Experimental Adiabatic Quantum Factorization under Ambient Conditions Based on a Solid-State Single Spin System
绝热量子计算是量子计算中一种通用的、鲁棒的方法。在这种体系结构中，问题可以通过将量子处理器从简单初始哈密顿量的基态演化到最终哈密顿量的基态来解决，最终哈密顿量对问题的解进行编码。到目前为止，还没有在环境条件下在单个固体自旋系统上实现绝热量子计算的实验，这已被证明是可扩展量子计算的兼容候选者。在这封信中，我们报告的第一个实验实现的绝热量子算法在一个单一的固体自旋系统在环境条件下。绝热量子计算的所有元素，包括初始状态的准备，绝热演化，和最终状态读出，实验上实现。作为一个例子，我们在绝热量子处理器上将35分解为素因子5和7。
2016-11-10 quant-ph
An Integrated Programming and Development Environment for Adiabatic Quantum Optimization
绝热量子计算是实现量子信息处理所提供的计算能力的一条有前途的途径。最近的绝热硬件的可用性提出了具有挑战性的问题，如何评估绝热量子优化程序。处理器行为取决于多个步骤来合成绝热量子程序，每个步骤都是高度可调的。我们提出了一个集成的编程和开发环境绝热量子优化称为JADE，提供控制程序合成过程中采取的所有步骤。JADE捕获了严格指定绝热量子优化算法所需的工作流程，同时允许各种问题类型，编程技术和处理器配置。我们还将JADE与量子模拟引擎集成在一起，可以使用数值计算进行程序分析。计算引擎支持针对各种度量和计算资源定制的模拟方法的插件。我们介绍了JADE的设计、集成和部署，并讨论了它在量子计算机科学界对绝热量子优化程序进行基准测试方面的潜在用途。
2014-04-21 quant-ph
A Quantum Adiabatic Algorithm for Factorization and Its Experimental Implementation
我们提出了一个绝热量子算法能够因式分解的数字，使用更少的量子比特比肖尔的算法。我们在一个NMR量子信息处理器中实现了该算法，并在实验上对数字21进行了因式分解。数值模拟表明，运行时间仅与量子位数成二次方增长。
2008-08-14 quant-ph
Investigating Photoinduced Proton Coupled Electron Transfer Reaction using Quasi Diabatic Dynamics Propagation
利用最近发展起来的准非绝热量子动力学传播方法研究了光诱导质子耦合电子转移反应。该方案能够将精确的基于非绝热的量子动力学方法与绝热电子结构计算进行实时模拟。在这里，我们使用QD方案直接传播PI-PCET量子动力学与绝热部分线性化密度矩阵（PLDM）的路径积分方法与瞬时绝热电子-质子振动态。我们的数值计算结果表明，为了获得准确的PI-PCET动力学，质子量子力学处理的重要性，以及溶剂的波动和振动弛豫的质子隧穿在各种反应制度，表现出不同的动力学同位素效应的作用。这项工作打开了可能性，研究具有挑战性的PI-PCET反应，通过准确的非绝热量子动力学方法结合有效的绝热电子结构计算。
2018-03-27 physics.chem-ph quant-ph
Experimental investigation of a quantum Otto heat engine with shortcuts to adiabaticity implemented using counter-adiabatic driving
本文在NMR量子处理器上实验实现了基于反绝热驱动绝热捷径的量子奥托热机，通过纳入捷径成本的两种效率度量，证明其性能显著优于非绝热热机。
2024-12-28 cond-mat.stat-mech quant-ph
Validity condition for high-fidelity Digitized Quantum Annealing
本研究为高保真数字化量子退火建立效性条件，基于Suzuki-Trotter分解提出数字化绝热定理，解释非绝热误差与电路块数标度，并示例验证于两量子比特精确覆盖和21的绝热分解。
2025-02-05 quant-ph
A hybrid scheme for prime factorization and its experimental implementation using IBM quantum processor
我们报告了一个量子经典的混合方案因式分解的双素数（这是奇数和平方自由）使用IBM的量子处理器。这里提出的混合方案涉及经典优化技术和绝热量子优化技术两者，并且通过扩展先前的混合因子分解方案来构建[J.E.等人，Pramana 92，26（2019）和Xu等人，物理修订版信函108，130501（2012）]。该方案的量子部分是非常通用的，因为它可以使用任何量子计算架构来实现。在这里，作为一个例子，我们使用IBM的QX4量子处理器实验性地实现了我们的素数分解方案，并分解了35个。
2020-09-12 quant-ph
Thermodynamic speed limit for non-adiabatic work and its classical-quantum decomposition
本文推导开放量子系统中非绝热功的热力学速度极限，将其分解为经典与量子贡献并分别给出界限，且以受驱二能级系统数值验证。
2025-04-28 cond-mat.stat-mech quant-ph
Error-Resilient Fast Entangling Gates for Scalable Ion-Trap Quantum Processors
The Australian National University（澳大利亚国立大学）；IonQ, Inc.（IonQ公司）
本文提出改进的门搜索方案，实现链中数十离子的局部和非局部两量子比特门，通过多目标机器设计方法减少误差影响，演示在当前线性离子阱处理器中实现微秒级高保真两量子比特门的可行性。
2026-05-16 quant-ph
Remote Adiabatic Controlled-Z Gate between Distant Superconducting Qubits
Beijing Academy of Quantum Information Sciences（北京量子信息科学研究院）；Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院物理研究所）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）；Hefei National Laboratory（合肥国家实验室）
提出并数值验证了通过多模同轴电缆连接的远程超导量子比特间的绝热受控-Z门，无需额外耦合器，在30厘米电缆下实现4.71e-7的保真度误差，支持模块化扩展。
2026-09-17 quant-ph
Quantum Factorization of 143 on a Dipolar-Coupling NMR system
量子算法在解决因子分解问题时可能比经典算法快得多。绝热量子计算是Shor算法之外的另一种方法。本文提出了一种改进的绝热因子分解算法，并在偶极-偶极耦合的液晶NMR量子处理器上实现了对143的绝热因子分解。我们相信这是量子计算实现中考虑的最大数量，这表明了绝热量子算法的实际重要性。
2011-11-16 quant-ph
Clustering into three groups on a quantum processor of five spins S = 1, controlled by pulses of resonant RF fields
我们考虑一个量子处理器的基础上五qutrits表示的自旋S=1，这是由无线电频率（RF）脉冲在相邻级别之间的过渡选择性驱动。以将一组六个点分成三组为例，对量子绝热聚类算法的实现进行了数值模拟。我们得到了矩形射频脉冲的幅度和持续时间，以及控制脉冲序列中自由演化间隔的持续时间，这使得在离散时间近似下设计一个与时间相关的有效哈密顿量成为可能。研究了实现保真度对参数的依赖关系。我们用四极核作为量子系统，但所得结果对控制基于其它系统量子系统的量子处理器是有用的。
2023-03-09 quant-ph
Statistics of topological defects across a phase transition in a digital superconducting quantum processor
本研究在最多100比特的超导量子处理器上探究一维横场量子Ising模型的扭结密度统计，证实高阶累积量满足KZM普适幂律，发现有限尺寸短淬火下KZM失效，并用张量网络模拟验证了更大系统的结果。
2025-06-11 cond-mat.stat-mech quant-ph
Exponential optimization of adiabatic quantum-state preparation
针对量子态制备门数随问题规模指数增长的问题，本文基于绝热定理解析特征时间与 Hamiltonian 的关系，并设计预处理项缩短绝热制备时间，从而实现指数级加速。
2025-01-11 quant-ph
Digital simulation of zero-temperature spontaneous symmetry breaking in a superconducting lattice processor
本文在超导 Cayley 树晶格上通过数字化绝热演化和数字量子退火算法，实验模拟了零温自发对称性破缺诱导的反铁磁与铁磁相变，并利用关联函数和二分 Rényi 熵验证了纠缠量子相的形成。
2024-09-26 quant-ph
Adiabatic Transformations in Dissipative and Non-Hermitian Phase Transitions
本文提出量子几何张量的新推广，基于绝热变换生成元，用于非厄米量子系统的相变检测，并在多个模型中验证其有效性。
2024-04-20 cond-mat.stat-mech quant-ph
Robust Quantum Control for Adiabatic Quantum Computation
适当设计的控制已被证明是特别有利于提高AQC精度和时间复杂度缩放。在这里，开发了一种\emph{in situ}量子控制优化协议，以间接优化状态保真度，而无需了解瞬时谱隙或计算解。该协议收敛到解析推导的时间最优控制格罗弗的搜索算法。此外，该协议被用来探索优化的控制轨迹的最大2位满意度（MAX 2-SAT）的问题，在保真度和最小频谱间隙的线性时间表观察到可观的改善。该方法也被证明是强大的对系统模型的不确定性（酉控制误差）。该方法旨在对现有的量子退火硬件和未来的AQC处理器进行鲁棒控制优化。
2017-10-16 quant-ph
Quantum Dot Spin Cellular Automata for Realizing a Quantum Processor
我们展示了如何“单”量子点，每个托管一个单线态-三线态量子比特，可以放置在阵列中，以建立一个自旋量子元胞自动机。与当前的基于非相干隧穿/慢绝热的量子门（操作时间$\sim 300$ ns）相反，可以采用快速（$\sim 10$ ns）确定性相干单线态-三线态滤波来通过电容（静电）耦合产生可以在显著距离上操作的双量子位门。这是广泛讨论的电荷和纳米磁体元胞自动机的相干版本，将提供速度，减少耗散，执行量子计算，同时与经典对应物顺利对接。这结合了两个世界中最好的--量子技术中已知的自旋对的相干性，以及基于电荷的经典元胞自动机中静电耦合的强度和范围。
2015-09-09 cond-mat.mes-hall quant-ph
Experimental Implementation of Short-Path Non-adiabatic Geometric Gates in a Superconducting Circuit
非绝热几何量子计算在抗噪声量子控制方面引起了广泛的关注。然而，以前的NGQC的实现需要长的演化路径，使他们更容易受到不相干的错误比他们的动力学people.在这项工作中，我们实验上实现了一个通用的短路径非绝热几何门集（SPNGQC）的2倍短的演化路径在超导量子处理器上。通过量子过程层析成像和随机基准测试方法，我们报告了平均单量子比特门保真度为99.86%，双量子比特门保真度为97.9%。此外，我们证明了优越的鲁棒性的单量子比特SP-NGQC门拉比频率误差在某些特定的参数空间，通过比较它们的性能的动态门和以前的NGQC门。
2023-03-22 cond-mat.mes-hall quant-ph
High-order topological pumping on a superconducting quantum processor
本文在16个超导量子比特的4×4晶格上实验演示了两种二阶拓扑泵浦，通过绝热调制Bose-Hubbard哈密顿量生成四极构型的角局域态，并验证了其对在位无序的鲁棒性，为高阶拓扑相的动力学研究提供了新途径。
2024-02-25 quant-ph
The Optimization of Flux Trajectories for the Adiabatic Controlled-Z Gate on Split-Tunable Transmons
本文针对双可调频率量子比特系统，提出了一种优化参数化磁通轨迹族的通用方法，用于确定绝热调节量子比特频率的优选轨迹，并在磁通可调transmon模型上验证了五个测试轨迹族的有效性。
2024-10-16 quant-ph
Braiding fractional quantum Hall quasiholes on a superconducting quantum processor
本研究使用小型含噪超导量子处理器，在薄圆柱体简化模型框架内模拟分数量子霍尔准空穴的直接编织，通过ancilla控制绝热演化序列并采用复合误差缓解策略测量拓扑相位，为研究分数量子霍尔态的编织统计开辟了新途径。
2023-04-18 cond-mat.str-el quant-ph
Image recognition with an adiabatic quantum computer I. Mapping to quadratic unconstrained binary optimization
许多人工智能（AI）问题自然映射到NP难优化问题。这有一个有趣的结果，即在机器中实现人类水平的能力通常需要能够处理形式上棘手问题的系统。这个问题有时（但可能不总是）可以通过构建专用的启发式算法来解决，针对所讨论的问题。由于自动化某些人类自然任务的持续困难，人工智能研究人员仍然有强烈的动机去研究和应用新的算法和技术来解决人工智能难题。最近，已经提出了一类新的需要量子力学硬件的相关算法。这些算法，被称为量子绝热算法，代表了一种新的方法来设计完整的和启发式求解NP难优化问题。在这项工作中，我们将描述如何将图像识别（这是一个典型的NP-难AI问题）公式化为二次无约束二进制优化（QUBO）问题。QUBO格式对应于D-Wave超导绝热量子计算（AQC）处理器所需的输入格式。
2008-04-28 quant-ph
Using the J1-J2 Quantum Spin Chain as an Adiabatic Quantum Data Bus
本文数值研究了利用量子绝热过程沿J1-J2海森堡自旋链传输单个q比特的现象。研究这种过程的动机来自这样一种想法，即这种传输方法可能被用作将数据发送到由人工自旋制成的量子计算机的各个部分的一种手段，并且这种方法可以利用在所谓的Majumdar-Ghosh点处容易制备的基态。我们研究了这个过程中的几个退火协议，并找到了类似的结果。退火过程在达到临界挫折阈值时工作良好。
2012-07-23 quant-ph
High-fidelity non-adiabatic dark state gates for neutral atoms
Zentrum für Optische Quantentechnologien, Universität Hamburg（汉堡大学光学量子技术中心）；The Hamburg Centre for Ultrafast Imaging, Universität Hamburg（汉堡超快成像中心，汉堡大学）；UTC Quantum Center, University of Tennessee, Chattanooga（田纳西大学查塔努加分校UTC量子中心）
本文提出利用量子最优控制实现高保真的非绝热暗态门，以中性原子量子处理器中实现快速且鲁棒的双量子比特门操作。
2026-11-03 quant-ph
Optimizing the frequency positioning of tunable couplers in a circuit QED processor to mitigate spectator effects on quantum operations
QuTech and Kavli Institute of Nanoscience, Delft University of Technology（代尔夫特理工大学奎克与卡弗里纳米科学研究所）；Orange Quantum Systems（橙量子系统）；Quantware B.V.（Quantware有限公司）
本文研究了如何通过优化可调耦合器的频率来减少量子操作中对其他量子比特的旁观效应，采用了一种流行的类似transmon的可调耦合元件，实现了高保真度、低泄漏的受控-Z门，并通过单极快速绝热脉冲实现了仅在耦合器上操作。
2025-03-17 quant-ph
A Subgradient Approach for Constrained Binary Optimization via Quantum Adiabatic Evolution
早期的工作[18]提出了一种通过量子绝热演化使用外近似方法来求解约束二元二次规划问题的拉格朗日对偶的方法。这应该是一个有效的处方解决拉格朗日对偶问题的存在下，一个理想的无噪声的量子绝热系统。然而，量子退火系统的当前实现需要在处理可能的噪声源方面有效的方法。在本文中，我们考虑了一个次梯度方法，找到一个最佳的原始-对偶对的拉格朗日对偶的约束二元多项式规划问题。然后，我们研究了二次独立集（QSS）问题作为一个案例研究。我们看到，这种方法应用于QSS问题可以被看作是一个实例依赖的惩罚项的方法，避免了大的惩罚系数。最后，我们报告了我们使用D-Wave 2X量子退火机的实验结果，并得出结论，与通常的惩罚项方法相比，我们的方法有助于这种量子处理器更经常地成功解决这些问题。
2017-01-25 cs.ET math.OC quant-ph
Geometric heat pumping on a quantum processor
Facultad de Ciencias Exactas, Ingeniería y Agrimensura, Universidad Nacional de Rosario（罗萨里奥国立大学精确科学、工程与测量学院）；Instituto de Física Rosario (CONICET)（罗萨里奥物理研究所（CONICET））；Centro Atómico Bariloche（巴里洛切原子中心）；Instituto de Nanociencia y Nanotecnología CONICET-CNEA（CONICET-CNEA纳米科学与纳米技术研究所）；Instituto Balseiro（巴尔塞罗研究所）
本研究在超导量子处理器上利用碰撞模型实现几何热泵，通过反转驱动轮廓提取泵送热量，并验证其遵循精确模拟，在慢驱动下趋近林德布拉德动力学的几何极限。
2026-10-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.other quant-ph
Navigating the noise-depth tradeoff in adiabatic quantum circuits
绝热量子算法通过缓慢地将平凡状态演化为所需的解来解决计算问题。在理想的量子计算机上，解的质量随着电路深度的增加而单调提高。相比之下，在当前嘈杂的计算机中增加深度会引入更多的噪音，最终会削弱任何计算优势。提供最佳解决方案的最佳电路深度是多少？在这里，我们解决这个问题，通过调查的绝热电路，插入之间的顺磁和铁磁基态的一维量子伊辛模型。我们通过缺陷的密度$d$来表征最终输出的质量，作为电路深度$N$和噪声强度$σ$的函数。我们发现，$d$是很好地描述了简单的形式$d_\mathrm{ideal}+d_\mathrm{noise}$，其中的理想情况下$d_\mathrm{ideal}\sim N^{-1/2}$是由Kibble-Zurek机制，和噪声的贡献尺度为$d_\mathrm{noise}\sim Nσ^2$。因此，使缺陷数量最小化的最佳步骤数量为$\simσ^{-4/3}$。我们在一个有噪声的超导量子处理器上实现了该算法，发现缺陷密度对电路深度的依赖性遵循预测的非单调行为，并且与噪声模拟吻合得很好。我们的工作允许一个有效的基准量子器件和提取其有效的噪声强度$σ$。
2023-03-24 cond-mat.dis-nn quant-ph
Quantum state preparation by adiabatic evolution with customized gates
通过绝热演化的量子态制备目前由于底层量子线路的长实现时间而变得无效，与当前和近期量子器件的退相干时间相当。这些实施时间可以显着减少，通过实现与最小数量的定制门的演变。采用一个现实的双量子位处理器模型，我们进行了经典的设备级模拟的绝热演化的双自旋系统实现定制的双量子位门。这些设备级模拟与解决IBMQ系统上相同问题的（实验）模拟进行了比较。当用于模拟IBMQ量子线路时，我们的器件级模拟达到了65%到85%的状态重复率，与各种IBMQ器件的实际性能相似。然而，当我们通过使用最少数量的定制门来减少实现时间时，保真度损失至少减少了四倍，使我们能够准确地提取目标状态的能量。这一改进足以使绝热演化用于小系统的量子态制备或作为其他态制备方法的预条件。
2021-11-24 nucl-th quant-ph
The relationship between minimum gap and success probability in adiabatic quantum computing
我们探讨了绝热量子计算过程中的两个品质因数之间的关系：成功概率$P$和最小间隙$Δ_{min}$之间的基态和第一激发态，调查在何种程度上的成功概率为一个合奏的问题哈密顿量可以通过一个函数的$Δ_{min}$和计算时间$T$。我们研究了一个通用的绝热算法，并表明$P$和$Δ_{min}$的分布中存在丰富的结构。在两个量子比特的情况下，$P$是$Δ_{min}$的函数、最小值出现的演化阶段的函数以及$T$的函数的良好近似。这种结构在大型系统的例子中仍然存在。
2012-08-31 quant-ph
Universal Existence of Exact Quantum State Transmissions in Interacting Media
我们考虑一个精确的状态传输，其中在时间$t=0$的一个信息处理器A中的密度矩阵精确地等于在稍后的时间的另一个处理器B中的密度矩阵。我们证明了总是存在一个完整的正交状态集，可以用来执行精确的状态传输。我们的结果是非常普遍的意义上，它适用于任意媒体之间的两个处理器和任何时间间隔。我们说明我们的结果的自旋，费米和玻色子链模型。这个完备集可以作为研究理想状态转移的基础，理想状态转移与这个状态集的退化子空间有关。有趣的是，这种形式主义导致通过绝热通道的完美状态转移的建议，这不依赖于驱动哈密顿量的具体形式。
2009-03-12 quant-ph
Simulating Chern insulators on a superconducting quantum processor
在30比特超导处理器上利用合成维度实验演示了三种Chern绝缘体，通过测量能带结构与边缘激发局域化验证体边缘对应，并模拟了双层系统中的零霍尔电导率边缘态与高Chern数绝缘体。
2023-09-07 cond-mat.mes-hall quant-ph
Adiabatic Quantum Optimization for Associative Memory Recall
Hopfield网络是联想记忆的一种变体，它可以回忆存储在伊辛模型耦合中的信息。存储的记忆是对应于自旋状态的能量最小值的网络动力学的固定点。我们制定的记忆存储在Hopfield网络使用能量最小化绝热量子优化（AGO）的召回。量子动力学的数值模拟使我们能够量化的AQO召回准确度相对于存储的内存和输入键中的噪声的数量。我们还调查了AGO性能方面的记忆是如何存储在伊辛模型使用不同的学习规则。我们的研究结果表明，由于能源景观的变化，AQI的性能变化强烈的学习规则。因此，学习规则提供了间接的方法来调查召回任务的计算复杂性和AQI的计算效率的变化。
2014-12-12 quant-ph
Quantum thermodynamics in adiabatic open systems and its trapped-ion experimental realization
量子热力学的目的是从量子力学的微观角度研究热力学热力学定律的产生和极限。在这种情况下，没有热交换的热力学过程，即绝热变换，可以通过封闭系统中的量子演化来实现，即使封闭系统的概念总是理想化和近似。在这里，我们首先从理论上讨论了开放量子系统中的热力学绝热过程，由于它与周围环境的相互作用，在退相干下非幺正地演化。从绝热非幺正演化的一般方法，我们建立了热量和工作的基本刘维超算子管理的量子动力学。因此，我们推导出绝热开放系统量子动力学在没有热交换的情况下所隐含的条件，提供了量子绝热性和热绝热性之间的联系。此外，我们确定家庭的散肩系统表现出相同的最大热交换，这意味着在类的热力学绝热开放系统。然后，我们接近的问题实验使用超精细能级量子位的镱$^{171}$ Yb $^+$捕获的离子，它提供了一个工作物质的热力学过程，允许在整个可控的工程动态的热量和内能的分析。
2020-08-26 quant-ph
Quantum Plasmonics with multi-emitters: Application to adiabatic control
我们构建模式选择有效的模型，描述的相互作用的N量子发射体（QE）与局部表面等离子体激元（LSP）支持的球形金属纳米粒子（MNP）在任意几何排列的QE。我们开发了一个通用的配方，在纳米系统的存在下的场响应可以分解成正交模式与球对称作为一个例子。我们应用该模型的背景下，量子信息，调查的可能性，使用的LSP作为调解人的有效控制两个QE之间的人口转移。我们表明，受激拉曼绝热通道配置允许这样的转移通过一个无消相干的暗态时，QE位于同一侧的MNP和非常接近它，而转移时，发射器被定位在MNP的相对两侧被阻止。我们解释这种封锁的破坏性叠加的所有相互作用的等离子体激元模式。
2017-11-07 quant-ph
Slow approach to adiabaticity in many-body non-Hermitian systems: the Hatano-Nelson Model
本研究探究相互作用Hatano-Nelson模型的非厄米多体近绝热动力学，发现能量呈复值、绝热极限以τ⁻¹标度的阻尼振荡慢趋近，且无需辅助控制即可在斜坡时间与周期匹配时实现绝热捷径，揭示了二者的复杂相互作用。
2025-03-20 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
Benchmarking neutral atom-based quantum processors at scale
Jülich Supercomputing Centre, Forschungszentrum Jülich（于利希超算中心，于利希研究中心）；RWTH Aachen University（亚琛工业大学）；Department of Computer Science, University of Cologne（科隆大学计算机系）
本文提出两种可扩展的基准测试方法，用于评估中性原子量子处理器在解决最大独立集问题上的性能，展示了不同处理器在量子退火和近似优化算法中的表现差异。
2026-08-06 quant-ph
Manufacturing low dissipation superconducting quantum processors
实现固态量子技术的应用将需要系统地降低这些系统中的噪声，特别是耗散。然而，当多个衰减通道存在于具有类似权重的系统中时，区分相对较小的变化的分辨率对于推断噪声水平的改善是必要的。对于超导量子比特，标称性能的不受控制的变化使得获得这样的分辨率具有挑战性。在这里，我们通过研究先前报道的242个薄膜超导谐振器和量子比特的质量的制造技术的特定组合来解决这个问题。我们的研究结果量化的基本过程对关键接口的耗散的影响。我们报告说，将多个小的改进集成在一起的制造过程的端到端优化可以在24个量子位上产生平均${\overline{T}_{1}=76\pm13~μ}$ s，其中最好的量子位具有${T_1\geq110~μ}$ s。此外，我们的分析将限制能量衰减率的三个制造相关的损失通道存在于国家的最先进的超导量子比特。通过这样的系统分析来理解耗散可能为低噪声固态量子计算机铺平道路。
2019-01-23 physics.app-ph quant-ph
Proposal of quantum repeater architecture based on Rydberg atom quantum processors
提出一种协同集成里德堡原子量子处理器与光学谐振腔的新型量子中继器架构，通过腔介导相互作用生成纠缠并辅以纠缠纯化与交换，在局域网实现99%保真度的贝尔态分发，并具备向城域和城际网络扩展的可扩展性。
2024-10-16 quant-ph
Robust Simulations of Many-Body Symmetry-Protected Topological Phase Transitions on a Quantum Processor
本文在量子处理器上结合量子虚时演化与增强零噪声外推，鲁棒模拟 Ising-cluster 模型基态，精确测量平庸相与 cluster SPT 相之间的相变及边缘模和拓扑纠缠性质，验证了 QITE 研究复杂量子相变与临界现象的可行性。
2025-03-11 cond-mat.str-el quant-ph
Investigating the Exchange of Ising Chains on a Digital Quantum Computer
伊辛链的铁磁态可以表示一个双重简并子空间或等效的一个逻辑量子比特，它被一个能隙保护免受激发。我们通过量子比特子空间中的态的运动研究了一种类似于Kitaev链中局域边缘模的编织交换操作。该系统由两个伊辛链在一个1D的几何形状，其中的操作是通过绝热的时间演化的基态模拟。使用IBM的Aer QASM模拟器，通过Suzuki-Trotter展开在基本的单量子位和双量子位量子门上实现时间演化。系统的保真度的演变和系统参数的函数，以获得最佳的效率和精度为不同的系统尺寸进行了研究。实现的各个方面，包括电路深度，Trotterization错误，和量子门错误有关的噪声中间尺度量子（NISQ）硬件进行了讨论。我们表明，量子门的错误，即位翻转，相位误差，是决定系统的保真度的主要因素，因为Trotter错误和绝热条件的限制性较小，即使是适度的Trotter时间步长的值。我们达到了最佳的保真度$>99\%$系统上的$11$网站每伊辛链，并发现一个单一的编织类操作的保真度以上$90\%$的最有效的实施需要一个电路深度的顺序$\sim 10^{3}$限制个别门错误小于$\sim 10^{-6}$，这是禁止在目前的NISQ硬件。
2021-03-09 quant-ph
Electronic Band Structure of Silicon Determined via a Variational Adiabatic Eigensolver: Theory and Experiment
Zhejiang University（浙江大学）；Tencent Quantum Laboratory, Tencent（腾讯量子实验室）；Tianjin Normal University（天津师范大学）
提出变分绝热本征求解器协议，结合绝热演化与变分优化，在NISQ设备上高保真制备硅的价带和导带本征态，能带能量偏差低于0.01 eV。
2026-06-16 quant-ph
Ab initio nuclear structure via quantum adiabatic algorithm
背景：用从头算方法求解核多体问题被广泛认为是一个计算上具有挑战性的问题。量子计算机为解决这一挑战提供了一条有前途的道路。为此，迫切需要开发量子算法。目的：本工作探索了量子相位估计的绝热态制备量子算法在从头算原子核结构理论中的应用。我们着重于求解简单核系统的低激发能谱（包括基态和激发态）。想法：该算法的效率受到绝热演化过程中出现的小能隙（能级交叉）的阻碍。为了提高效率，我们引入的技术，以避免能级交叉：1）通过适当的设计的参考哈密顿量; 2）通过插入微扰项修改的绝热path. Results：我们说明了这种算法通过解决的氘核基态能量和频谱的束缚在一个谐振子陷阱实现IBM Qiskit量子模拟器。量子结果与经典的矩阵对角化结果一致。展望：随着我们对效率的改进，该算法为在未来的量子计算机上研究复杂核的低能谱提供了一个有前途的工具。
2021-05-19 nucl-th quant-ph
Implementing transferable annealing protocols for combinatorial optimisation on neutral atom quantum processors: a case study on smart-charging of electric vehicles
本文利用贝叶斯优化设计可迁移的准绝热退火协议，实现中性原子量子处理器上最大独立集及电动汽车智能充电问题的参数复用与百量子比特扩展。
2025-05-16 quant-ph
Shortcuts for Adiabatic and Variational Algorithms in Molecular Simulation
University of the Basque Country UPV/EHU（巴斯克大学）；TECNALIA（特克拉尼亚研究中心）；CSIC（西班牙国家研究委员会）；Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM)（马德里材料科学研究所）
本文提出将绝热捷径技术整合到绝热和变分算法中用于计算分子基态，通过反绝热驱动加速演化并作为变分量子本征求解器的拟设，在减少参数和降低电路深度的同时实现了与其他拟设相当的精度。
2026-10-09 quant-ph
Investigating Quantum Approximate Optimization Algorithms under Bang-bang Protocols
量子近似优化算法（QAOA）被广泛认为是有噪声的中间尺度量子（NISQ）器件的可能用途。我们分析了该算法作为一个bang-bang协议与固定的总时间和随机贪婪优化方案。我们在MAX-2-SAT上研究了bang-bang QAOA的性能，发现了相变随总时间的变化。随着总时间的增加，最佳的bang-bang协议的性能经历了一些跳跃和高原，这与标准QAOA公式中越来越多的开关相匹配。在很大程度上，找到一个全局最优的bang-bang协议变得更加困难，性能也会受到影响。我们还研究了改变随机优化算法的初始条件的影响，并发现使用绝热初始化可以找到更好的局部最优解。
2020-09-15 quant-ph
Fidelity bounds for adiabatic gates and other quantum operations with time-dependent dissipation
Chalmers University of Technology（查尔姆斯理工大学）
针对含时耗散噪声，推广了平均门保真度公式，应用于绝热操作得到保真度界限，并揭示超导量子计算机中绝热CZ门保真度受磁通噪声和量子比特-耦合器杂化显著降低。
2026-06-19 quant-ph
Codesigned counterdiabatic quantum optimization on a photonic quantum processor
针对量子绝热优化算法扩展性受限及数字电路深度增加噪声的问题，提出在光子量子处理器上协同设计实现反绝热量子优化，通过处理高阶多体相互作用项优化方法，在因式分解任务中提升了成功概率与收敛速度。
2024-09-26 physics.optics quant-ph
Interplay between disorder and topology in Thouless pumping on a superconducting quantum processor
本研究在41比特超导量子处理器上观测Thouless泵浦与无序的相互作用，改进Floquet工程技术实现绝热泵浦，证实无序增强会破坏拓扑泵浦，还首次实验实现准周期跃迁无序诱导的内禀拓扑泵浦，为无序拓扑物理研究提供量子模拟平台。
2025-05-22 quant-ph
Alignment between Initial State and Mixer Improves QAOA Performance for Constrained Optimization
该研究验证了绝热算法的初始态选择直觉适用于QAOA，将初始态设为混合哈密顿量基态可提升约束优化性能，还通过数值实验与32比特离子阱硬件实验验证了结论。
2024-01-07 cs.ET quant-ph
Scaling Alternating-Bias-Assisted Annealing for Precision Transmon Frequency Targeting on Superconducting Quantum Processors
Rigetti Computing（里盖蒂计算）
本文将交替偏置辅助退火（ABAA）技术规模化，实现晶圆级约瑟夫森结电阻调谐精度σ=0.50±0.05%、器件良率≥98.8%，在Rigetti Cepheus-1-36Q量子处理器上达到频率定位精度σ≈30 MHz，为模块化超导量子处理器提供关键支持。
2026-08-31 quant-ph
Exploring nontrivial topology at quantum criticality in a superconducting processor
College of Computer Science and Technology, Zhejiang University（浙江大学计算机科学与技术学院）；School of Physics, ZJU-Hangzhou Global Scientific and Technological Innovation Center, and Zhejiang Key Laboratory of Micro-nano Quantum Chips and Quantum Control, Zhejiang University（浙江大学物理学院、ZJU-杭州全球科创中心及浙江省微纳量子芯片与量子控制重点实验室）；Institute for Advanced Study in Physics and School of Physics, Zhejiang University（浙江大学物理学高等研究院及物理学院）
研究利用超导处理器制备临界Ising模型低能态，通过边界g函数探测方法识别非平凡拓扑结构，并通过纠缠谱验证拓扑临界系统的bulk-boundary对应关系。
2025-01-08 cond-mat.str-el quant-ph
Training a Binary Classifier with the Quantum Adiabatic Algorithm
本文描述了如何使二进制分类问题适合于量子计算。一个配方，其中的二元分类器被构造为一组弱分类器的阈值线性叠加。叠加中的权重在学习过程中被优化，该学习过程努力使训练误差以及所使用的弱分类器的数量最小化。对于这个问题没有有效的解决方案是已知的。为了将其带入允许绝热量子计算（AQC）应用的格式中，我们首先表明，权重需要表示的位精度仅随训练示例的数量与弱分类器的数量的比率而几何地增长。这允许将训练过程有效地公式化为二元优化问题。解决它与启发式求解器，如禁忌搜索，我们发现，由此产生的分类优于广泛使用的最先进的方法，AdaBoost，在各种基准问题。此外，我们发现了一个有趣的事实，即位约束学习机通常具有较低的泛化错误率。将测量训练误差的损失函数从0-1损失更改为最小二乘，将训练映射为二次无约束二进制优化。这对应于D-Wave实现AQC所需的格式。使用启发式求解器的模拟再次产生比使用boosting方法获得的结果更好的结果。由于所得到的二次二进制程序是NP难的，因此可以预期应用实际的量子处理器可以获得额外的增益。
2008-11-04 quant-ph
