Quantum Knitting Computer
Toshiyuki Fujii, Shigemasa Matsuo, Noriyuki Hatakenaka
我们提出了一种磁通控制的量子计算机，并结合了三量子比特的量子纠错，使用特殊的门操作，即，联合相位和SWAP门操作，这是电容耦合超导通量量子位所固有的。拟议中的量子计算机就像家里的针织机一样。
We propose a fluxon-controlled quantum computer incorporated with three-qubit quantum error correction using special gate operations, i.e., joint-phase and SWAP gate operations, inherent in capacitively coupled superconducting flux qubits. The proposed quantum computer acts exactly like a knitting machine at home.
机构、总结、中文摘要均由AI分析而来，可能存在错误，请以论文正文为准。
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Circuit Knitting for Continuous-Variable Quantum States
本文将电路编织从有限维扩展到无限维量子系统，提出模拟非高斯态的通用框架，并证明多模高斯操作精确编织需无限采样开销，应用于福克态、GKP态和猫态生成。
Quantum Knitting
我们通过解决一些与结和辫群相关的算法问题来分析结的数学理论与量子物理之间的联系。纽结可以通过“纽结不变量”来区分，其中琼斯多项式起着突出的作用，因为它可以与拓扑量子场论中的可观测量相关联。虽然计算琼斯多项式的问题在经典复杂性理论的框架中是棘手的，但最近人们认识到量子计算机能够以有效的方式近似它。这里讨论的量子算法代表了量子计算的突破，因为近似琼斯多项式实际上是一个“通用问题”，即量子计算机可以有效处理的最困难的问题。
Circuit knitting with classical communication
本文研究基于准概率模拟的电路编织方法，证明在子电路间引入经典通信可将含 $n$ 个非局域 CNOT 门的模拟开销从 $O(9^n)$ 降至 $O(4^n)$，并推广到一般 Clifford 门及部分其他门。
Distributed Quantum Computing via Adaptive Circuit Knitting
本文提出自适应电路编织方法，通过发现子系统间最小纠缠区域，减少分布式量子计算中的采样开销，适用于近似和容错架构的量子模拟。
Entanglement-assisted circuit knitting: Distributed quantum computing using limited entanglement resources
本文提出一种混合框架，结合纠缠辅助电路编织与局部协同操作，优化采样开销并降低纠缠成本，提升分布式量子计算的效率。
Quantum circuit knitting using a weak-coupling approximation
提出一种通过弱耦合近似将量子计算分布化的方法，将经典成本从指数级降至多项式级，并在QAOA电路上验证。
Circuit Knitting Faces Exponential Sampling Overhead Scaling Bounded by Entanglement Cost
该研究证明电路编织的采样开销受纠缠代价指数级下界限制，揭示了虚拟量子信息处理与量子香农理论的联系，为分布式量子计算的可扩展性提供了理论基准。
Overhead-constrained circuit knitting for variational quantum dynamics
提出基于电路缝合和PVQD算法的开销约束方法，将大系统分割为小子系统模拟，在保持采样开销可控下准确模拟量子动力学并降低电路深度。
Knitting distributed cluster state ladders with spin chains
自旋链在量子态传输和通信中的应用是近年来的研究热点。在这里，我们讨论利用自旋链（为完美的量子态转移而设置）编织分布式簇态结构，在链的末端重复注入和提取的自旋量子位之间。团簇态是由系统在不同激发数扇区的自然演化而产生的。我们讨论了在注入和提取过程中的错误，以及制造和随机误差的影响的消肩效应。
A Hardware-Aware Gate Cutting Framework for Practical Quantum Circuit Knitting
本文提出硬件感知量子电路编织框架，在切割时联合优化门切割与 SWAP 插入，并利用量子比特交互和芯片布局的图相似性指导路由，显著降低子电路深度并提升保真度。
Structural Conditions for Distributed Quantum Advantage
本文提出分布式量子优势的三个条件（可承受拼接、经典难度保持、梯度可解析），并证明有界接口的有限局域深度电路可满足，通过IBM处理器上的环面码实验验证了可行性。
Unitary-transformed projective squeezing: applications for circuit-knitting and state-preparation of non-Gaussian states
本文提出了一种基于单元变换的压缩态投影方法，用于模拟更大规模的量子设备并制备高非线性非高斯态，同时抑制光子损失误差的影响。
Optimal wire cutting with classical communication
本文研究量子线路编织中的线路切割问题，证明子线路间无经典通信和有经典通信时切割 n 条线路的最优代价分别为 O(16^n) 与 O(4^n)。
Simulating quantum circuits with restricted quantum computers
本论文研究用受限量子计算机模拟量子电路，提出基于准概率模拟（QPS）的方法，刻画非局部态和信道的最优模拟开销，并探讨经典通信的作用，为电路编织提供理论基础。
Assessing the Benefits and Risks of Quantum Computers
本文综述量子计算机的潜在用途与风险，指出变分算法等近似方法与商业应用探索有望在近期实现实用量子计算，但当前及近期量子计算机尚无法破解现有密码系统，且网络安全风险可通过迁移至抗量子密码协议有效管理，结论是量子计算将先产生经济影响而后具备密码学相关性。
The Future of Quantum Computing with Superconducting Qubits
随着量子处理单元（QPU）的出现，我们在历史上第一次看到了计算范式的分支点。挖掘计算的全部潜力并实现具有超多项式加速比的量子算法很可能需要量子纠错技术的重大进展。同时，通过电路编织技术组合多个QPU，通过误差抑制和缓解提高解决方案的质量，并专注于具有渐近加速的量子算法的启发式版本，在短期内实现计算优势是可能的。要实现这一点，量子计算硬件的性能需要提高，软件需要将量子和经典处理器无缝集成在一起，形成一种新的架构，我们称之为量子中心超级计算。从长远来看，我们看到硬件利用量子比特连接性在高于2D的拓扑结构中实现更有效的量子纠错码，模块化架构用于扩展QPU和并行化工作负载，以及软件的发展使技术的复杂性对用户不可见，并实现无处不在，无摩擦的量子计算的目标。
Hybrid paramagnetic-ferromagnetic quantum computer design based on electron spin arrays and a ferromagnetic nanostripe
顺磁-铁磁混合量子计算机实用化的总体设计。
$N$-Party Hadamard Test for Distributed Quantum Computation
提出一种无需非局域受控操作的N方Hadamard测试协议，利用预共享纠缠和局域操作与经典通信，降低采样开销并增强噪声鲁棒性，推动分布式量子计算应用。
Efficiency of Ground State Quantum Computer
计算的能隙的基态量子计算机电路，这是最近提出的Mizel等人。当实现一个量子算法的哈密顿只包含两两相互作用，能量间隙$1/Δ$的倒数是成比例的$N^{4k}$，其中$N$是在问题中涉及的位数，和$N^k$是在一个标准的量子范例中执行的控制操作的数量。基态量子计算机除了能有效地抑制能隙引起的退相干外，还可以在多项式时间内完成标准量子计算机应该在多项式时间内完成的量子算法。
Optimal Partitioning of Quantum Circuits using Gate Cuts and Wire Cuts
针对近期量子设备量子比特少、连接受限且划分导致运行时间激增的问题，提出联合门切割、线路切割、辅助比特和经典通信的最优量子电路划分方法，显著降低时间开销与比特需求。
Exchange in a silicon-based quantum dot quantum computer architecture
在体硅中，谷间电子干涉已被证明会导致杂质电子波函数之间的交换耦合产生强烈振荡，这对拟议的量子计算机构成了严重的可制造性问题。在这里，我们表明，这个问题不会出现在建议的架构中使用Si/SiGe量子点，因为在Si量子阱中的大的面内应变连同强限制的潜力典型的异质结构。
Operation of universal gates in a DXD superconducting solid state quantum computer
我们证明了在DXD超导固态量子计算机（quamputer）中可以实现完整的门集，从而证明了它的普适性。
Truncated hybrid tensor networks for distributed quantum simulation
本文提出截断混合张量网络（THTN）框架，通过经典连接张量合并远程门并截断施密特模式，将分布式量子模拟映射到一维切割，降低采样成本，并在链、梯子和分层模型上验证了与TEBD一致的精度。
Solving Satisfiability Problems by the Ground-State Quantum Computer
提出了一种利用基态量子计算机求解可满足性问题的量子算法。针对3比特精确覆盖问题，分析了基态量子计算机的能隙尺度。讨论了该算法在一般SAT问题上的时间代价。
Atomic Quantum Computer
目前实现量子计算机如核磁共振、量子点和囚禁离子的方案都是基于使用一个原子或离子作为一个量子比特。在这些提议中，量子计算机由几个原子组成，它们之间的耦合提供了量子门所需的量子位之间的耦合。我们讨论了{ \it单}原子能否用作量子计算机。原子的内部态用于保存量子信息，而自旋-轨道和自旋-自旋相互作用提供了原子量子计算机中量子比特之间的耦合。特别地，可以使用电子自旋共振（ESR）来处理在原子能级的超精细分裂中编码的信息。通过使用量子态工程，人们可以操纵天然或人造（量子点）原子的内部状态来进行量子计算。
Comment on ``Polynomial-Time Simulation of Pairing Models on a Quantum Computer''
对“量子计算机上配对模型的多项式时间模拟”一文的评论。A. Wu，M. S. Byrd和D. A. Lidar，Phys. Rev. Lett. 89，057904（2002）中所述。
All this for one qubit? Bounds on local circuit cutting schemes
量子比特数量少是近期部署有利的量子计算的主要限制之一。为了减轻这种限制，已经开发了将大型量子计算分解为较小计算的技术。虽然这项工作有时被称为电路编织或分割和量子，但我们一般将其称为电路切割（CC）。现有的大部分工作都集中在更有效的电路切割计划的发展，留下了开放的问题，理论上最优的方案可以实现的限制。我们通过将可能的方法分解为两个不同的制度来开发边界：第一个，输入状态和测量是固定和已知的，第二个，这需要一个给定的切割来工作，以获得完整的输入状态和测量基础。对于第一种情况，很容易看出，解决电路切割的任何方法的效率的界限相当于解决BPP $\stackrel{?}{=}$ BQP。因此，我们将自己限制在一个更简单的问题上，询问\textit{locally-acting}电路切割方案可以实现什么，这是一个仍然包括所有现有电路切割方案的技术限制。在我们的第一个例子中，我们证明了一个局部作用的电路切割方案的存在，它可以有效地从电路的其余部分分割甚至一个量子比特将意味着BPP $=$ BQP。在第二种情况下，我们获得了更一般的结果，无条件地显示出无效率。我们还表明，任何（本地或其他）电路切割方案不能只应用单位信道的功能。
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。
Quantum Computers and Quantum Computer Languages: Quantum Assembly Language and Quantum C Language
我们展示了量子计算机的表示，定义了量子图灵机与相关的量子文法。然后，我们创建量子语法的例子。最后，我们以量子汇编语言和量子C语言为例，提出了一种高级量子语言的代数方法。
Quantum computer and its quasiclassical model
隐变量理论能用来制造量子计算机吗？描述了一种准经典模型量子计算机结构的具体方案。
Scalable Circuit Cutting and Scheduling in a Resource-constrained and Distributed Quantum System
本文提出FitCut方法，将量子电路转换为加权图并结合社区发现与调度算法，在资源受限的多节点量子系统中实现高效电路切割，显著优于Qiskit Circuit Knitting Toolbox。
'Photosynthetic' Quantum Computers?
量子计算机在自然界中已经存在了吗？有人建议他们这样做。光合作用是“量子计算机”组件可能在复杂生物系统的“经典”世界中发挥作用的一个例子。一个“翻译”的标准代谢描述的“前端”光捕获复杂的光合作用到量子计算机的语言。生物系统代表了一种尚未开发的资源，可以用来思考混合量子-经典计算机的设计和操作，并扩展我们目前对自然界中“量子计算机”的定义的概念。
Duality quantum computer and the efficient quantum simulations
本文首先简要介绍了对偶量子计算机。与之不同的是，作为对偶量子计算机基本演化算子的广义量子门不再是幺正的，而是可以用幺正算子的线性组合来表示。所有的线性有界算符都可以在对偶量子计算机中实现，幺正算符就是广义量子门集合的极值点。利用对偶量子计算模式，在普通量子计算机的基础上增加一个量子点，即可实现d缝对偶量子计算机。对偶量子计算机为量子算法的设计提供了灵活性和清晰的物理图像，是量子算法和经典算法之间的桥梁。在这篇综述中，我们将通过描述Childs等人[量子信息与计算，12（11-12）：901-924（2012）]，以及Berry等人的量子模拟算法[Phys.Rev.Lett. 114，090502（2015）]，其提供了用于利用稀疏哈密顿量来模拟系统的精度的指数改进。
Implementation of a Quantum Search Algorithm on a Nuclear Magnetic Resonance Quantum Computer
我们展示了一个基于胞嘧啶的双量子比特NMR量子计算机上的量子搜索算法的实现。
Duality and Recycling Computing in Quantum Computers
量子计算机具有量子并行性，具有比经典计算机\cite{er1,er2}更强的计算能力。众所周知，运动的量子物体通过双缝时表现出粒子波二象性。量子计算机是静态的，缺乏这种对偶性。最近提出的对偶计算机已经利用了这种粒子波的对偶性，它可以提供额外的计算能力\cite{r1}。简单地说，对偶计算机是一台移动的量子计算机通过双缝。对偶计算机提供了对从不同狭缝出来的子波执行单独操作的能力，即所谓的对偶并行性。在这里，我们证明了一个$n$ -dubit对偶计算机可以用一个$(n+1)$ -qubit量子计算机来模拟.在对偶模式中，计算操作不一定是单一的。$n$ -量子比特量子计算机可以用作$n$ -比特可逆经典计算机并且是能量有效的。我们的结果进一步使$(n+1)$量子比特计算机能够在$O(2^n)$比特经典计算机上运行经典算法.对偶模式提供了经典计算和量子计算之间的自然联系。在这里，我们还提出了一种循环计算模式，在这种模式下，量子计算机将继续计算，直到得到结果。这两种模式为算法设计提供了新的工具。针对未排序数据库搜索问题，设计了一种搜索算法。
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。
The Noiseless Quantum Computer Does Not Exist
本文证明量子计算机中任何逻辑门都信息依赖于另一逻辑门，从而论证无噪声量子计算机不可能存在。
A Parallel Quantum Computer Simulator
量子计算机是一种新型的计算机，可以有效地解决复杂的问题，如素数分解。量子计算机威胁到公钥加密系统的安全性，因为这些系统依赖于素数分解在计算上很困难的事实。错误限制了量子计算机的有效性。由于量子计算机的指数性质，模拟错误对它们的影响需要大量的处理和内存资源。在本文中，我们描述了一个并行模拟器，访问量子计算机的可行性。我们还推导并验证了模拟器执行时间的分析模型，这表明并行量子计算机模拟具有很好的可扩展性。
Universe as quantum computer
本文表明，通用量子计算机具有退相干的历史，其中复杂的适应系统以高概率演化。
A bird's eye view of quantum computers
量子计算机是在计算的一般框架，物理定律和量子力学的基础上讨论的。
The halting problem for universal quantum computers
通用量子计算机的停止被证明是不相容的约束的动力学的么正性。
Implementing quantum stochastic differential equations on a quantum computer
我们研究如何在量子计算机上实现量子随机微分方程。这是说明了一个实施的量子阱，耦合激光驱动的两级原子的电磁场在真空状态下的IBMqx4特内里费计算机。我们比较所得的主方程和量子滤波方程现有的理论。通过这种方式，我们描述了计算机的性能。
Synchronizing Quantum Paths of a Universal Quantum Computer
这篇论文已被撤回，并将由另一份提交的论文取代。
The Quantum Interference Computer: error correction
在量子干涉计算机方法的背景下，提出了一种纠错机制
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。
On the Problem of Programming 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。我们讨论了量子算法不稳定性的起源，并探讨了扩大稳定操作区域的物理机制。
The Quantum Interference Computer: an experimental proposal
提出了一个实验来测试量子干涉计算机方法的干涉方面
Energy Dissipation in Quantum Computers
描述了一种用于计算由于量子相位信息的损失而在量子计算机中产生的热量的方法。令人惊讶的是，这种热量产生可以在零温度下发生。这可以解释为什么不可能从真空涨落中提取能量。光学计算机和量子宇宙学的影响也简要讨论。
Irreversibility in the Halting Problem of Quantum Computer
研究了量子计算机的停机问题。结果表明，如果量子计算机发生停机，则相关动力学由不可逆算子描述。
An Algorithm of a Virtual Quantum Computer Model on a Classical Computer
由于对量子态性质的假设，虚量子态的构建成为可能。本研究考虑了随机几何背景（随机引力背景）产生的各种量子非相互作用对象的相关性（或相干性）。在量子态虚拟模型中，实现了从单个连续随机过程产生两个（或多个）具有受控互相关因子的二分信号的简单方法。基于计算机系统随机数发生器，建立了具有随机几何背景性质的平稳随机相位模型。
Quantum State Optimization and Computational Pathway Evaluation for Gate-Model Quantum Computers
输入门模型量子计算机的计算问题识别具有特定计算路径的目标函数（目标函数连通性）。计算问题的解决方案涉及识别作为要达到的主题的目标目标函数值。门模型量子计算机中的瓶颈是需要几轮量子态准备、高成本运行序列和多轮测量来确定实现目标目标函数值的量子计算机的目标（最佳）状态。在这里，我们定义了一种方法，用于门模型量子计算机的最佳量子态确定和计算路径评估。我们证明了一种状态确定方法，该方法在给定的目标目标函数值下为量子计算机找到目标系统状态。计算路径评估过程在量子计算机的固定硬件架构上设置目标系统状态中的目标函数的连通性。所提出的解决方案在不需要准备量子计算机的初始状态和目标状态之间的中间状态的情况下演化目标系统状态。我们的方法避免了高成本的系统状态准备和昂贵的运行程序和测量设备的门模型量子计算机。这些结果为门模型量子计算和量子互联网的近期量子器件提供了方便。
Space Complexity of Streaming Algorithms on Universal Quantum Computers
通用量子计算机是目前已知的唯一可以实现的通用量子计算机。这些计算机由控制量子存储器的经典存储器组件组成。本文在通用量子计算机上研究了PartialMOD和等式等数据流问题的空间复杂性。这些问题的量子算法被认为优于经典算法。然而，通用量子计算机除了需要量子位之外，还需要经典位来控制量子门。我们的分析表明，量子算法中使用的经典比特的数量等于或甚至大于相应的经典算法中使用的经典比特的数量。这些结果表明，当考虑空间复杂性时，在通用量子计算机上而不是经典计算机上实现某些数据流问题没有优势。
The Halting Problem for Quantum Computers
我们认为，量子计算机的停机问题，这是首次提出的迈尔斯，绝不是解决，因为已经声称最近。我们明确展示了量子计算机中出现的困难，当计算的不同分支在不同的未知时间停止时。
Quantum Computer Benchmarking via Quantum Algorithms
我们提出了一个框架，利用量子算法，架构感知量子噪声模型和一个理想的模拟器，以基准量子计算机。基准度量突出了量子计算机演化与模拟噪声和理想量子演化之间的差异。我们利用我们的框架对三个IBMQ系统进行基准测试。使用多种算法，包括连续时间算法，作为基准，以不同的方式强调计算机，突出它们对不同电路的行为。每个量子线路的复杂性会影响每个量子计算机的效率，电路尺寸的增加会导致更多的噪声行为。此外，使用连续时间量子算法及其哈密顿量的分解也允许提取关于量子系统上的两种方法的效率的有价值的比较。结果表明，我们的基准测试提供了关于每个量子计算机性能的充分和全面的信息。
Approximate quantum counting on an NMR ensemble quantum computer
我们演示了一个量子算法的实现，用于估计在搜索操作中使用两个量子位的核磁共振（NMR）量子计算机的匹配项目的数量。
Realizing the quantum baker's map on an NMR quantum computer
通过对基于三氯乙烯分子的3-qubit NMR量子计算机上的量子面包师映射的实现进行数值模拟，我们证明了在当今量子计算机上进行量子混沌实验的可行性。我们给出了详细的描述，建议的实验，调查（a）由于退相干和（b）超敏扰动的现象的熵增加率。
Experimental Demonstration of Non-local Controlled-Unitary Quantum Gates Using a Five-qubit Quantum Computer
在分布式量子计算机中，非局域量子门的局域实现是必不可少的。在这里，我们展示了非本地实现的控制酉量子门提出的Escherert等人。（Phys Rev A 62：052317，2000）使用五量子比特IBM量子计算机。我们通过量子态和工艺层析技术验证了实现的保真度和准确性。
Probability Analysis of a Quantum Computer
研究了Peter Shor提出的整数因式分解的量子计算机算法。QC的量子性质使其结果随机。研究了输出概率分布，并确定了成功操作的机会
Remarks on Universal Quantum Computer
本文已被quant-ph/9908074取代。
Benchmarking Quantum Computers and the Impact of Quantum Noise
基准测试是如何确定计算系统的性能。令人惊讶的是，即使对于经典计算机，这也不是一个简单的过程。必须选择适当的基准和指标来提取有意义的结果。不同的基准测试以不同的方式测试系统，每个单独的度量可能会或可能不会感兴趣。选择合适的方法是棘手的。对于量子计算机来说，情况更加开放，其中有更广泛的硬件，更少的既定指导方针和额外的复杂因素。值得注意的是，量子噪声会显著影响性能，并且难以准确建模。在这里，我们从计算机体系结构的角度讨论量子计算机的基准测试，并提供数值模拟，突出表明谨慎的挑战。
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