetry broken ground states with variational quantum algorithms
近期量子计算机最有前途的应用之一是物理量子系统的模拟，特别是化学和凝聚态物理中的多电子系统。在固态物理中，寻找相互作用电子系统的对称破缺基态是一个核心挑战。变分哈密顿量近似（VHA）是一种变分混合量子经典算法，特别适合于寻找固态系统的基态，除非初始态被选择为具有正确的对称性，否则一般不会产生对称破缺态。在这项工作中，我们讨论了VHA的三种变化，旨在找到正确的对称性破缺状态接近不同的订单之间的过渡点。作为一个测试的情况下，我们使用的二维哈伯德模型，我们打破了对称性明确通过外部场耦合到哈密顿量和计算这些领域的响应。对于计算，我们模拟了基于门的量子计算机，并考虑了失相噪声对算法的影响。我们发现，这三个算法中的两个是在所考虑的参数范围内的精确解很好的协议。第三种算法仅在部分参数范围内与精确解一致，但与其他两种算法相比，在移相方面更鲁棒。
2020-07-15 cond-mat.str-el physics.comp-ph quant-ph
Playing quantum nonlocal games with six noisy qubits on the cloud
非定域博弈是贝尔不等式的推广，旨在证明量子优势。这些游戏非常适合有噪声的量子计算机，因为它们只需要准备一个浅电路，然后测量非对易观测。在这里，我们考虑在Science 362，308（2018）中提出的非局部博弈的最小实现。我们通过使用IBM、Ionq和Honeywell的云上量子计算机准备一个6量子比特的集群状态来测试这个游戏。我们的方法包括几个层次的优化，如电路的身份和错误缓解，并允许我们跨越经典的阈值，并在一个量子计算机中展示量子优势。最后，我们引入一个不同的不等式，使我们能够在不太精确的量子计算机中观察到量子优势，代价是探测更多的电路。
2022-02-17 quant-ph
Simulation of Many-Body Fermi Systems on a Universal Quantum Computer
我们提供了一个通用的量子计算机上模拟多体费米系统的快速算法。第一和第二量化的描述被认为是，并在每种情况下确定的相对计算复杂度。为了用第一量子化的哈密顿量来容纳费米子，给出了一种有效的反对称化量子算法。最后，详细讨论了哈伯德模型的模拟。
1997-03-28 quant-ph
Study on quantum thermalization from thermal initial states in a superconducting quantum computer
针对量子器件中热态难以直接制备的问题，提出一种间接研究协议，并在 IBM 超导量子器件上验证异常弛豫与 QME 理论预测。
2024-12-04 quant-ph
Preparing random states and benchmarking with many-body quantum chaos
本研究通过预测和实验验证，展示了在时间无关哈密顿动力学下随机态系综的自然涌现，并基于此开发了一种高效保真的基准测试协议，在里德堡量子模拟器上以少于10^4个样本实现了对多达25个原子的系统进行保真度估计，具有广泛适用性。
2023-05-16 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech physics.atom-ph
Resource estimate for quantum many-body ground-state preparation on a quantum computer
我们估计了在中等规模的量子计算机上制备量子多体系统的基态所需的资源。使用量子多体方法和分析上界的组合使这种估计成为可能。我们的程序也可以用于优化特定问题实例的某些设计参数。最后，我们提出了一种改进的量子态制备方法并进行了基准测试。我们发现，它减少了电路的T-深度的一个因素一样大的$10^6$为中等大小的晶格。
2021-05-10 quant-ph
Preparing thermal states on noiseless and noisy programmable quantum processors
本文提出两种具有可证明保证的量子算法，用于在近期量子计算机上制备热态，并配套错误缓解技术以对抗退相干，在最新量子硬件上成功模拟了硬核Bose-Hubbard模型的热态。
2023-04-12 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el math-ph
Quantum simulation of a three-body interaction Hamiltonian on an NMR quantum computer
将平均哈密顿量理论扩展到量子计算，可以设计任意的哈密顿量，允许在一个大的希尔伯特空间中旋转。这样，任何量子系统的运动学和动力学都可以通过量子计算机来模拟。系统之间的基映射决定了在模拟系统中实现所需哈密顿量所需的量子计算机中的平均哈密顿量。该程序的灵活性说明与13-C标记的丙氨酸的NMR通过创建对应于三体相互作用的非物理哈密顿量ZZZ。
1999-08-03 quant-ph
Shadow Hamiltonian Simulation
本文提出影子哈密顿量模拟，利用振幅对应感兴趣算符含时期望值的压缩“影子态”高效模拟量子动力学，可处理指数级自由费米子、玻色子系统及双时间关联函数等问题。
2025-02-20 quant-ph
Efficiently preparing chiral states via fermionic cooling on bosonic quantum hardware
本文提出一种利用模拟浴绝热冷却的协议，在玻色子量子硬件上高效制备费米子哈密顿量的低能态，实现线性冷却速率，并能制备Kitaev模型的手性拓扑相，且抗噪声。
2025-03-30 cond-mat.str-el quant-ph
Variational preparation of entangled states on quantum computers
提出一种基于Fubini-Study距离和梯度优化的变分方法，利用超图结构ansatz在量子计算机上高效制备多种纠缠态，电路深度不依赖量子比特数，并验证了算法在低深度电路下的有效性及抗噪能力。
2023-06-30 quant-ph
Exploring Finite Temperature Properties of Materials with Quantum Computers
纳米材料的热性质不仅对提高我们对凝聚态系统的基本理解至关重要，而且对开发用于研究和工业应用的新型材料也至关重要。由于量子效应出现在纳米尺度上，这些系统很难在经典计算机上模拟。量子计算机可以有效地模拟量子多体系统，但目前用于计算这些系统的热特性的量子算法会产生显著的计算成本，因为它们要么在量子计算机上准备完整的热态，要么必须从随系统大小而增长的分布中采样许多纯态。正则热纯量子（TPQ）态提供了一个有前途的途径来估计量子材料的热性质，因为它们既不需要准备完整的热态，也不需要越来越多的样品与系统的大小。在这里，我们提出了一个在量子计算机上制备正则TPQ态的算法。我们比较了三种不同的电路实现的算法，并证明了它们的能力，估计量子材料的热性能。由于其随着系统尺寸和实现灵活性而提高的精度，我们预计这种方法将使相关量子材料在短期量子计算机上的有限温度探索成为可能。
2022-08-25 quant-ph
SurfBraid: A concept tool for preparing and resource estimating quantum circuits protected by the surface code
第一代量子计算机将执行容错的量子线路，而且这种线路很有可能使用表面量子纠错码。据我们所知，目前还没有针对此类电路的完整设计自动化工具。这在很大程度上是因为这样的电路具有三维布局（例如，二维硬件和作为第三维的时间轴），并且它们的优化仍在进行中的研究。这项工作介绍了SurfBraid，表面代码保护的量子线路的自动设计工具-它包括一个完整的工作流程，将任意量子电路编译成中间Clifford+T等效表示，进一步合成和优化表面码保护的结构（目前，编织缺陷）。SurfBraid可以说是第一个灵活的（模块化结构，可通过用户提供的脚本扩展）和交互式（基于用户交互自动更新结果，基于浏览器）工具，用于此类电路。原型的方法新颖之一是它的能力，自动估计执行大型容错电路所需的资源。原型实现和相应的源代码可在https://alexandrupaler.github.io/quantjs/上获得。
2019-02-06 cs.ET quant-ph
Studying energy-resolved transport with wavepacket dynamics on quantum computers
College of Computing, Georgia Institute of Technology（佐治亚理工学院计算学院）；Institute for Quantum Information and Matter, California Institute of Technology（加州理工学院量子信息与物质研究所）；Department of Physics, California Institute of Technology（加州理工学院物理系）
本研究利用量子计算机上的波包动力学方法，通过高能量分辨率探测传输特性，并在安德森模型中发现有限尺寸移动边缘，为近期量子计算机的许多体系统传输研究提供了新途径。
2026-01-22 cond-mat.dis-nn quant-ph
Scalable Quantum Ground State Preparation of the Heisenberg Model: A Variational Quantum Eigensolver Approach
本文利用变分量子本征求解器（VQE）制备一维广义海森堡模型的基态，提出适用于所有耦合值的拟设，并评估其可扩展性与采样精度，为高效量子算法和凝聚态物理研究奠定基础。
2023-09-05 quant-ph
