Controlled bidirectional remote state preparation in noisy environment: A generalized view
结果表明，一个现实的，可控的双向远程状态的准备是可能的使用一个大类的纠缠量子态具有特定的结构。对已有的概率性、确定性和联合远程状态准备协议进行了推广，得到了相应的受控双向远程状态准备协议。通过考虑噪声只影响用于概率CBRSP过程的量子信道的量子比特，详细研究了振幅阻尼噪声和相位阻尼噪声这两种噪声过程对概率CBRSP过程的影响.还指出了如何考虑这些噪声信道对确定性和联合远程状态CBRSP协议的影响。
2014-09-02 quant-ph
Fault-tolerant ancilla preparation and noise threshold lower bounds for the 23-qubit Golay code
在容错量子计算方案中，开销通常由可靠地准备码字的成本决定。该成本通常与底层量子纠错码的块大小成二次方地增加。因此，大的代码，否则是非常有效的发现有限的容错应用。因此，容错准备电路是优化的重要目标。我们研究了Golay码，这是一种23量子比特的量子纠错码，可以保护逻辑量子比特的距离为7。在模拟中，即使使用一个天真的辅助准备过程中，Golay码是竞争力与其他代码的开销和可容忍的噪声阈值。我们提供了两个简化的电路容错准备戈莱码编码的辅助。新电路最大限度地减少了错误传播，与标准编码电路相比，开销大约减少了四分之一。通过将恶性集计数技术应用于去极化噪声，我们进一步证明了每个门的阈值高于1.32 x 10^{-3}噪声。
2013-04-12 quant-ph
A secure deterministic remote state preparation via a seven-qubit entangled channel of an arbitrary two-qubit state under the impact of quantum noise
远程态制备（RSP）是量子通信研究中的一个重要分支，在量子网络中起着至关重要的作用。本文提出了一种确定性的远程态制备方案，利用Borras \emph{et al.}态建立七量子比特纠缠通道，制备任意两量子比特态.量子噪声是目前使用的每一种量子通信协议所固有的，这使得量子通信系统的完整性及其可靠性处于危险之中。系统的初始状态是一个纯量子态，但只要有任何噪声注入系统，它就会转变为混合态。在这篇文章中，我们讨论了六种不同类型的噪声模型，即比特翻转噪声，相位翻转噪声，比特相位翻转噪声，幅度阻尼，相位阻尼和去极化噪声。这些噪声对纠缠信道的影响可以通过分析由于噪声而改变的密度矩阵来看出。为了分析噪声对该方案的影响，评估了原始量子态和远程制备态之间的保真度，并以图形表示。此外，进行了全面的安全性分析，表明建议的协议是安全的内部和外部的攻击。
2022-11-01 quant-ph
Effect of quantum noise on deterministic joint remote state preparation of a qubit state via a GHZ channel
量子保密通信为信息安全带来了新的发展方向。确定性联合远程态准备（DJRSP）是量子保密通信的重要组成部分，它能以100%的成功率安全传输一个量子态。在本文中，我们研究了当协议中涉及的量子比特受到噪声或退相干时，DJRSP的效率如何受到影响。以基于GHZ的DJRSP方案为例，我们研究了在量子通信协议的实际实现中通常遇到的所有类型的噪声，即，位翻转、相位翻转（相位阻尼）、去极化和幅度阻尼噪声。研究表明，在比特翻转噪声中，输出态的保真度取决于相位因子、幅度因子和噪声参数，而在其他三种噪声中，保真度仅取决于幅度因子和噪声参数。在幅值阻尼噪声中，接收端根据第一个接收端的测量结果得到不同的输出状态。我们的研究结果将有助于提高量子保密通信的实际实现。
2016-09-08 quant-ph
Robust entanglement preparation against noise by controlling spatial indistinguishability
将复合量子系统转换成高度纠缠态通常是允许它们用于量子技术的必要条件。然而，在准备阶段不可避免的噪声的存在使得系统状态混合，从而限制了实现这一目标的可能性。在这里，我们解决这个问题的背景下，相同的粒子系统。在空间定域操作和经典通信（sLOCC）的操作框架内，我们定义了两个相同量子比特的任意态的形成纠缠。然后，我们引入了一个熵的措施下sLOCC作为信息资源的空间不可分割性。我们发现，空间的不变性，即使是部分的，可能会屏蔽纠缠噪声，保证贝尔不等式违反。这些结果证明了粒子身份作为有效的噪声保护纠缠产生的控制的基本作用。
2020-04-07 quant-ph
Adiabatic state preparation from general initial states
本文提出从一般初始波函数出发的绝热态制备启发式方法，通过近似父哈密顿量构造绝热路径，并成功应用于水和亚甲基基态模拟。
2025-11-07 quant-ph
Adiabatic state preparation and thermalization of simulated phase noise in a Rydberg spin Hamiltonian
University of Strathclyde（斯特拉斯克莱德大学）；University of Oxford（牛津大学）
本研究通过随机采样模拟激光相位噪声，探讨其对Rydberg自旋哈密顿量中绝热态制备的影响，发现噪声在特定绝热过程中可近似热化相关关联函数。
2026-03-02 quant-ph
Quality of joint remote preparation of an arbitrary two-qubit state under the effect of noise
研究了当量子信道中的4个量子比特（由GHZ态和类GHZ态组成）受到噪声干扰时，如何提高联合远程制备任意2个量子比特的质量.增加两个控制参数，一个在量子信道中，另一个在第二发送器的测量中，以便优化平均的量子度。通过对最优平均优先级的行为分析表明，协议效率的优化有两种不同的途径。第一个是简单地选择合适的量子信道以及测量，其中可以在大的噪声参数值中找到所需的保真度。第二种是通过量子比特和耗散环境之间的相互作用，其结果是更多的噪声，更逼真。
2017-03-18 quant-ph
Shortcuts to adiabatic passage for multiparticle in distant cavities: Applications to fast and noise-resistant quantum population transer, entangled states' preparation and transition
本文基于“Lewis-Riesenfeld不变量”方法，在远腔量子电子动力学（QED）系统中，通过构造多粒子绝热通过捷径（STAP），研究了快速抗噪声的布居转移、量子纠缠态制备和量子纠缠态跃迁。数值模拟表明，所有方案都具有快速性和对原子自发发射和光子泄漏引起的退相干的鲁棒性。此外，不仅总的操作时间，而且在每个方案的抗退相干的鲁棒性是无关的量子比特的数量。这可能会导致一个有用的一步，实现快速和抗噪声的量子信息处理在当前的技术。
2014-09-26 quant-ph
Feasibility of continuous-variable quantum key distribution with noisy coherent states
我们解决的量子密钥分发方案的基础上的相干态的噪声调制的安全性，并调查它是如何对噪声的调制，无论特定的技术实现。由于可信的准备噪声被证明是安全的破坏，甚至对于纯有损信道，我们揭示了两种类型的可信噪声，即发送端准备噪声和接收端检测噪声之间的本质区别，后者是安全保护。我们认为发送端状态净化的方法来补偿准备噪声，并显示其适用性的信道损失，不可信的信道过量噪声，和可信的检测噪声的现实条件。我们表明，纯化使该方案对制备噪声具有鲁棒性（即，甚至任意噪声相干态原则上也可以用于量子密钥分发的目的）。我们还考虑到现实的和解的效果，并表明，在这种情况下，纯化方法仍然是有效的准备噪音的有限值。
2010-01-21 quant-ph
Quantum state-preparation control in noisy environment via most-likely paths
Chulalongkorn University（朱拉隆功大学）；Mahidol University（玛希隆大学）
本文提出基于噪声可能性的量子态制备控制策略，通过最可能路径积分求解控制函数，提升在强退相干噪声下的制备成功率，与传统方法对比显示更高成功率。
2025-09-28 quant-ph
Peculiarities of qubit initial-state preparation by nonselective measurements on an overcomplete basis
我们考虑了量子比特初始状态的准备，由于非选择性测量的过完备的基础上，当结果的数量$N=3$。具体而言，我们选择了退相模型，并应用测量后状态的条件，以确保在系统演化的初始阶段逐渐增强相干性。结果表明，与采用$N=2$的von Neumann-Lüders投影方案相反，在一般情况下，量子比特的最混合测量后状态可以依赖于浴温度。这个显著的特征允许人们考虑开放量子系统的“温度控制”初始纯化。我们还考虑了几种重复的非选择性测量的观点，最终的系统净化和分析的重要特点，这样的计划。
2015-11-16 quant-ph
Adiabatic preparation of thermal states and entropy-noise relation on noisy quantum computers
Quantinuum
本文研究了在有限温度下用量子计算机制备热平衡态的问题，提出通过绝热演化制备局部热平衡态，并探讨了硬件噪声对热态制备的影响，展示了噪声鲁棒性和熵-噪声关系的实验验证。
2026-04-20 quant-ph
High-Fidelity Magic-State Preparation with a Biased-Noise Architecture
魔法状态蒸馏是一种资源密集型子例程，它消耗噪声输入状态以产生高保真资源状态，这些状态用于在实际量子计算架构中执行逻辑运算。通过提高原始输入态的保真度，可以降低魔态蒸馏的资源消耗。为此，我们提出了一个初始化协议，提供了一个二次改进的错误率的输入魔术状态的架构与偏置噪声。这是通过准备一个错误检测码来实现的，该错误检测码检测在状态准备期间发生的主要错误。我们通过利用在其噪声分布中经历偏差的底层量子位架构的本机门操作来获得这种优势。我们进行模拟，分析我们的协议与XZZX表面码的性能。即使在适度的物理参数与$0.7\%$的两个量子比特门错误率和总概率的门$O(10^3)$中的主要错误相比，非主要错误更大，我们发现，我们的准备方案提供了魔术状态的逻辑错误率$O(10^{-8})$后，一个标准的15比1蒸馏协议的单轮，两个数量级低于使用传统的状态准备。因此，我们的方法有望通过近期技术节省大量的管理费用。
2021-09-06 quant-ph
Benchmark of quantum algorithms for ground state preparation in the presence of noise
Munich Center for Quantum Science and Technology (MCQST)（慕尼黑量子科学与技术中心）；Technical University of Munich, TUM School of Natural Sciences, Physics Department（慕尼黑工业大学）；Max-Planck-Institut für Quantenoptik（马克斯·普朗克量子光学研究所）
通过可解费米子哈密顿量模型，比较冷却、绝热和优化算法在噪声下的基态制备性能，发现冷却算法在拓扑相中具有优势且对参数误差鲁棒。
2026-06-19 quant-ph
Indirect control with quantum accessor: coherent control by initial state preparation
这是我们关于量子存取器辅助的间接量子控制的系列论文中的第二篇。本文提出并研究了一类新的基于存取子初态制备的间接量子控制（IDQC）方案。在本方案中，在适当地准备了存取器的初始状态之后，通过反复地接通和断开系统与存取器之间的交互来控制系统。这与我们第一篇论文中的协议不同，在第一篇论文中，我们操纵受控系统和访问器之间的交互。我们证明了所提出的间接控制方案的受控系统的可控性。最后，我们以两个自旋耦合量子位为例，说明了该方案的具体控制过程和可控性。
2007-12-13 quant-ph
Cheaper and more noise-resilient quantum state preparation using eigenvector continuation
本文提出利用特征向量延拓从截断的 ITE、ASP 和 VQE 制备的低能态构建子空间，以更低成本提升基态能量精度，并验证其在能级交叉、能隙消失及噪声环境下的鲁棒性。
2025-02-04 quant-ph
Simple state preparation for contextuality tests with few observables
我们考虑任何noncontextuality不等式，和状态准备计划，其中包括在执行任何冯诺依曼测量的任何初始状态。对于一个不等式并不总是满足，希尔伯特空间的尺寸大于一个值指定的不等式，我们确定的必要和充分条件的存在的可观的不平等是违反后的准备过程。对于一个没有零本征值的初始状态，总是存在这样的观测量，并且这些观测量与这个状态无关。
2016-05-09 quant-ph
Protecting dissipative quantum state preparation via dynamical decoupling
我们表明，耗散量子态的制备过程可以防止量子比特退相交错的状态准备控制与动态解耦（DD）控制组成的一系列短$π$脉冲。这种非均匀展宽可以抑制到脉冲间隔的二阶量级，保护效率几乎与脉冲序列无关，而由脉冲间的平均间隔决定。的DD保护数值测试，发现是有效的对非均匀退相两个示例性的耗散状态准备计划，使用集体泵浦，以实现多体单线态和线性集群状态分别。数值模拟还表明，状态准备可以有效地保护$π$脉冲与完全随机的到达时间。我们的结果使得这些态制备方案在非均匀加宽系统中的应用成为可能。以半经典描述的高斯噪声为例，讨论了态准备对动态噪声的DD保护。
2013-03-12 quant-ph
The role of preparation in quantum process tomography
在最近的一封信中，我们中的一个人指出了量子实验准备程序的差异如何导致实验结果的重大差异。这种差异源于系统与环境之间的初始相关性。因此，任何容易受到环境影响的量子实验都必须精心准备。在本文中，我们研究量子过程层析成像在这方面。我们建议几个实验设置，其中初始状态的准备在实验的最终结果中起着作用。我们表明，通过研究的线性度和积极性所产生的地图，实验者可以确定系统和环境之间的初始相关性的性质。
2009-04-29 quant-ph
Continuous-Variable Quantum Key Distribution using Thermal States
研究了利用热态（或噪声态）高斯资源态的连续变量量子密钥分发的安全性。具体来说，我们分析这对集体高斯攻击使用直接和反向和解，这两个协议使用零差或外差检测。我们表明，在直接和解与外差检测的情况下，提高了鲁棒性信道噪声时，大量的准备噪声被添加到相比，当没有准备噪声被添加的情况下，实现。我们还考虑了无限准备噪声的理论极限，并证明了只要信道噪声小于准备噪声，在这个极限下仍然可以实现安全密钥。最后，我们考虑了不同电磁波长下量子密钥分发的安全性，推导了一个与破坏纠缠窃听攻击相关的上界，并讨论了微波量子密钥分发的可行性。
2013-04-15 quant-ph
Deterministic hierarchical remote state preparation of a two-qubit entangled state using Brown et al. state in a noisy environment
量子通信是当今量子通信领域的前沿研究领域之一，其中远程态制备（RSP）方案引起了研究人员的极大关注。到目前为止，已经提出了一些不同的RSP计划。本文提出了一种基于Brown等态的七量子比特高纠缠态的分层RSP协议，用于发送两量子比特纠缠态。我们还研究了两个众所周知的噪声模型，即幅度阻尼（AD）和相位阻尼（PD），影响用于协议的量子通信信道的影响。研究了态的保真度随噪声算符和接收器的变化。发现PD噪声比AD噪声对保真度的影响更大，并且在噪声的影响下，高功率接收机比低功率接收机获得更高保真度的状态。据我们所知，我们相信，我们已经实现了最高的保真度为更高的功率接收器，0.89在最大AD噪声和0.72在最大PD噪声的存在下，相比之前提出的所有RSP协议在嘈杂的环境中。为了更好地理解噪声模型在通信协议中的应用，以非常具有教育意义的方式描述了噪声的研究。
2020-02-18 quant-ph
Improving the efficiency of joint remote state preparation in noisy environment with weak measurement
量子保密通信为保护信息安全提供了新的途径。作为量子保密通信的重要组成部分，远程态准备（RSP）可以将量子态从发送端安全地传输到远程接收端。量子噪声的存在严重影响了量子通信系统的安全性和可靠性。本文研究了利用弱测量及其反向测量提高噪声环境下联合RSP（JRSP）效率的方法。以一个基于GHZ的确定性JRSP为例，首先利用弱测量及其反转技术抑制振幅阻尼噪声的影响。我们的研究表明，在振幅阻尼噪声中，输出状态的保真度可以得到改善。我们还研究了弱测量及其反转在其他三种噪声中的影响，即在现实世界中经常遇到的位翻转，相位翻转（相位阻尼）和去极化噪声。结果表明，弱测量对比特翻转噪声和相位翻转（相位阻尼）噪声没有抑制作用，而对去极化噪声的抑制作用很小。本文的研究结果适用于JRSP和RSP，对提高多粒子纠缠量子保密通信的效率具有一定的指导意义。
2016-12-19 quant-ph
Robustness of the quantum Mpemba effect against state-preparation errors
Queen’s University Belfast（贝尔法斯特女王大学）；Università degli Studi di Palermo（巴勒莫大学）
研究分析了量子迈珀马效应在存在初始态制备误差时的鲁棒性，发现开放系统动力学模型对噪声敏感，而U(1)对称随机幺正电路的对称性恢复具有鲁棒性，误差反而能增强效应。
2026-04-13 quant-ph
Noise-Canceling Quantum Feedback: non-Hermitian Dynamics with Applications to State Preparation and Magic State Distillation
University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）；Berkeley Center for Quantum Information and Computation（伯克利量子信息与计算中心）
本文研究了通过连续量子测量实现噪声消除反馈控制，展示了非厄米特哈密顿量在量子态制备和魔态提纯中的应用，证明了在理想条件下噪声消除反馈能确定性地产生非厄米特动力学。
2025-07-08 quant-ph
Preparations and Weak Quantum Control can Witness non-Markovianity
最初与环境相关的系统的动力学几乎总是非马尔可夫的。因此，重要的是要通过实验验证这种初始相关性，并在物理现实环境中见证它们。一种这样的设置是弱场相位控制，其中寻求通过成形的弱激光脉冲的相位来控制化学反应。在这篇手稿中，我们展示了如何将弱量子可控性与量子准备相结合，以见证系统与环境之间的初始相关性。此外，我们展示了如何弱场相位控制可以应用到见证时，量子回归公式不适用。
2018-03-22 quant-ph
Quantum Walks with Dynamical Control: Graph Engineering, Initial State Preparation and State Transfer
量子行走是研究相干输运现象的一个成熟模型，为量子信息理论提供了一个通用平台。动态地影响步行者的进化为研究各种应用提供了高度的灵活性。在这里，我们提出了时间复用有限量子行走的可变大小，非定域输入态的制备和它们的动力学演化。作为进一步的应用，我们实现了一个任意输入状态到两个不同输出模式的状态转移方案。所提出的实验依赖于时间复用量子行走的完全动态控制，其中包括可调节的硬币操作以及灵活配置底层图形结构的可能性。
2016-06-21 quant-ph
Noisy Coherent Population Trapping: Applications to Noise Estimation and Qubit State Preparation
相干布居俘获是驱动$Λ$系统中众所周知的量子现象，在量子光学中有许多应用。然而，当除了真空噪声之外还存在随机浴时，观察到的捕获不再完美。在这里，我们推导出一个时间卷积主方程描述的平衡的$Λ$系统中存在额外的时间相关的经典噪声，与一个未知的衰减参数。我们的模拟显示了一个一对一的对应关系的衰减参数和深度的特征浸在光致发光光谱，从而使未知的参数估计从所观察到的光谱。我们将我们的分析应用于量子比特状态初始化的问题，在$Λ$系统通过暗态，并显示如何随机浴影响这样的初始化的保真度作为所需的暗态振幅的函数。我们表明，拉比频率的最佳选择是可能的。
2022-07-03 quant-ph
Quantum state preparation and macroscopic entanglement in gravitational-wave detectors
长基线激光干涉仪引力波探测器在宽频带内以标准量子极限（SQL）的10倍（振幅）工作。这种低的经典噪声预算已经允许创建一个受控的2.7公斤宏观振荡器的有效本征频率为150赫兹和占用数为200。这一结果以及进一步改进的前景预示着使用引力波探测器实验探测宏观量子力学（MQM）--日常经验领域中物体的量子力学行为--的新可能性。在本文中，我们提供了数学基础的第一步的MQM实验：准备一个宏观的测试质量到一个接近最小海森堡有限的高斯量子态，这是可能的，如果干涉仪的经典噪声击败SQL在一个宽频带。我们的形式主义，维纳滤波的基础上，允许一个简单的转换从经典的噪声预算的激光干涉仪，在噪声光谱方面，到量子态的准备策略，和准备状态的质量。使用这种形式主义，我们考虑如何高斯纠缠可以建立在两个宏观的测试质量，和性能的计划先进的LIGO干涉仪在量子态的准备。
2009-02-28 quant-ph
A theoretical analysis of experimental open quantum dynamics
近年来，系统及其环境的初始关联态的动力学映射形式有了很大的发展。基于其中的一些结果，我们研究了系统和环境的初始关联态的量子过程层析成像。这超出了通常的假设，即系统的状态和环境最初不相关。由于量子过程层析成像是一个实验过程，我们最终不得不研究开放量子实验的输入态准备的作用。对一般的制备过程提出了理论，并对两种制备过程进行了详细的研究。具体而言，我们研究了随机准备过程和投影准备过程，并将其应用于量子过程层析成像。这两个准备过程描述了如何去关联.....
2009-03-16 quant-ph
Initial state preparation with dynamically generated system-environment correlations
开放量子系统的动力学对系统和环境之间初始关联的依赖性是一个非常重要但却知之甚少的课题。为了技术上的方便，大多数先前的研究假设可因子分解的初始状态，其中系统和它的环境是不相关的，但这些条件是不太现实的，并引起特殊的行为。一个明显的特征是在系统与其环境接触之后立即快速建立或突然震动物理量。其根本原因是系统与环境之间的关联性和耦合性初始失衡。在这篇文章中，我们明确地展示了如何通过适当调整相关性和/或耦合来避免这些非物理行为，用于理论和实验兴趣的设置。我们提供简单的分析结果，出现在线性（而不是仿射）主方程因式分解的初始状态的数量。
2011-01-13 quant-ph
Robust preparation of ground state phases under noisy imaginary time evolution
本文研究非幺正虚时演化在环境噪声下制备基态相的鲁棒性，通过加倍 Hilbert 空间的有效 Hamiltonian 分析一维量子 Ising 模型，证明保持保护对称性的噪声不会破坏基态序与相变。
2025-03-19 quant-ph
Unfolded distillation: very low-cost magic state preparation for biased-noise qubits
Alice & Bob；Laboratoire de Physique de l’École Normale Supérieure, École Normale Supérieure, Centre Automatique et Systèmes, Mines Paris, Université PSL, CNRS, Inria（巴黎高等师范学院物理实验室，巴黎高等师范学院，自动与系统中心，巴黎矿业学院，PSL大学，法国国家科学研究中心，法国国家信息与自动化研究所）
提出一种针对偏噪声量子比特的展开蒸馏方案，通过利用噪声偏置和展开Hadamard 3D量子Reed-Muller码的X稳定子群，在物理层而非逻辑层实现魔法态蒸馏，显著降低电路体积并保持高保真度。
2025-07-16 quant-ph
Decoherence suppression via environment preparation
为了保护量子系统不受与环境相互作用引起的退相干的影响，我们研究了允许系统无退相干演化的环境初态的存在性。对于两态系统与动力学环境相互作用的模型，我们证明了这种状态存在的充要条件是相互作用和自演化哈密顿算子共享一个本征态。如果状态准备退相干是不可能的，我们表明，初始状态最小化退相干的结果从一个微妙的环境和相互作用之间的妥协动态。
2009-08-06 quant-ph
Mitigating errors in state preparation and measurement with noncomputational states
IBM Quantum, IBM Research Europe – Zurich（IBM量子，IBM欧洲苏黎世研究部）；Laboratory of Theoretical Physics of Nanosystems, École Polytechnique Fédérale de Lausanne（洛桑联邦理工学院纳米系统理论物理实验室）；Theory and Simulation of Materials, École Polytechnique Fédérale de Lausanne（洛桑联邦理工学院材料理论与模拟）
提出利用非计算态作为额外资源，学习超导量子比特的状态制备错误，从而完全约束噪声模型，独立且准确地减轻状态制备、门和测量错误，并适用于动态电路。
2026-07-03 quant-ph
Low-Depth and Noise-Resilient Quantum State Preparation for Partial Differential Equations via Virtual Rz
Nikon Corporation（尼康公司）
针对NISQ和早期FTQC硬件，提出了支持虚拟Rz的低深度量子态制备电路，可实现高理想与噪声保真度，优于精确态制备基线。
2026-08-19 quant-ph
Conditional preparation of a quantum state in the continuous variable regime: generation of a sub-Poissonian state from twin beams
我们报告的第一个实验演示的非经典光态的连续变量制度的条件准备。从产生阈值以上量子强度相关信号和闲频“孪生光束”的非简并OPO出发，仅当闲频落在比其标准偏差窄的值的带内时，我们才保持信号强度的记录值。通过这种非常简单的技术，我们产生一个亚泊松态4.4dB以下的散粒噪声从双光束表现出7.5dB的噪声减少的强度差。
2003-10-07 quant-ph
Error Sensitivity to Environmental Noise in Quantum Circuits for Chemical State Preparation
计算分子能量很可能是实现量子霸权的第一个有用的应用程序之一，在量子计算机上比经典计算机执行得更快。然而，如果未来的量子设备要产生精确的计算，则需要表征和减少由于环境噪声和算法近似而导致的误差。在本研究中，我们使用高性能的qHiPSTER软件来研究环境噪声对量子化学态制备的影响。我们模拟了18个16-qubit量子线路在环境噪声下，每个对应于一个单一的耦合簇态制备不同的分子或分子配置。此外，我们分析了高达40量子位的无噪声电路中简单门错误的性质。我们发现，乔丹-维格纳（JW）编码产生一致的噪声环境下的小错误相比，布拉维-Kitaev（BK）编码。对于JW编码，纯移相噪声被示出为产生比相同幅度的纯弛豫噪声小得多的误差。我们报告的错误趋势，在一个单一的耦合簇态制备方案内的分子能量和电子粒子数，对核电荷，键长，电子数，噪声类型和噪声幅度的变化。这些趋势可能会被证明是有用的，在分子能量的量子模拟的算法和硬件相关的选择。
2016-07-02 physics.chem-ph quant-ph
Preparation of states in open quantum mechanics
我们研究开放量子力学的态制备。对于初始与环境相关的非马尔可夫系统，准备过程的影响是非平凡的。这是由于通过与系统的相关性和对系统的准备行为对环境状态产生的间接影响。我们给出了三个具体的制备过程的例子来阐明我们的主张。
2010-12-08 quant-ph
Non-Markovian effect on remote state preparation
开放量子系统中非马尔可夫动力学的记忆效应被认为是有利于量子信息处理的。在这项工作中，我们采用了一个实验可控的双光子开放系统，其中一个光子经历了一个退相环境，另一个没有噪声，以表明非马尔可夫效应也可能对量子任务产生负面影响，例如远程状态准备：在一定的控制时间间隔内，非马尔可夫效应越强，遥态制备的保真度越低，而不是更多的信息会带来更好的表现。作为比较，与另一种典型的非马尔可夫噪声的RSP保真度的正效应进行了分析。因此，观察到的非马尔可夫效应的双重性质将是非常重要的开放系统工程领域。
2015-03-17 quant-ph
Trusted Noise in Continuous-Variable Quantum Key Distribution: a Threat and a Defense
研究了相位不敏感可信准备和检测噪声在连续变量量子密钥分发安全性中的作用，考虑了基于相干态和压缩态的高斯协议，并在高斯有损和噪声信道条件下进行了研究.由于安全分析中涉及的量子熵的强非线性行为，即使噪声是可信的，这种噪声对高斯量子密码学的安全性的影响也可能是至关重要的。我们概括了已知的影响，准备噪声在直接和反向和解协议，以及检测噪声在反向和解的情况下。作为一个新的结果，我们展示了可信检测噪声在直接和解方案中的负面作用。我们还描述了可信的准备或检测噪声在协议的参考端添加的作用，以提高协议对信道噪声的鲁棒性，确认了相干状态反向和解协议的积极作用。最后，我们解决了在源和检测器中添加的可信噪声的综合影响。
2016-01-13 quant-ph
Synthesis of Fault-tolerant State Preparation Circuits using Steane-type Error Detection
Technical University of Munich（慕尼黑工业大学）；Munich Quantum Software Company（慕尼黑量子软件公司）
本文提出了一种通用方法，用于合成Steane型容错状态制备电路，适用于任意CSS码，无需依赖代码对称性，以实现低开销的容错初始化。
2026-01-19 quant-ph
Measurement-based state preparation of Kerr parametric oscillators
克尔参量振荡器在量子信息处理和量子模拟中的应用越来越受到人们的关注。KPO作为量子比特使用时，其态的制备和测量是典型的要求。先前提出的用于KPO的状态准备的方法利用泵浦场或辅助驱动场的调制。我们研究了基于零差检测的KPO的随机状态准备，该方法不需要调制泵浦场也不需要辅助驱动场，因此可以排除这些场控制中可能存在的不完美性的不必要影响。我们定量地表明，检测数据，如果平均在适当的时间，以减少测量噪声的影响，有很强的相关性与KPO的状态，因此可以用来估计的KPO（随机状态准备）的状态。我们研究的成功概率的状态估计考虑到测量噪声和位翻转的影响。此外，平均时间的适当范围，以实现一个高的成功概率得到通过开发二项式相干态模型，它描述了零差检测下的KPO的随机动力学。
2022-08-09 quant-ph
Quantum State Preparation Circuit Optimization Exploiting Don't Cares
本文提出一种利用量子态制备电路中无关项条件的窥孔优化算法，通过替换不影响最终结果的局部酉操作，将双量子比特门数量较先前方法减少36%。
2024-09-02 quant-ph
Deep reinforcement learning for universal quantum state preparation via dynamic pulse control
精确高效地制备量子态是构建量子计算机的核心问题。在本文中，我们研究了如何借助深度强化学习从半导体双量子点中的任意初始态制备特定的单或双量子比特目标态。我们的方法是基于在众多的准备任务的网络的训练。结果表明，一旦网络训练好，它适用于连续希尔伯特空间中的任何初始状态。因此，避免了对新的准备任务的重复训练。与传统的基于梯度的优化方法相比，该方法在离散控制空间中具有更高的设计效率和制备质量。此外，我们发现，我们的计划设计的控制轨迹是强大的静态和动态的波动，如电荷和核噪声。
2021-08-04 quant-ph
Machine-Learning-Assisted Pulse Design for State Preparation in a Noisy Environment
本文提出一种机器学习辅助的量子控制方法，利用深度强化学习和监督学习为耦合玻色子库的二能级系统设计抗噪声控制脉冲，并比较了两种算法在不同噪声强度下的性能优势。
2025-08-28 quant-ph
Statistical Constraints on State Preparation for a Quantum Computer
量子计算算法要求量子寄存器最初以叠加态存在。为了实现这一点，我们考虑的实际问题，创造一个相干叠加态的几个量子比特。由于量子统计的考虑，这要求系统的熵下降。这反过来又有两个实际意义：（i）初始状态无法控制;（ii）系统的温度必须降低。除了退相干和对错误的敏感性之外，这些因素在量子计算机的实现中必须考虑。
2002-06-27 quant-ph
Non-equilibrium thermodynamics of quantum processes assisted by transitionless quantum driving: the role of initial state preparation
绝热演化被认为是大多数热力学循环的理想情况，因为它允许实现最大效率。然而，鉴于执行变换所需的无限时间量，不产生功率输出。这种问题可以通过绝热捷径（STA）协议来克服，该协议允许动态模拟其绝热对应物，但在有限时间内。无跃迁量子驱动（TQD）是STA的一种形式。我们发展并研究了TQD对变化磁场作用下的单量子比特系统和具有含时相互作用强度的一般双量子比特海森堡模型的影响。我们建立了一个定量的工作之间的关系产生的动力学和熵产生的演变，专注于工作介质的初始状态所发挥的作用。我们确定了TQD协议下的极端化性能的状态。最后讨论了STA的热力学意义。
2020-02-14 quant-ph
Conditional preparation of non-Gaussian quantum optical states by mesoscopic measurement
光场的非高斯态是量子信息应用中的重要资源。虽然有条件制备是制备这种状态的一种非常成功的方法，但它们的质量受到检测器非理想性的限制，例如死时间，窄动态范围，有限的量子效率和暗噪声。介观光子计数器在较高光子数时具有峰值性能，与单光子水平调节探测器相比具有许多实际优势。在这里，我们提出了一种新的方法，涉及位移的辅助字段到制度，介观探测器可以使用。我们从理论上探讨了这种策略，并提出了模拟占实验的非理想性，如损失和放大噪声，表明精确的光子数分辨率是没有必要预示高度非经典状态。我们的结论是，具有强维格纳负性的状态，可以在实验可达到的条件下，通过这种技术以高速率制备。
2021-03-29 quant-ph
Preparation of ultracold atom clouds at the shot noise level
我们通过对无损图像的实时分析和反馈的应用来制备数量稳定的超冷云。在我们的实验中，原子数${N\sim10^6}$通过高精度法拉第成像确定，其中不确定性$Δ_N$低于散粒噪声水平，即，$Δ_N <\sqrt{N}$。基于该测量，应用反馈以将原子数减少到用户定义的目标，于是第二成像系列探测数目稳定的云。利用这种方法，我们证明了在低于散粒噪声水平下可以制备超冷云中的原子数。
2016-08-01 physics.atom-ph quant-ph
Accurate ground state energy estimation with noise and imperfect state preparation
CWI（荷兰数学与计算机科学研究学会）；QuSoft；Universiteit Leiden（莱顿大学）；Google Quantum AI（谷歌量子AI）；Instituut-Lorentz（洛伦兹研究所）；University of Amsterdam（阿姆斯特丹大学）；HIMS（荷马研究所）；IvI（信息学研究所）
本文提出一种经典估计算法，用于处理基于量子傅里叶变换或量子信号处理方法生成的量子相位估计数据，通过信号过滤和矩投影估计器提高基态能量估计的准确性，适用于有间隙量子系统的能量估计。
2026-08-04 quant-ph
The preparation time in a scattering experiment
具有状态（或可观测量）固有的时间不对称性的量子力学理论的特征是状态的初始时间的概念，从而是由状态表示的物理系统的准备时间。这个特殊的时间是在散射理论的背景下研究的，在标准的量子力学中，准备时间的物理意义仍然模糊不清。在实验中，准备时间对应于散射时间的集合，标记了实验室中一个散射射弹与一个目标量子相互作用的时间。
2008-03-22 quant-ph
Simultaneous Asymmetric Quantum Remote State Preparation Scheme in Noisy Environments
本文讨论了一种量子多任务协议，分别在两个不同的位置制备已知的单量子比特态和双量子比特态。首先讨论了理想的远程态制备协议，其中利用了五量子比特纠缠态。设计了制备这种纠缠的方法，并在IBM量子组合器平台上运行。三种类型的噪声对协议的影响进行了讨论，并在所有这些情况下，减少的过程的可靠性进行了计算。分析了这些结晶度随不同参数的变化。
2023-01-25 quant-ph
Arbitrary quantum states preparation aided by deep reinforcement learning
本研究利用深度强化学习整合初始与目标态信息，设计控制轨迹，在半导体双量子点模型中实现单、双量子比特的任意量子态制备，平均保真度分别达0.9868和0.9556，并对噪声具有鲁棒性。
2024-07-23 quant-ph
