Quantum versus Classical Online Streaming Algorithms with Advice
我们认为在线算法的竞争比。在这里，我们研究量子和经典的单向自动机与非恒定大小的内存（流算法）作为在线算法的模型。我们构建的问题，可以解决量子在线流算法比经典的对数或sublogarithmic大小的内存的情况下，更好地，即使经典的在线算法得到建议位。此外，我们表明，具有恒定数量的量子位的量子在线算法可以优于具有恒定数量的建议位和无限计算能力的任何确定性在线算法。
2019-06-20 cs.CC cs.DS quant-ph
Non-uniformity and Quantum Advice in the Quantum Random Oracle Model
由Boneh等人（Asiacrypt 2011）引入的QROM（量子随机预言模型）捕获了所有的泛型算法。然而，它未能描述具有预处理能力的非均匀量子算法，该算法接收有界经典或量子建议。由于非均匀算法在很大程度上被认为是攻击者的正确模型，从Nayebi，Aaronson，Belovs和Trevisan（QIC 2015）的工作开始，一系列工作研究了随机预言模型中的非均匀安全性。Chung，Guo，Liu和Qian（FOCS 2020）为许多加密应用程序提供了一个框架并建立了非统一的安全性。在本论文中，我们继续研究QROM中的量子建议。我们提供了一个新的想法，概括了以前的多实例框架，我们相信这是更量子友好的，应该是多实例游戏的量子模拟。为此，我们将量子建议的界限与Chung等人的经典建议的界限相匹配，显示量子建议几乎与QROM中许多自然安全游戏的经典建议一样好/坏。最后，我们表明，在QROM中的一些人为的游戏，量子咨询可以指数优于经典的建议，一些参数制度。据我们所知，它提供了一些证据，证明相对于非结构化的神谕，量子和经典建议之间存在一般性的分离。
2022-10-13 cs.CR quant-ph
Separating Quantum and Classical Advice with Good Codes
Columbia University（哥伦比亚大学）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）
本文通过构造优良码，实现了量子证明验证（QMA）与经典证明验证（QCMA）之间的无条件经典 oracle 分离，并扩展到其他 oracle 分离问题。
2026-04-12 cs.CC quant-ph
Limitations of Quantum Advice and One-Way Communication
虽然一个量子态需要指数级的多个经典比特来描述，但量子力学的定律对如何访问该状态施加了严格的限制。本文在三种情况下表明，量子信息与经典信息相比只有有限的优势。首先，我们表明，$\mathsf{BQP/qpoly}\subseteq\mathsf{PP/poly}$，其中$\mathsf{BQP/qpoly}$是一类问题可解决的量子多项式时间，给定一个多项式大小的“量子建议状态”，只依赖于输入长度。这解决了布尔曼的一个问题，意味着我们不应该希望在量子和经典建议之间有一个非相对化的分离。我们的复杂性结果的基础是确定性和量子单向通信复杂性之间的一般新关系，它适用于部分函数和全函数。其次，我们构造一个相对于$\mathsf{NP}\not \subset \mathsf{BQP/qpoly}$的预言。为此，我们使用多项式方法给出了量子搜索直积定理的第一个正确证明。这个定理还有其他的应用;例如，它可以用来修正Klauck关于排序的量子时空权衡的结果。第三，我们引入了一种新的迹距离方法来证明量子单向通信复杂度的下界。使用这种方法，我们获得了最佳的量子下界的两个问题的Ambainis，其中没有非平凡的下界是以前已知的，即使是经典的随机协议。这篇论文的初步版本出现在2004年的计算复杂性会议（CCC）上。
2018-06-21 cs.CC quant-ph
No Size-Preserving Amplification with Quantum Advice
National Taiwan University（台湾大学）；National Tsing Hua University. National Center for Excellence in Quantum Information Science and Engineering.（国立清华大学。量子资讯科学与工程卓越中心）
本研究证明量子建议下多项式时间量子计算无法保持状态规模进行错误缩减，需更长建议，并给出具体分离结果。
2026-11-02 cs.CC quant-ph
Quantum lower bound for inverting a permutation with advice
给定一个随机排列$f: [N] \to [N]$作为一个黑盒和$y \in [N]$，我们希望输出$x = f^{-1}(y)$。作为对输入的补充，我们以预先计算的数据结构的形式给出了经典建议;该建议可以依赖于置换，但\emph{not}依赖于输入$y$。传统上，存在大小为$\tilde{O}(S)$的数据结构和算法，该算法在给定$f(x)$的数据结构的帮助下，对于参数$S$、$T$的每个选择，可以将$f$在时间$\tilde{O}(T)$上反转，使得$S\cdot T \ge N$。我们证明了量子算法的$T^2\cdot S \ge \tildeΩ(εN)$的量子下界，反转一个随机排列$f$的$ε$分数的输入，其中$T$是查询$f$和$S$的数量的建议。这回答了一个开放的问题德等人。我们还给出了一个$Ω(\sqrt{N/m})$量子下限为简单的，但相关的姚氏箱问题，这是问题的恢复位$x_j$，鉴于有能力查询一个$N$位字符串$x$在任何索引，除了$j$ -th，也给出了$m$位的意见，依赖于$x$，但不是$j$。
2015-04-10 cs.CC cs.CR quant-ph
Quantum advice enhances social optimality in three-party conflicting interest games
量子伪心灵感应游戏很好地解释了量子力学的奇异性，展示了量子资源相对于经典资源的优势。大多数量子伪心灵感应游戏是共同利益游戏，然而冲突利益游戏更广泛地用于模拟现实世界的情况。最近，Pappa等人（Phys.Rev.Lett. 114，020401，2015）提出了第一个双方利益冲突的游戏，其中量子建议增强了社会最优性。在本文中，我们给出了两个新的三方利益冲突博弈，并证明了量子建议可以提高三方环境中的社会最优性。我们提出的第一个游戏是基于著名的GHZ游戏，这是一个共同利益的游戏。我们提出的第二个博弈与Svetlichny不等式有关，该不等式证明了量子力学在三方环境中不能用局部隐变量模型来解释。
2016-03-26 quant-ph
Quantum Versus Classical Proofs and Advice
本文研究了量子证明是否比经典证明更强大，或者从复杂性的角度来看，QMA是否=QCMA。我们证明了关于这个问题的三个结果。首先，我们给出了QMA和QCMA之间的“量子预言分离”。更具体地说，我们表明，任何量子算法需要$Ω(\sqrt{2^n/(m+1)})$查询找到一个$n$ -量子位“标记状态”$\lvertψ\rangle$，即使给定一个$m$ -位的经典描述$\lvertψ\rangle$连同一个量子黑盒子，承认$\lvertψ\rangle$。其次，我们给出了一个明确的QCMA协议，几乎达到这个下限。第三，我们表明，在一个以前已知的情况下，量子证明似乎提供了指数优势，经典证明基本上是一样强大。特别是，Watrous给出了一个QMA协议，用于验证有限群中的非成员关系。在合理的群论假设下，我们给出了同样问题的QCMA协议。即使没有任何假设，我们的协议，使只有多项式许多查询组甲骨文。最后，我们对量子预言与经典预言，以及QMA和QCMA之间的经典预言分离的可能性进行了一些说明。
2020-09-28 cs.CC quant-ph
Lower Bounds for Unitary Property Testing with Proofs and Advice
本文提出利用酉信道甄别的新技术，证明酉性质测试的量子查询复杂度下界，适用于带量子证明和建议的测试器，并去除对数因子，推论出量子预言机下QMA(2)不包含SBQP。
2025-04-17 cs.CC quant-ph
Nonuniform Families of Polynomial-Size Quantum Finite Automata and Quantum Logarithmic-Space Computation with Polynomial-Size Advice
该研究引入带垃圾带的量子有限自动机构成的非均匀状态复杂度类，明确了多类单向有限自动机对应复杂度类的包含与分离关系，建立了双向量子有限自动机非均匀状态复杂度与带建议的量子对数空间计算的关联。
2021-04-16 cs.CC cs.FL quant-ph
Quantum search with advice
我们考虑的问题，搜索的非结构化列表中的一个标记的元素，当一个被告知这个元素可能位于何处，在概率分布的形式。目标是最小化针对该分布对列表进行的查找标记元素的查询的预期数量。我们提出了一个量子算法，它解决了这个问题，使用最佳数量的查询，一个常数因子。对于输入上的某些分布，例如某些幂律分布，该算法可以实现指数加速超过最佳可能的经典算法。我们还给出了一个有效的量子算法的一个变种，这个任务的分布是事先不知道的，但必须在一个额外的成本查询。该算法是基于使用Grover的量子搜索算法和振幅放大作为子程序。
2009-08-21 quant-ph
Super-exponential query complexity reduction via noise-resistant quantum search
在具有建议的查询问题中，在N个条目的数据库内的单个感兴趣的条目将被发现，假设提供了条目的排序，从具有作为感兴趣的条目的最高概率（如由所谓的建议分布所确定的）到具有最低概率的条目。我们提出了一个量子算法，在存在显著水平的量子噪声的情况下，解决了具有平均情况下的查询复杂度为O（1）的幂律建议分布的咨询建议，N趋于无穷大。由于我们还展示了这个问题的最佳经典算法表现出平均情况下的查询复杂度的顺序不优于log（N），我们的量子算法提供了一个超指数减少查询复杂度。
2017-10-30 quant-ph
Lower Bounds for Function Inversion with Quantum Advice
函数反演是指给定一个随机函数$f: [M] \to [N]$，求出任意像$f^{-1}(y)$在时间$T$上的原像。在这项工作中，我们重新审视这个问题下的预处理模型，我们可以计算一些辅助信息或建议的大小$S$，只依赖于$f$，但不对$y$。这是一个在经典环境中得到充分研究的问题，然而，除了调用Grover算法之外，量子算法如何更好地解决这个任务还不清楚，Grover算法没有利用预处理的能力。Nayebi等人证明了一个量子算法反演置换的下界$ST^2 \ge \tildeΩ(N)$，然而，他们只考虑经典建议的算法。Hhan等人随后将这个下限扩展到用于反转置换的全量子算法。在这项工作中，我们给出了相同的渐近下界的全量子算法下的制度下，$M = O(N)$的反函数的全量子算法。为了证明这些界限，我们推广了最初由Ambainis等人提出的量子随机访问码的概念，我们得到一个随机变量列表（不一定是独立的），我们希望将它们压缩到一个可变长度的编码中，这样我们就可以用高概率的编码来检索一个随机元素。作为我们的主要技术贡献，我们给出了一个几乎紧的下界（宽参数范围）的量子随机存取码，这可能是独立的利益，这一广义概念。
2020-04-08 cs.CC cs.CR cs.DS
Tight Quantum Time-Space Tradeoffs for Function Inversion
在函数反演中，我们给出了一个函数$f: [N] \mapsto [N]$，并希望准备一些大小$S$的建议，以便我们可以有效地在时间上反演任何图像$T$。这是一个深入研究的问题，与密码学、数据结构、通信复杂性和电路下界有着深刻的联系。在量子环境中对这个问题的研究是由Nayebi，Aaronson，Belovs和Trevisan（2015）发起的，他们证明了随机排列的$ST^2 = \tildeΩ(N)$的下界与经典建议相反，留下了一个有趣的可能性，即Grover的搜索可以加速到时间$\tilde O(\sqrt{N/S})$。Hhan，Xagawa和Yamakawa（2019）以及Chung，Liao和Qian（2019）最近的工作扩展了随机函数和量子建议的论点，但下限仍然是$ST^2 = \tildeΩ(N)$。在这项工作中，我们证明，即使量子咨询，$ST + T^2 = \tildeΩ(N)$是需要一个算法来反转随机函数。这表明Grover的搜索对于$S = \tilde O(\sqrt{N})$是最优的，即使使用量子建议，也排除了Grover搜索的任何实质性加速。进一步改进我们的边界将意味着新的经典电路下界，如Corrigan-Gibbs和Kogan（2019）所示。为了证明这个结果，我们开发了一个建立量子时空下界的一般框架。我们进一步证明量子时空下限的姚的盒子问题和加盐密码我…
2020-11-22 cs.CC cs.CR quant-ph
Classical vs Quantum Advice and Proofs under Classically-Accessible Oracle
本文构造经典可访问预言机，首次实现 BQP/qpoly 与 BQP/poly、QMA 与 QCMA 的相对分离，并给出分布式量子可访问预言机下 QMA 与 QCMA 分离的新证明。
2024-01-18 cs.CC cs.CR quant-ph
Bounds on the power of proofs and advice in general physical theories
量子理论为我们提供了比经典理论更优越的计算和通信工具。揭示这些优势的来源的一种方法是确定当量子理论被其他操作定义的理论所取代时，计算和通信能力是如何变化的。这样的研究可能会揭示一些强大的计算和通信所需的关键物理特征。在本文中，我们探讨如何简单的物理原理约束的权力，两个不同的计算范式，结合计算和通信在一个非平凡的方式：计算与咨询和交互式证明系统。我们表明，在理论中的非平凡动力学的存在意味着一个约束的计算能力的意见。此外，我们提供了一个明确的例子，没有非平凡的动力学理论，其中的计算能力与建议是无界的。最后，我们表明，权力的简单的互动证明系统在理论上，当地的测量足够的层析成像是非平凡的有界。这个结果证明了QMA包含在PP中，PP不使用任何唯一的量子结构-例如观测量对应于自伴算子的事实-因此可能是独立的兴趣。
2016-06-16 quant-ph
Are uncloneable proof and advice states strictly necessary?
本文开启了对必然需要不可克隆量子证明与建议的语言研究，定义了 QMA、BQP/qpoly 和 FEQP/qpoly 的严格不可克隆版本，并在量子预言机模型及无预言机情况下证明了相应语言的存在性。
2025-04-01 quant-ph
A Qubit, a Coin, and an Advice String Walk Into a Relational Problem
本文研究了量子多项式时间及建议辅助下的关系问题类 FBQP/qpoly，无条件证明了 FBQP/qpoly != FBQP/poly，并揭示了 FBPP 不包含于 FP/poly 的复杂度条件。
2023-11-21 cs.CC quant-ph
Tight Bounds for Quantum Phase Estimation and Related Problems
University of Liverpool（利物浦大学）；CWI（荷兰数学与计算机科学研究中心）；University of Amsterdam（阿姆斯特丹大学）
针对量子相位估计及其变体，在给定不同辅助信息（如本征态、重叠度γ）下，刻画算法代价的紧界，并证明误差概率降低的代价下界为Ω(1/δ log(1/ε))。
2026-06-11 cs.CC quant-ph
The Quantum Message Complexity of Distributed Wake-Up with Advice
该研究提出了一种基于量子路由模型的分布式唤醒算法，证明了在无建议情况下唤醒问题的消息复杂度下界为 Ω(n^{3/2})，并给出了带有建议的高效唤醒方案。
2026-02-05 cs.DC cs.DS quant-ph
QMA/qpoly Is Contained In PSPACE/poly: De-Merlinizing Quantum Protocols
本文介绍一种新的消除量子态上存在量词的方法。使用这种技术，我们表明，有没有办法包装成一个多项式大小的量子态的指数数量的位，在这样一种方式，这些位中的任何一个的值可以稍后证明的帮助下，一个多项式大小的量子证人。我们还表明，任何问题在QMA与多项式大小的量子咨询，也是在PSPACE与多项式大小的经典咨询。这建立在我们早期的结果，BQP/qpoly包含在PP/poly，并提供了一个有趣的对位最近发现的拉兹，QIP/qpoly = ALL。最后，我们证明了QCMA/qpoly包含在PP/poly中，并且QMA/rpoly = QMA/poly。
2006-04-02 cs.CC quant-ph
An Operator-Norm Approach to Security with Quantum Advice
KAIST（韩国科学技术院）；UC San Diego（加州大学圣迭戈分校）
本文提出算子范数方法，统一量子随机预言机与随机排列模型中的非均匀安全性归约，实现Yao盒子紧致界及决策游戏最优加盐定理，并改进伪随机生成器界。
2026-09-30 cs.CR quant-ph
The Learnability of Quantum States
传统的量子态层析成像需要随着量子位数n呈指数增长的测量次数。但是，使用计算学习理论的思想，我们表明，“对于大多数实际目的”，人们可以学习一个状态，使用一些测量，只与n线性增长。除了对实验物理学的可能影响外，我们的学习定理在量子计算中还有两个应用：第一，量子单向通信协议的新模拟，第二，使用可信的经典建议来验证不可信的量子建议。
2007-03-04 quant-ph
How Quantum Information can improve Social Welfare
其他地方已经表明，量子资源可以让我们实现一个均衡家庭，有时可以有更好的社会福利，同时保证隐私。我们使用图游戏提出了一种从图状态构建非合作游戏的方法，并且我们展示了与经典建议相比，如何使用量子建议实现无限的改进。
2019-12-23 cs.GT cs.IT math.IT
Securing quantum error correction against misleading advice from AI agents
University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）；GeeQChiQ Technologies LLC（GeeQChiQ技术有限责任公司）
本研究识别量子纠错中被动综合征记录的歧义，提出利用校准测量和独立评估器认证恢复更新，以抵御AI顾问的有害建议，并量化保守接受所放弃的改进。
2026-09-17 cs.AI cs.CR cs.SY
Two-Qubit Pure Entanglement as Optimal Social Welfare Resource in Bayesian Game
纠缠态在量子信息理论中具有极其重要的意义。其优越性超过经典的相关性已被证明在许多信息理论协议。在这里，我们研究可能充分的量子纠缠在贝叶斯博弈论，特别是在社会福利解决方案（SWS），一种策略，球员遵循，以最大限度地提高他们的回报之和。给定一个多部分的量子态作为建议，玩家可以通过对量子态的他们的部分进行局部测量来提出几个相关的策略。量子策略被称为量子SWS，如果它比经典均衡（CE）策略更有利，在这个意义上，没有参与者必须牺牲他们的CE-收益，而有些人有激励，同时它使所有参与者的收益之和最大化。产生这种量子SWS的量子态被称为量子社会福利建议（SWA）。我们发现，任何两个量子比特的纯纠缠态，即使它是任意接近的产品状态，可以作为量子SWA在一些贝叶斯游戏。因此，我们的结果承认了这样一个事实，即每个两量子比特纯纠缠是某些操作任务的最佳资源。
2019-08-31 quant-ph
Shadow Tomography of Quantum States
我们引入了 * 阴影层析成像 * 的问题：给定一个未知的$D$维量子混合态$ρ$，以及已知的两个结果的测量$E_{1},\ldots,E_{M}$，估计概率$E_{i}$接受$ρ$，在加性误差$\varepsilon$内，对于每个$M$测量。需要多少个$ρ$拷贝才能实现这一点（概率很高）？令人惊讶的是，我们给出了一个程序，解决了这个问题，只测量$\widetilde{O}\left( \varepsilon^{-4}\cdot\log^{4} M\cdot\log D\right)$副本。这意味着，例如，我们可以通过仅测量状态的$n^{O\left( 1\right)}$副本来学习任意$n$ -量子比特状态在某些固定多项式大小的所有接受/拒绝电路上的行为。这解决了作者的一个公开问题，这个问题产生于他对私钥量子货币方案的研究，但也适用于量子复制保护软件，量子建议和量子单向通信。最近，在这项工作的基础上，Brandão等人使用半定规划给出了一种不同的阴影层析成像方法，该方法节省了计算时间。
2018-11-13 cs.CC quant-ph
Quantum Computer: Hello, Music!
University of Plymouth（普利茅斯大学）；Interdisciplinary Centre for Computer Music Research (ICCMR)（计算机音乐跨学科研究中心（ICCMR））
量子计算正在成为一种有前途的技术，它建立在亚原子物理学的原理之上。到撰写本文时，完全成熟的实用量子计算机还没有广泛使用。但研究和开发正在迅速推进。各种软件模拟器已经可用。一些公司已经开始通过云提供对量子硬件的访问。这些举措使量子计算实验能够解决科学中的一些现实问题;例如，在化学和密码学方面。尽管在开发越来越复杂的硬件和软件方面不断取得进展，但量子计算的研究主要集中在开发科学应用上。到目前为止，几乎没有任何研究活动旨在扩大这一技术在科学和工程以外的应用范围。特别是娱乐业和创意经济的应用。本文介绍了一个新的研究领域，这是被称为量子计算机音乐。这项研究旨在开发量子计算工具和方法来创作，表演，收听和分发音乐。文章首先简要介绍了历史背景。然后介绍了算法音乐的概念，并介绍了两个量子计算机音乐系统：基于量子漫步的歌声合成器和音乐音序器。还提供了关于量子计算的初级读本。本章最后进行了总结性的讨论，并建议进一步开展工作，以发展这一新的令人兴奋的研究领域。
2020-06-21 cs.ET cs.SD eess.AS
A Quantum Full Adder for a Scalable Nuclear Spin Quantum Computer
我们提出了一种在自旋链量子计算机中实现量子全加器的策略。作为一个例子，我们模拟了一个包含201个自旋的链中的量子全加器。我们的模拟还演示了如何最大限度地减少非谐振效应产生的误差。
2001-05-25 quant-ph
Inherently trap-free convex landscapes for full quantum optimal control
我们提出了一个全面的分析景观的全量子量子控制与期望值的一个量子系统控制的另一个量子系统的任意观察。结果表明，这种完整的量子-量子控制景观是凸的，因此没有局部次优和鞍点，可能存在于景观的量子系统控制的依赖于时间的经典领域。尽管哈密顿量的形式、控制器初始状态的灵活选择以及控制持续时间会影响整个量子-量子景观的可达最优值，但对整个量子景观没有可控性要求。整个量子-量子景观的所有水平集都是连通的凸集。最后，我们表明，完整的量子-量子控制景观的最优解可以很容易地确定数值，这是证明使用Jaynes-Cummings模型描绘一个二能级原子与量子化辐射场相互作用。
2016-12-13 quant-ph
Quantum fully homomorphic encryption scheme based on quantum fault-tolerant construction
全同态加密是一种加密方案，它可以在不访问加密数据的情况下对加密数据进行任意计算。基于量子容错构造，提出了一种量子版本的全同态加密方案。构造了两种方案。第一种是对称方案，密钥是量子CSS码。在该方案中，当服务器对加密后的明文进行量子计算时，客户端需要提供一些辅助的量子态。第二种方案是非对称方案，它包含客户端和服务器之间的周期性交互。
2015-03-13 quant-ph
Full Implementation of four-intensity Protocol for Measurement-Device-Independent Quantum Key Distribution over Asymmetric Channel
研究了在非对称、不稳定的量子信道上实现与器件无关的四强度诱饵态量子密钥分发（MDIQKD）的优化问题。
2018-07-27 quant-ph
Full state revivals in higher dimensional quantum walks
量子行走中的完全状态恢复可以被看作是行走在行走的传播期间以周期性方式返回到初始量子态。在本文中，我们表明，对于任何给定的空间维数，硬币运营商可以构造产生一个量子行走具有充分的复苏与任何所需的周期。从量子计算和模拟的角度来看，这些硬币运算符可以用于实现在具有有限周期性的任何两个状态之间振荡的量子行走。
2018-06-19 quant-ph
Modeling full adder in Ising spin quantum computer with 1000 qubits using quantum maps
量子加法器是量子计算机的基本属性，就像数字计算机的操作需要经典加法器一样。我们将量子全加器建模为伊辛自旋量子计算机中大量量子比特上的现实复杂算法。我们的研究结果是一个重要的一步，有效的建模量子模加法器，这是需要Shor的和其他量子算法。我们的全加器具有以下特点：（i）具有小失谐的近共振跃迁被完全抑制，这使我们能够将误差降低几个数量级，并模拟1000量子位全加器。(We使用2001次旋转添加1000位数。(ii)我们直接将全加器门构建为射频脉冲序列，而不是将它们分解为广义逻辑门，例如控制非和单量子位门。这大大减少了实现全加器所需的脉冲数。[The增加一位（F门）所需的最大脉冲数为15]。(iii)全加器是在一个同构自旋链中实现的。(iv)相位误差被最小化：F门为叠加的不同状态产生近似相同的相位。(v)全加器的建模使用量子映射而不是微分方程。这使我们能够将计算时间减少到合理的值。
2004-03-10 quant-ph
Quantum fidelity of electromagnetically induced transparency: The full quantum theory
提出了一个全量子模型来研究具有不同量子态的单光子在电磁感应透明介质中传输的保真度。利用一般库理论，我们可以计算出透射探测光子的量子态，揭示了半经典理论预言的EIT现象，同时反映了强耦合场的量子涨落的影响。我们的研究表明，耦合场涨落不仅改变了探测光子的量子态，而且对探测光子的透射率也有轻微的影响。此外，我们还证明了压缩耦合场可以增强其涨落对探测光子量子态的影响，这意味着EIT效应可以通过控制耦合场的量子态特性来实现.本文中的全量子理论适用于研究与EIT机制相关的量子系统，这将使我们能够从全量子的角度研究基于EIT的系统中的各种量子效应。
2021-12-22 quant-ph
Efficient and secure quantum network coding based on quantum full homomorphic encryption
本文提出一种基于d维量子全同态加密的量子网络编码协议，在蝶形网络中实现抗攻击的高效信息传输，加密阶段仅需1个量子门和长度为2的密钥。
2023-05-25 quant-ph
Counterfactual Full-Duplex Communication
本文提出了两种新的全双工量子通信协议，在两个远程方之间同时交换经典或量子信息，而无需通过量子信道传输物理粒子。第一种协议称为量子双工编码，它通过反事实解纠缠的方式，使用预共享的最大纠缠量子比特对交换经典比特。第二种协议称为量子电传交换，通过反事实纠缠和解纠缠，可以在不使用预共享纠缠的情况下交换任意未知量子比特。我们利用反事实电子-光子相互作用门演示了量子双工编码和量子电传交换，并表明这些量子双工通信协议分别形成全双工二进制擦除信道和量子擦除信道。
2021-09-27 quant-ph
Quantum Phase Gate Operation Based on Nonlinear Optics: Full Quantum Analysis
我们提出了一个五能级原子系统耦合到两个量子和两个经典光场的全量子处理。这两个量子场经历由电磁感应透明引起的交叉相位调制。这种配置作为一个两个量子比特的量子相位门的性能进行检查旅行单光子。条件相移的大小和门的保真度之间的权衡被发现。尽管如此，一个令人满意的门的性能仍然被发现是可能的瞬态政权，对应于一个快速的门操作。
2006-01-09 quant-ph
A Full Quantum Eigensolver for Quantum Chemistry Simulations
量子化学的量子模拟是量子计算最引人注目的应用之一。它在材料科学、生物化学和凝聚态物理等领域特别重要。在这里，我们提出了一个完整的量子本征解算器（QUE）算法计算分子的基态能量和电子结构使用量子梯度下降。与现有的经典-量子混合方法如变分量子本征求解器（VQE）相比，该方法去除了经典优化器，在量子计算机上进行计算，具有更快的收敛速度.梯度下降迭代深度具有有利的复杂度，该复杂度在数学上取决于系统大小和精度的倒数。此外，利用微扰理论计算中间矩阵元，可以进一步简化微扰方程，得到满足化学应用要求的精度结果。完整的量子本征解算器可以在近期量子计算机上实现。随着量子计算硬件的快速发展，量子计算环境为解决量子化学问题提供了一种高效而强大的工具。
2020-02-22 quant-ph
Full-stack quantum computing systems in the NISQ era: algorithm-driven and hardware-aware compilation techniques
开发具有集成数十个噪声量子比特的功能量子处理器的量子硬件的进展，以及近期量子算法的可用性，导致了第一台量子计算机的发布。这些量子计算系统已经集成了所谓的“全栈”的不同软件和硬件组件，将量子应用桥接到量子设备。在本文中，我们将提供当前全栈量子计算系统的概述。我们将强调相邻层之间的紧密协同设计以及垂直跨层设计的必要性，以从易出错且资源严重受限的噪声中间尺度量子（NISQ）处理器中提取最多。作为协同设计的一个例子，我们将专注于硬件感知和算法驱动编译技术的开发。
2022-04-13 quant-ph
Twin inequality for fully contextual quantum correlations
量子力学展示了一种非常特殊的上下文形式。识别和连接最简单的场景，在这些场景中，更一般的理论可以或不可以比量子力学更有背景，这是寻求量子背景性原则的基本步骤。前一种情况对应于Klyachko-Can-Binicioglu-Shumovsky（KCBS）不等式。在这里，我们表明，有一个简单的紧不等式，孪生的KCBS，量子上下文不能优于。从某种意义上说，这个孪生不等式是识别完全上下文量子相关性的最简单工具。
2013-02-15 quant-ph
Quantum information processing architecture with endohedral fullerenes in a carbon nanotube
提出了一种使用富勒烯豆荚的潜在量子信息处理器，即，单壁碳纳米管（SWCNT）中包含的内嵌富勒烯15N@C60或31P@C60的阵列。量子比特被编码在掺杂原子的核自旋中，而电子自旋用于初始化和读出，以及用于双量子比特操作。
2010-03-06 quant-ph
Quantum metrology with full and fast quantum control
我们建立了一般的限制如何精确的参数，例如频率或强度的磁场，可以估计的帮助下，充分和快速的量子控制。我们考虑了N个量子比特的不相关噪声演化，并表明快速控制可以完全恢复海森堡标度（~1/N^2），除了失相。对于所有其他类型的噪声的渐近量子增强是不可避免地限制到一个常数因子的改善超过标准的量子限制（~1/N），即使允许快速控制的全部功率。后者在单次发射和无限多次重复的情况下都成立。然而，即使在这种情况下，允许快速量子控制也有助于增加改进因子。此外，对于有限资源的频率估计，我们展示了如何利用任何固定数量的纠缠量子比特但没有快速量子控制的并行方案可以优于一个简单的，易于实现的，顺序的方案，只需要一个感测和一个辅助量子比特之间的纠缠。
2017-09-05 quant-ph
Full-revivals in 2-D Quantum Walks
随机游动的常返性由波利亚数描述。对于量子行走，递归被理解为行走者回到原点，而不是其量子态的完全复活。二维量子游动的定域性是在渐近极限的非零概率分布意义下存在的。我们显示的2-D Grover行走的例子，可以利用本地化的效果来构建固定的解决方案。此外，我们还发现了周期为两步的量子态的完全回复。我们证明了四态量子行走不可能有更长的周期。定态和回复是由干扰引起的，而在经典随机游动中没有对应的干扰。
2010-11-09 quant-ph
Experimental demonstration of fully contextual quantum correlations on an NMR quantum information processor
量子力学中语境性的存在是对世界经典描述的根本背离。目前，对确定不能比量子理论更有语境的场景的探索处于量子语境研究的最前沿。在这项工作中，我们在NMR量子信息处理器上，分别在8维和4维希尔伯特空间上实验测试了两个能够揭示完全上下文量子关联的不等式。投影机与上下文的不平等首先重新制定的泡利运营商，这可以在NMR实验中确定。我们还分析了每个不等式在底层量子态旋转下的行为，旋转将其酉变换为另一个纯态。
2019-03-24 quant-ph
Entanglement criteria and full separability of multi-qubit quantum states
我们引入了一个纠缠判据来排除量子态的完全可分性。数值证明了该判据对于GHZ对角三比特态是充分必要的，并估计了这类纠缠态的体积。最后，我们将我们的方法推广到非GHZ对角的束缚纠缠态。
2011-01-01 quant-ph
Generic Quantum Ratchet Accelerator with Full Classical Chaos
提出了一个简单的量子棘轮输运模型，该模型可以产生量子棘轮电流的无限线性加速度，其基础是完全混沌的经典动力学。结果表明，量子棘轮输运的一般加速可以发生在任何类型的经典相空间结构。由于量子动力学提供的大的线性加速度，具有完全经典混沌的量子棘轮输运也被证明对噪声非常鲁棒。一个可能的实验，允许观察这些预测的建议。
2006-09-05 nlin.CD quant-ph
Neural network state estimation for full quantum state tomography
Nanjing University（南京大学）
提出了一种基于机器学习技术的全量子态层析成像（WST）的有效状态估计模型-神经网络估计（NNE）。采用基于神经网络的参数化函数将测量结果映射到估计的量子态。参数更新与监督学习程序。从计算复杂度的角度来看，我们的算法是现有的全量子态层析成像状态估计算法中最有效的一种。我们进行数值测试，以证明我们的模型的准确性和可扩展性。
2018-11-19 cs.AI quant-ph
Full-quantum variational dynamics simulation for time-dependent Hamiltonians with global spectral discretization
School of Integrated Circuits, Tsinghua University（清华大学集成电路学院）；Frontier Science Center for Quantum Information（量子信息前沿科学中心）
本文提出全量子方法，利用切比雪夫频谱离散化将变分系数的微分方程转化为静态线性方程，通过量子奇异值变换算法求解，实现指数收敛和量子电路深度与时间步数无关，验证了全量子求解器在时变哈密顿量中的应用。
2026-03-17 physics.atom-ph quant-ph
Full-quantum light diode
在量子水平上一维纳米材料中的单向光传输是即将到来的计算设备要实现的关键目标。本文采用基于主方程的全量子力学方法，研究了光在耦合到一维波导中的一对二能级系统中的单向输运。通过与已发表的半经典结果比较，我们发现系统的非线性降低，从而也降低了单向光传输效率。虽然不是完全有效的，我们发现，所考虑的量子系统可以作为一个发光二极管的效率约为60%。我们的结果可用于经典光和量子化光的量子计算。
2016-01-25 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Entanglement Measures in Ion-Trap Quantum Simulators without Full Tomography
我们提出了一种在嵌入式离子阱量子模拟器中的量子算法，用于有效地计算N量子比特纠缠单调，而不需要完全层析成像。此外，我们讨论了可能的现实情况，并研究相关的退相干机制。
2014-07-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
