Universal Quantum Computing with Measurement-Induced Continuous-Variable Gate Sequence in a Loop-Based Architecture
我们提出了一个可扩展的方案，光学量子计算使用测量诱导连续变量量子门在一个基于环路的架构。在此，在单个空间模式中的时间仓编码的量子信息由电可编程门序列在嵌套循环中确定性地处理。这种架构可以用几乎最少的资源处理任何输入状态和任意数量的模式，并为量子比特和连续变量提供了一个通用的门集。此外，可以通过已知的方案容错地执行量子计算，该方案用于在单个光模式的无限维希尔伯特空间中编码量子比特。
2017-09-21 quant-ph
Quantum Dot Cluster State Computing with Encoded Qubits
提出了一类基于量子点的团簇态量子计算体系结构。这些架构包括使用单个和多个点作为逻辑量子比特。特别注意的是培根，布朗和惠利引入的超相干量子位[物理学评论快报。{ \bf 87}，247902（2001）]，我们讨论了各种错误的影响，并提出了错误保护的方法。
2005-06-03 quant-ph
Are all Gaussian states also cluster states? Essential diagnostic tools for continuous-variable one-way quantum computing
连续变量（CV）簇态是一种通用的量子计算平台，其在实验上超过了量子位平台的数量级。利用多模压缩高斯态，利用量子光学实现了CV团簇态的室温实现。也已经证明，CV量子计算的容错阈值可以在现实的压缩水平上达到。在本文中，我们表明，标准的方法来设计和表征CV集群状态可以错过纠缠系统中存在的。这种隐藏的纠缠可以用来增加量子计算机的功率，但如果未被检测到，它也会阻碍量子算法的成功实现。通过对高斯态结构的详细分析，我们推导出了一种算法，该算法可以揭示任意高斯态中隐藏的纠缠，并优化其在单向量子计算中的应用。
2021-07-23 quant-ph
Approaching graph problems with continuous variable quantum computing
我们介绍了一种使用变分算法和连续变量量子计算方法求解最大割问题的方法。该量子线路由两部分组成：第一部分利用Takagi分解将图嵌入到电路中;第二部分是求解最大割问题的变分电路。我们通过数值模拟分析了不同类型的非高斯门的存在如何影响优化过程。我们还提出了如何把电路作为一个机器学习模型。
2019-06-17 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
Quantum picturalism for topological cluster-state computing
拓扑量子计算是一种允许精确的量子计算在嘈杂和不完美的硬件上运行的方法。一种实现方式使用通过在高度纠缠的簇状态中形成缺陷而产生的表面码。这种计算方法是大规模量子计算的主要候选者。然而，一直缺乏足够强大的高级语言来描述这种形式的计算，而不求助于单量子位操作，随着系统规模的增加，单量子位操作很快变得非常复杂。在本文中，我们应用的范畴理论工作的Abramsky和Coecke的拓扑簇态模型的量子计算，给出了一个高级的图形语言，使量子过程和物理模式的测量在计算机之间的直接翻译-“编译器语言”。给出了图形信息流与拓扑信息流的等价性，并给出了该计算模型的重写代数。我们表明，这给了我们一个原生的图形语言的拓扑量子算法的设计和分析，并完成讨论自动化这一过程的可能性在大规模上。
2020-01-13 quant-ph
High-threshold quantum computing by fusing one-dimensional cluster states
提出一种仅用一维簇态和融合测量的测量型容错量子计算模型，模拟显示其阈值高于其他模型，对噪声容忍度高，为可扩展光子量子计算提供可行路径。
2023-07-17 quant-ph
Continuous-variable quantum computing in the quantum optical frequency comb
本文介绍了连续变量（CV）的理论和实验进展，即，基于量子模代替基于量子位-大规模、容错量子计算和量子模拟。介绍了多体纠缠CV团簇态的物理和数学，并描绘了它们与实验概念的联系。还提出了实现容错的途径。作者希望通过这篇综述能吸引更多的人加入到这一领域，并促进这一领域向集成量子光子学这一有前途的技术的延伸。
2019-07-23 quant-ph
Generation of high-fidelity four-photon cluster state and quantum-domain demonstration of one-way quantum computing
实验证明了一个简单的方案，可以制备保真度超过0.860 $\pm$ 0.015的四光子纠缠团簇态。我们表明，保真度是足够高，以保证所产生的状态是区别于Greenberger-Horne-Zeilinger，W，和迪克类型的真正的四量子比特纠缠。我们还演示了利用产生态进行单向量子计算的基本操作，并表明输出态的纠缠度超过了经典界，这表明产生态中的纠缠对量子操作有本质的贡献.
2008-06-04 quant-ph
One Polynomial Strategy for Computing Local Projections on Square-Lattice Cluster States
本研究针对方格簇态的局域投影计算问题，提出一种在有界存储下步骤数与量子比特数$N$成多项式关系的策略，为理解量子算法优势及相关量子模型的数值分析局限提供参考。
2025-06-17 quant-ph
Universal Quantum Computing with Arbitrary Continuous-Variable Encoding
在连续变量系统中实现量子比特量子计算机通常需要根据编码基态设计特定的相互作用。在这项工作中，我们提出了一个统一的形式进行通用的量子计算与一个固定的操作集，但任意编码。通过以两个或四个qumode的奇偶校验存储量子位，所有计算过程可以通过基态准备、连续变量指数交换操作和交换测试来实现。我们的形式继承了量子信息与集体噪声解耦的优点，并且具有不同编码的逻辑量子比特可以在不解码的情况下相互作用。我们还提出了一个可能的实现所需的操作，通过使用各种连续变量系统中可用的相互作用。我们的工作将工程量子计算通用相互作用的“硬件”问题与为特定目的设计编码的“软件”问题分开。因此，量子计算机架构的开发可以简化。
2016-05-30 quant-ph
Efficient measurement-based quantum computing with continuous-variable systems
我们提出了严格有效的计划，可扩展的测量为基础的量子计算使用连续变量系统：这些计划是基于合适的非高斯资源状态，可以准备使用光与物质系统的相互作用，甚至纯粹的光学。在各个站点上，仅需要高斯测量，例如光学零差测量以及光子计数测量。这些方案克服了高斯团簇状态所带来的限制，高斯团簇状态对于无限长度的量子计算来说是不通用的，除非人们愿意将压缩的程度与整个系统的大小进行缩放。我们建立了一个框架，来自张量网络和矩阵产品的状态与无限的物理尺寸和有限的辅助尺寸一般足以提供一个框架，这样的计划。由于在所讨论的方案中的逻辑编码是有限维的，纠错的工具是适用的。我们还确定了一些进一步的限制，任何连续变量的计算方案，从其中可以说，没有更容易的连续变量的测量为基础的计算方式比目前的一个可以存在。
2012-07-09 quant-ph
Adiabatic Cluster State Quantum Computing
量子计算的模型很重要，因为它们改变了实现通用量子计算（QC）的物理要求。例如，单向QC需要制备纠缠“簇”状态，然后对该状态进行自适应测量，这是一组不同于标准量子线路模型的要求。在这里，我们介绍了一个模型的基础上单向QC，但没有测量（除了最后读出），而是使用绝热变形的初始基态是集群状态的哈密顿量。这为利用单向QC的丰富结果建立更可行的绝热方案提供了可能。
2010-01-15 quant-ph
Fault-Tolerant Measurement-Based Quantum Computing with Continuous-Variable Cluster States
关于高斯连续变量团簇态的一个长期悬而未决的问题是，它们是否能够实现基于测量的容错量子计算。答案是肯定的。簇中高于20.5dB阈值的初始压缩确保来自作用于编码量子位的有限压缩的误差低于已知的基于量子位的纠错码的容错阈值。通过与这些代码之一级联并使用基于辅助的纠错，理论上无限长度的容错测量量子计算是可能的，具有双压缩簇态。
2014-04-03 quant-ph
Graph State Generation Based on Quantum Photonic Devices, Enabling Measurement-Based Quantum Computing
研究基于量子光子器件的图态生成助力基于测量的量子计算，回顾相关概念后，探讨光子簇态资源确定性生成，强调逆设计技术对生成高质量、可扩展的光子簇态以实现量子计算的重要性。
2026-07-21 quant-ph
Hybrid continuous-discrete-variable quantum computing: a guide to utility
North Carolina State University（北卡罗来纳州立大学）；KBR, Inc.（KBR公司）；NASA Ames Research Center（NASA艾姆斯研究中心）；Pacific Northwest National Laboratory（太平洋西北国家实验室）；Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）；University of Washington（华盛顿大学）；Colorado State University（科罗拉多州立大学）
本文针对新兴的混合连续-离散变量量子计算范式，梳理其优势、跨物理/化学/计算机科学领域的潜在应用，以及相关算法与软件层面的考量，为该技术落地实用提供参考指引。
2025-11-17 quant-ph
One-way quantum computing with arbitrarily large time-frequency continuous-variable cluster states from a single optical parametric oscillator
单向量子计算在实验上很有吸引力，因为它只需要对称为团簇状态的纠缠资源进行本地测量。记录大小，但非普遍的，连续可变的集群状态最近分别在时域和频域中被证明。我们建议将这些方法结合到一个可扩展的架构中，其中一个单一的光学参量振荡器和简单的干涉仪纠缠到（$3\times 10^3$频率）$\times$（无限数量的时间模式）到一个新的和计算通用的连续变量集群状态。我们引入了一个广义的测量协议，使这种新的纠缠资源的计算性能得到改善。
2016-09-28 quant-ph
Streamlined quantum computing with macronode cluster states
连续变量簇状态在与量子比特到玻色子模式的Gottesman-Kitaev-Preskill（GKP）编码一起使用时允许基于容错测量的量子计算。对于四轨晶格宏节点簇状态，其结构是由一个固定的，低深度的分束器网络定义的，我们表明，Clifford门和GKP误差校正可以同时实现在一个单一的隐形传态步骤。我们给出了实现Clifford生成集的具体方法，并计算了有限压缩下的逻辑门错误率。我们发现，$10^{-2}$ - $10^{-3}$的逻辑错误率，兼容的阈值的拓扑码，可以实现与压缩11.9-13.7 dB。提出的协议消除了现有方案中存在的噪声，并在当前最先进的光学实验范围内提出了容错所需的挤压。最后，我们展示了如何直接在簇状态中产生可扩展的GKP魔态。
2022-01-04 quant-ph
Coupled cluster downfolding techniques: a review of existing applications in classical and quantum computing for chemical systems
在这篇手稿中，我们提供了一个概述的耦合集群（CC）向下折叠的方法，量子系统的基态问题是通过有效的/向下折叠的哈密顿定义使用活性空间的最新发展。这里讨论的所有CC下折技术都来自基态问题的单参考指数分析。我们讨论了几个扩展的非厄米和厄米向下折叠的方法的时域和所谓的量子流。我们强调了向下折叠形式主义在将化学应用从嘈杂的量子设备过渡到可扩展和纠错的量子计算机中的重要作用。
2023-02-28 quant-ph
Quantum Logical Gates with Linear Quadripartite Cluster States of Continuous Variables
提出了利用光学连续变量的线性四分团簇态实现三种基本量子逻辑门的具体方案。从量子信息通过连续变量团簇态的保真度角度分析了噪声和有限压缩对计算精度的影响。该方案为基于光的振幅正交和相位正交的团簇纠缠的单向量子计算机实验系统的设计提供了直接参考。
2009-03-29 quant-ph
Correcting finite squeezing errors in continuous-variable cluster states
我们引入了一个有效的方案来校正由于连续变量团簇态的有限压缩效应而引起的误差。具体来说，我们考虑的典型情况下，一类算法的输入状态是已知的。通过使用输入状态的知识，我们可以准确地诊断发生了什么错误，并在时间连续变量集群状态的上下文中纠正它们。我们举例说明了空间连续变量团簇态实现的单模和双模幺正的纠错方案。我们发现，有没有资源优势，纠错多模幺正实现的空间集群状态。然而，由时间连续变量簇态实现的多模幺正的推广显示出显着的实际优势，因为它只需要有限数量的光学元件（挤压器，分束器等）。
2018-01-10 quant-ph
Continuous-Variable Quantum Computing in Optical Time-Frequency Modes using Quantum Memories
我们提出了一种利用量子存储器进行时频编码连续变量团簇态量子计算的方案。特别是，我们提出了一种方法来产生，操纵和测量二维集群状态在一个单一的空间模式，利用拉曼量子存储器的固有的时间-频率选择性。时间-频率编码使得该方案非常紧凑，需要多个存储器，该存储器仅是计算状态被编码的不同频率的数量的线性函数，与其持续时间无关。因此，我们表明，量子存储器可以是一个强大的组成部分，可扩展的光子量子信息处理架构。
2014-11-21 quant-ph
Coupled cluster method tailored with quantum computing
提出一种基于定制化耦合簇方法的计算框架，通过计算基态层析成像提取量子态并嵌入经典耦合簇拟设，有效校正活性空间近似忽略的电子相关性，在标准耦合簇失效时仍能准确计算分子势能曲线和反应活化能。
2024-04-15 quant-ph
Adiabatic Quantum Computing for Binary Clustering
用于机器学习的量子计算吸引了越来越多的关注，并且最近的技术发展表明，特别是绝热量子计算可能很快就会有实际意义。因此，在本文中，我们考虑这种范式，并讨论如何采用它的问题的二进制聚类。数值模拟证明了我们的方法的可行性，并说明了量子比特系统如何自动地向一个解决方案发展。
2017-06-17 quant-ph stat.ML
Practical Topological Cluster State Quantum Computing Requires Loss Below 1%
当量子比特在计算过程中消失时，表面码就不能使用了;相反，一种被称为拓扑簇态的变体是必要的。它的门错误阈值为0.75%，并且只需要在2D量子位阵列上的最近邻相互作用。先前使用此代码进行的损失容限工作仅考虑测量期间量子位消失。首先，我们还包括两个量子比特门和初始化过程中的量子比特丢失，然后额外考虑当邻居试图与不存在的量子比特纠缠时发生的相互作用错误。在这样做时，我们表明，即使是我们最好的情况下，需要低于1%的损失率，以避免相当大的空间-时间开销。
2014-09-17 quant-ph
Experimental generation of four-mode continuous-variable cluster states
连续变量高斯团簇态是一种潜在的普适量子计算资源。他们可以有效地和无条件地建立从压缩光源使用分束器。在这里，我们报告的三种不同的连续变量四模式集群状态的生成。在我们的实现中，当量子信息通过这些状态传播时，除了简单的相空间位移之外，所产生的簇型关联是不需要校正的。与此同时，由于在团簇态中没有留下反压缩成分，因此，来自非压缩源态和来自附加热噪声的不可避免的缺陷被最小化。
2008-05-28 quant-ph
Gaussian states of continuous-variable quantum systems provide universal and versatile reservoir computing
我们建立了机器学习任务的线性动力系统的连续变量高斯状态的潜力。具体来说，我们认为水库计算，一个有效的框架，在线时间序列处理。作为一个水库，我们考虑一个量子谐波网络建模，例如线性量子光学系统。我们证明了与通用量子计算不同，通用水库计算可以在没有非高斯资源的情况下实现。我们发现，将输入时间序列编码成高斯状态既是一个源，也是一种手段，以调整整体输入输出映射的非线性。我们进一步表明，所提出的模型的全部潜力，可以达到通过编码的量子涨落，如压缩真空，而不是经典的强场或热涨落。我们的研究结果为油藏计算引入了一种新的研究范式，利用量子系统的动力学和高斯量子态的工程，将这两个领域推向了一个新的方向。
2021-03-31 quant-ph
Cluster States for Continuous-Variable Multipartite Entanglement
介绍了一类新的连续变量多体纠缠态--连续变量团簇态，它可能由压缩和类Kerr相互作用产生。从经典通信和局域操作的角度研究了这些态的纠缠特性。研究了具有团簇态的量子隐形传态网络。提出了作为团簇态的一般形式的图态，它可以通过简单的局域测量和经典通信产生CV Greenberger-Horne-Zeilinger态。一个一维的团簇态的例子链可以很容易地用压缩光和分束器实验产生。
2005-01-20 quant-ph
Demonstration of Cluster State Shaping and Quantum Erasure for Continuous Variables
我们用实验证明了如何从连续变量的团簇状态中移除任意节点，以及如何缩短这种状态的任何量子线。这两个基本的操作，在一个无条件的方式进行，是量子擦除的表现形式，可以用来获得各种图形状态从一个初始的集群状态。从一个足够大的簇开始，所得到的图形状态可以用于通用的量子信息处理。在实验中，通过零差测量和前馈，在四模线性团簇态上证明了这种团簇成形的所有变化。
2010-06-11 quant-ph
Robust fault tolerance for continuous-variable cluster states with excess anti-squeezing
连续变量团簇状态的巨大可扩展性激发了他们作为量子计算平台的研究，在充分压缩和适当编码的量子位的情况下，容错是可能的[Menicucci，PRL 112，120504（2014）]。在这里，我们通过证明额外的反压缩对容错阈值没有影响来扩展该结果的范围，从而消除了实验连续变量簇态量子计算的纯度要求。我们强调，容错应用程序的适当的实验目标是直接测量15-17 dB的压缩在集群状态，而不是更保守的上限20.5 dB。
2019-03-06 quant-ph
Universal Quantum Computation with Continuous-Variable Cluster States
我们描述了一个概括的集群状态模型的量子计算连续变量系统，以及一个建议的光学实现使用挤压光源，线性光学，和零差检测。对于通用量子计算，需要非线性元件。这可以通过在工具箱中添加任何单模非高斯测量来满足，而初始集群状态本身仍然是高斯的。仅零差检测就足以通过团簇状态执行任意多模高斯变换。我们还提出了一个实验来证明基于聚类的错误减少时，实施高斯运算。
2006-05-23 quant-ph
Quantum secret sharing with continuous-variable cluster states
我们扩展了簇态量子秘密共享的形式主义，如Markham和Sanders [Phys.Rev.A78，042309（2008）]和Keet等人[Phy. Rev. A 82，062315（2010）]，到连续变量方案。我们表明，经典和量子信息可以通过分配连续变量集群状态通过公共或私人渠道共享。我们发现，如果集团态是无限压缩的，对手的结构是完全否认从秘密，但如果采用一个现实的双压缩状态将泄露一些秘密信息。我们建议的基准来评估的安全性，在挤压的情况下。对于经典秘密的共享，我们借用了连续变量量子密钥分发的技术来计算秘密共享率。对于量子态的共享，我们估计了从每个团簇态中提取的用于隐形传态的纠缠量。
2013-06-13 quant-ph
Client-friendly continuous-variable blind and verifiable quantum computing
提出了一种基于连续变量（CV）平台的辅助通用量子计算的可验证盲协议。该协议对客户端来说是高度实验友好的，因为它只需要后者的高斯运算能力。此外，服务器也不需要通用的量子计算能力，它的唯一功能是为客户端提供单模非高斯态的副本。普遍性是基于服务器的非高斯供应的状态注入。该协议是自动盲的，因为无论具体的计算如何，向服务器请求的非高斯资源总是相同的。反过来，验证是可能的，这要归功于一个有效的非高斯状态保真度测试，我们假设服务器的状态准备相同。它基于客户端对注入状态的高斯测量，这本身就很有趣。这里假设的客户端和服务器之间的量子硬件的划分与CV云量子计算的现实方案中预期的实验约束一致。
2018-06-24 quant-ph
Generation of continuous-variable cluster states of cylindrically polarized modes
团簇态是单向量子计算协议的重要组成部分。我们提出了两个方案，从正交压缩圆柱偏振模产生可寻址的连续变量团簇态。通过包括除了横向空间自由度之外的偏振，可以创建基本簇状态，其中四个簇节点在一个傍轴矢量光束内共同传播。这种方法是从根本上兼容现有的时间复用方案，已被用来创建最大的集群状态。我们实现了一个原理验证实验的建议方案之一，并验证其可行性，通过测量集群状态的不同节点之间的量子相关性。
2017-09-26 quant-ph
Clifford Manipulations of Stabilizer States: A graphical rule book for Clifford unitaries and measurements on cluster states, and application to photonic quantum computing
NSF-ERC Center for Quantum Networks, Wyant College of Optical Sciences, The University of Arizona（亚利桑那大学怀特光学科学学院量子网络 NSF-ERC 中心）
本文提出了一种基于克莱因群框架的图示规则手册，用于高效操作集群态，并展示了其在光子量子计算中的应用。
2023-12-04 quant-ph
Experimental Preparation of Quadripartite Cluster and GHZ Entangled States for Continuous Variables
团簇态和Greenberger-Horne-Zeilinger（GHZ）态是两种不同类型的多体量子纠缠态。本文首次给出了产生连续变量四体团簇和电磁场GHZ纠缠态的实验结果。利用光的四个双模压缩态和线性光学变换，在实验上产生了光的振幅正交和相位正交两种纠缠态。所测得的正交方差的组合证明了所生成的四个子系统的完全不可分离性。所提出的实验方案表明，连续变量的多体纠缠可以确定性地产生与相对简单的实现。
2006-08-24 quant-ph
Quantum Computing Using Crossed Atomic Beams
量子计算机是一种假想的设备，其中使用量子力学的定律来将一定程度的并行性引入计算中，并且因此可以显著提高经典计算机在某些任务中的计算速度。团簇态量子计算（最近由Raussendorf和Briegel提出）是量子信息处理的一种新范式，它是对传统量子计算模型的一种背离。簇态量子计算机首先创建一个高度纠缠的多粒子态（簇态），在计算过程中将其用作量子资源。信息在计算机中通过对形成簇状态的各个量子位进行选择性测量来处理。我们详细描述了如何可以使用微波腔QED构建一个可扩展的量子计算机，并在偏离传统的理解，计算机作为一个固定的阵列的计算元素，我们表明，集群状态量子计算是非常适合原子束实验。我们表明，所有必要的元素已经单独实现，并在不久的将来，一个真正可扩展的原子束量子计算机的建设可能是一个实验现实。
2006-05-23 quant-ph
Ultracompact Generation of Continuous-Variable Cluster States
我们提出了一个实验方案，有可能大规模实现的连续变量（CV）集群状态的通用量子计算。我们通过将CV团簇状态图映射到双模压缩图上来实现这一点，该图可以被设计成单个光学参量振荡器（OPO）。所需的CV团簇状态是直接从一个联合压缩操作的真空使用多频泵浦光束。这种方法具有超紧凑的实验实施的潜力。作为一个例子，我们详细介绍了一个实验的建议，创建一个四模式的方形CV团簇状态与一个单一的OPO。
2007-05-30 quant-ph
Potential and limits to cluster state quantum computing using probabilistic gates
我们建立了必要的资源消耗的界限时，建立集群状态的单向计算使用概率门。重点放在状态准备与线性光门，因为概率特性是不可避免的。我们确定严格的一般界限，以建立一维团簇状态时，最初可用的最大纠缠对的必要消耗单独作用的线性光学量子门，纠缠对和真空模式。由于已知的线性光学门有一个有限的最大成功概率，如我们所示，这相当于找到最佳的经典策略，融合片的线性集群状态。一个正式的概念，经典的配置和策略的概率非故障门。我们研究了可以简单描述的策略的渐近性能，并证明了全局最优策略的性能的最终界。参数采用随机游走和凸优化的方法。这种最优策略也是需要最短存储时间的策略，并且需要最少的概率门调用。对于二维集群状态，我们发现，任何基本的成功概率，一个基本确定性的准备集群状态与二次，因此最佳的，渐近缩放使用纠缠对。我们还确定了一个渗流效应，在状态准备，从一个阈值概率，几乎所有的准备工作将是成功或失败。我们概述了线性光学架构和容错计算的影响。
2007-03-07 quant-ph
Continuous-Variable Instantaneous Quantum Computing is hard to sample
瞬时量子计算是一种次通用的量子复杂性，其电路已经被证明是难以在离散变量（DV）领域中进行经典模拟的。我们扩展这个证明连续变量（CV）域通过使用压缩状态和零差检测，并通过探索后选择电路的属性。为了治疗后选择CV，我们考虑有限分辨零差检测器，对应于一个现实的计划的基础上离散的概率分布的测量结果。通过对量子信息进行量子比特到振荡器的GKP编码，抑制了由于使用量子压缩态而产生的不可避免的误差，这在以前被证明能够实现容错CV量子计算。最后，我们表明，为了使后选择的计算类CV有意义的，对数缩放的压缩参数与电路的大小是必要的，转化为多项式缩放的输入能量。
2017-02-20 quant-ph
Generation of pure continuous-variable entangled cluster states of four separate atomic ensembles in a ring cavity
提出了一种在高精细度环形腔中制备四个不同原子系综的连续变量纠缠团簇态的实用方案。该方案不需要一组外部输入压缩场、分束器网络和测量。它只基于原子系综和腔模之间的色散相互作用以及适当调整幅度和相位的激光脉冲的顺序应用。我们证明了在连续激光脉冲作用下，原子的场模被驱动到压缩真空态。然后根据属于聚类状态类的要求检查状态。我们举例说明的纠缠团簇态，所谓的连续变量的线性，方形和T型团簇态的三个例子的方法。
2009-03-18 quant-ph
Efficient scheme for one-way quantum computing in thermal cavities
提出了一种基于热腔中高效产生二维团簇态的单向量子计算方案。通过在二能级原子中加入一个强经典场，实现了对腔场衰减和热场都不敏感的相位控制门。我们发现，通过数值计算的参数和适当的操作顺序，可以直接产生一个2D团簇态，通过使每两个原子碰撞在一个阵列的腔，可以很容易地实现在实际的腔QED实验。基于Box $^{(4)}$配置中生成的簇状态，作为单向量子计算的一个例子，我们以一种非常简单的方式实现了Grover的四个数据库元素的搜索算法。
2007-04-18 quant-ph
Arbitrarily Large Continuous-Variable Cluster States from a Single Quantum Nondemolition Gate
我们提出了一个紧凑的实验设计，仅使用一个单模真空挤压和一个量子非爆破门生产一个任意大的光学连续变量集群状态。生成团簇状态和计算同时发生：随着先前的模式被测量，更多的纠缠模式变得可用，从而即使计算长度无限增加，对相干性和稳定性的要求也有限。
2010-06-23 quant-ph
Generation of large-scale continuous-variable cluster states multiplexed both in time and frequency domains
在基于测量的量子计算（MBQC）的量子信息处理中，大尺度连续变量（CV）团簇态是必不可少的.特别地，在时域复用产生大规模CV簇状态更容易实现，并且在实验中具有很强的可扩展性。在这里，一维（1D）的大规模双轨CV团簇态的复用在时域和频域，它可以进一步扩展到三维（3D）的CV团簇态相结合的两个时间延迟NOPA系统与分束器。结果表明，平行阵列的数目取决于相应的频率梳线，每个阵列的分裂数可以很大（百万），三维团簇态的规模可以超大.该方案提供了一些特殊结构的CV团簇态，这将对混合域的量子计算具有重要意义。
2023-03-07 quant-ph
Exploring Parameter Redundancy in the Unitary Coupled-Cluster Ansatze for Hybrid Variational Quantum Computing
针对 UCCSD 拟设参数随系统规模不利增长的问题，本文结合自旋适配、小振幅过滤和基于熵的轨道选择识别参数冗余，在小分子上显著减少 VQE 优化参数数与收敛时间。
2023-04-06 quant-ph
Realizations of Measurement Based Quantum Computing
基于测量的量子计算（MBQC）模型通过在高纠缠多体团簇态上采用投影单量子比特测量和经典前馈实现了普适量子计算。在提高量子计算系统的可扩展性方面的快速进步已经使得能够生成用于在各种平台上实现MBQC的大簇状态。这篇评论集中在三个这样的努力，每一个利用不同的量子计算技术，即，超导量子比特、俘获离子量子比特和压缩光子态。MBQC越来越多地应用于可以产生大纠缠资源态但缺乏执行确定性纠缠门的能力的光学平台。
2021-12-22 quant-ph
High Performance Quantum Computing
最近提出的基于光子的大规模量子计算机的架构可扩展性，利用拓扑簇态和光子芯片的理论发展，使我们能够继续讨论大规模量子信息处理（QIP）。在这封信中，我们介绍了一个安全和不安全的拓扑集群主机的模型。我们考虑高性能计算的量子模拟，其中许多用户使用专用服务器场来运行算法并共享量子数据。基于光子学的拓扑集群计算的缩放结构为基于服务器的QIP带来了有吸引力的未来，其中可以构建和/或扩展专用大型机以利用用于个人量子信息处理的理想资源来服务日益饥饿的用户群。
2008-10-14 quant-ph
Measurement-based generation and preservation of cat and grid states within a continuous-variable cluster state
我们提出了一个算法，以可靠地产生各种量子态的关键量子纠错和通用的连续变量（CV）量子计算，如薛定谔猫态和Gottesman-Kitaev-Preskill（GKP）网格态，高斯CV集群状态。我们的算法是基于光子计数辅助的节点隐形传态方法（PhANTM），它使用标准的高斯信息处理的集群状态，只有增加本地光子数分辨测量。我们表明，PhANTM可以应用多项式门和嵌入猫状态的集群内。这种方法稳定猫状态对高斯噪声和永久的非高斯集群内。我们表明，现有的协议繁殖猫状态可以嵌入到集群状态处理使用PhANTM。
2022-07-11 quant-ph
Minimizing Photonic Cluster State Depth in Measurement-Based Quantum Computing
针对基于MBQC的光子量子计算中簇态深度影响执行时间与误差的问题，本文提出基于动态规划的编译框架FMCC，可高效最小化簇态深度，并在五种算法上显著优于现有框架。
2023-12-18 cs.AR quant-ph
Limitations of quantum computing with Gaussian cluster states
我们讨论了高斯团簇态在基于测量的量子计算中的潜力和局限性。利用高斯投影纠缠对态（GPEPS）的框架，我们证明了无论对分布在一般图上的系统进行怎样的高斯局域测量，量子信息的传输和处理都不可能超过一定的影响区域，除了指数抑制的修正.我们还证明，即使在任意的非高斯局部测量，有限宽度的高斯集群状态的板不能携带逻辑量子信息，即使在连续变量（CV）系统中的量子比特的复杂编码是允许的。这一点可以通过适当收缩代表无限维量子系统的张量网络来证明。这一结果可以看作是对高斯簇态的量子纠错和容错的要求的提高，并指出了基于测量的量子计算对非高斯资源态的必要性。这些结果同样可以看作是高斯量子中继网络。
2010-05-17 cond-mat.other quant-ph
Quantum computing with spin cluster qubits
研究了具有均匀和非均匀耦合常数的各向同性（Heisenberg）和各向异性（XY和Ising类）交换相互作用的有限自旋链的低能态.我们发现，对于奇数个网站的自旋团簇量子比特可以定义的基态的双重。这种量子位对团簇内自旋的位置和耦合各向异性非常不敏感。利用磁场和团簇间交换可以产生单量子比特和双量子比特的量子门，并且量子门运行时的泄漏很小。自旋团簇量子比特继承了单自旋的长退相干时间和短门操作时间。因此，控制单自旋对于实现通用量子门是不必要的。
2003-02-12 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum-Computing Architecture based on Large-Scale Multi-Dimensional Continuous-Variable Cluster States in a Scalable Photonic Platform
量子计算是一种颠覆性范式，人们普遍认为它能够解决经典的棘手问题。然而，通往全尺寸量子计算机的道路受到与平台的可扩展性，量子位的连接性以及各种组件所需保真度相关的巨大挑战的阻碍。单向量子计算是一种有吸引力的方法，它将负担从高保真度量子门和量子存储器转移到产生高质量的纠缠资源态和高保真度测量。团簇态是单向量子计算的一个重要组成部分，一个紧凑、便携、可大规模生产的大规模团簇态平台对于单向量子计算的广泛部署至关重要。在这里，我们桥接两个不同的领域-克尔微梳和连续变量（CV）量子信息-制定一个单向量子计算架构的基础上可编程的大规模CV集群状态。该体系结构可以容纳数百个同时可寻址的纠缠光模复用在频域和无限数量的顺序可寻址的纠缠光模在时域。一维，二维和三维CV团簇状态可以确定性地产生。我们注意到，至少三维的集群状态需要容错的单向量子计算与已知的纠错策略。这种架构可以很容易地用硅光子学实现，为大规模的量子计算开辟了一条有前途的途径。
2019-09-21 cond-mat.quant-gas physics.optics quant-ph
Quantum computing with antiferromagnetic spin clusters
我们发现，一个广泛的自旋团簇与反铁磁团簇内交换相互作用允许一个定义一个量子比特。对于这些自旋簇量子位，初始化、量子门操作和读出可以使用与单自旋相同的技术。自旋簇量子位的量子门操作不需要控制簇内交换相互作用。实现量子门所需的电场和磁场只需要在自旋簇的长度尺度上控制，而不是在单个自旋的尺度上控制。在这里，我们计算的能隙分离的逻辑量子比特状态从下一个激发态和矩阵元素，决定量子门的操作时间。我们讨论了由s=1/2自旋的一维和二维阵列形成的自旋团簇量子比特以及由s>1/2自旋形成的团簇。我们说明了自旋团簇量子比特的各种建议的实现自旋量子比特的优势，并分析了自旋团簇大小的退相干时间的标度。
2003-10-18 cond-mat.mes-hall quant-ph
Optimizing Compilation for Distributed Quantum Computing via Clustering and Annealing
University of Pittsburgh（匹兹堡大学）；University of California, Santa Cruz（加州大学圣克鲁斯分校）
本文提出通过聚类和退火优化分布式量子计算编译，有效降低目标值，提升异构量子系统的映射效率。
2025-08-21 cs.DC quant-ph
