Generalized fusions of photonic quantum states using static linear optics
本文通过数值模拟扩展静态线性光学中的广义融合测量，利用辅助增强和码增强分析效率层级，并证明纠缠辅助对单位效率的必要性及码增强的性能优势。
2024-10-26 quant-ph
Photonic Quantum Computing on Spin Memory Architecture with Tree-Encoded Fusion
University of Edinburgh（爱丁堡大学）；University of Chicago（芝加哥大学）；The Chinese University of Hong Kong（香港中文大学）；Northwestern University（西北大学）
本文提出基于自旋量子记忆的新型MBQC编译方案，通过树编码融合策略抑制融合错误，提升光子量子计算的鲁棒性，并在多个量子算法基准上验证了编译器的高效性。
2026-06-23 cs.AR quant-ph
Minimizing resource overhead in fusion-based quantum computation using hybrid spin-photon devices
Quandela；Centre for Nanosciences and Nanotechnologies, CNRS, Université Paris-Saclay（纳米科学与纳米技术研究中心，法国国家科学研究中心，巴黎萨克雷大学）
本文提出三种方案，利用确定性单光子源和纠缠门，以近确定性方式生成融合式量子计算所需的资源态，显著降低资源生成开销。
2025-12-19 quant-ph
Switch networks for photonic fusion-based quantum computing
基于融合的量子计算（FBQC）提供了一种强大的方法来构建一个容错的通用量子计算机使用光子组件-单光子源，线性光学电路，单光子探测器，并与前馈控制的光开关。在需要有条件地执行操作的情况下，需要单独的光开关和复杂的开关网络，在剩余光子的寿命内使用先前光子检测结果的前馈。最明显的是，在逻辑量子比特级别的容错操作需要前馈切换，而这反过来又是有用的量子算法所需要的。然而，开关网络也需要用于产生特定的小纠缠资源状态所需的多路复用（“多路复用”）阶段，其中它用于提高将量子态分配给融合门和其他操作的概率-这是一项主导光子FBQC足迹的任务。尽管它们的重要性，有限的注意力已经支付给探索可能的设计，在这种情况下的开关网络。在这里，我们提出了广泛的新技术和方案，使复用效率和减少硬件要求方面的重大改进。由于光子交换的使用严重影响量子比特的损失和错误，我们的计划是用低开关深度。他们还利用线性光学电路的特定功能，这些电路通常用于在拟议的量子计算和量子网络方案中产生纠缠。
2021-09-28 quant-ph
Efficient percolation simulations for lossy photonic fusion networks
针对基于测量的光子量子计算中图态与融合网络的非标准渗流问题，本文改进Newman-Ziff算法以高效评估光子损失容忍阈值，并开源代码。
2024-07-05 physics.comp-ph quant-ph
Single-photon-boosted type-I fusion gates
Russian Quantum Center（俄罗斯量子中心）；Faculty of Physics, M. V. Lomonosov Moscow State University（莫斯科国立大学物理系）；Sber Quantum Technology Center（储蓄银行量子技术中心）
本文提出一种单光子增强型I型融合门，利用四个辅助单光子和被动线性光学实现总成功概率3/4，通过直接成功概率5/8和蒸馏步骤提升整体效率，减少光子计算资源消耗。
2026-07-29 quant-ph
Protocol for Efficient Generation of Fusion-Based Quantum Computing Resource States from Quantum Emitters
Duke University（杜克大学）；Virginia Tech（弗吉尼亚理工大学）
本文提出利用融合量子计算资源态的对称性，通过优化算法减少所需量子发射器和CNOT门数量，实现高效生成24光子资源态。
2026-05-10 quant-ph
Deterministic and Programmable Fusion for Scalable Generation of Photonic Graph States
Center for Quantum Information, Institute for Interdisciplinary Information Sciences, Tsinghua University（清华大学交叉信息研究院量子信息中心）；Hefei National Laboratory（合肥国家实验室）
本文提出并实验演示了一种内置误差 mitigation 的确定性可编程融合操作，可连接小型簇态生成含13个光子量子比特的可重构光子图态，建立了光子图态合成的可扩展框架。
2026-10-14 quant-ph
Squeezing-enhanced Pairwise Fusion of Photonic Qudits
Institute of Physics, Johannes Gutenberg-Universität Mainz（美因茨约翰内斯·古腾堡大学物理研究所）
通过在线性光学融合门中引入单模压缩器，回收部分失败测量结果，提高了对d-轨单光子量子比特的贝尔投影成功概率，并推导了精确的POVM表达式。
2026-06-28 quant-ph
Effective schemes for fusion of hyperentangled W states
University of Science and Technology Beijing（北京科技大学）；Shijiazhuang Tiedao University（石家庄铁道大学）
本文提出两种高效融合超纠缠W态的方法，利用极化分束器、平衡分束器等器件实现多光子超纠缠态的融合，无需辅助光子和条件量子门，提高了效率。
2026-04-13 quant-ph
A Parallel Beam Splitting Based on Gradient Metasurface: Preparation and Fusion of Quantum Entanglement
本文提出利用梯度超表面的路径-偏振锁定特性实现平行分束，用于制备多光子混合纠缠态并演示纠缠融合，以扩展纠缠维度，为片上量子光学提供新途径。
2024-03-13 physics.optics quant-ph
Entanglement-efficiency trade-offs in the fusion-based generation of photonic GHZ-like states
Russian Quantum Center（俄罗斯量子中心）；Quantum Technology Center, M. V. Lomonosov Moscow State University（莫斯科国立大学量子技术中心）；Sber Quantum Technology Center（储蓄银行量子技术中心）
本文提出了一种线性光学方法，用于生成和融合GHZ-like态，通过修改融合门实现对生成效率和输出态纠缠度的灵活控制，为高效纠缠态生成提供了新路径。
2026-02-14 quant-ph
Fusion of deterministically generated photonic graph states
研究利用含两个可单独寻址原子的光学谐振腔，通过腔辅助门技术将光子态高效融合为多达八量子比特的环形和树形图态，为未来量子互联网中的无存储器量子中继器迈出决定性一步。
2024-06-04 quant-ph
Boosted Bell-state measurements for photonic quantum computation
University of Stuttgart（斯图加特大学）；QC Design GmbH（QC设计有限公司）；Ulm University（乌尔姆大学）
本文实验演示了利用辅助纠缠光子对和4x4多端口干涉仪的增强型贝尔态测量，将成功概率提升至69.3%，超过50%限制，并将光子损耗阈值从0.45%提高到1.4%，提升了融合式光子量子计算的性能。
2024-10-21 quant-ph
Improving the Fidelity of Optical Zeno Gates via Distillation
我们已经模拟了Franson等人（PRA 70，062302，2004）的芝诺效应控制符号门，并且表明高保真独立操作需要高的双光子与单光子吸收比$κ$。因此，我们转而使用此门进行集群状态融合，其中对$κ$的要求限制较少。借助部分离线的单光子和双光子蒸馏，我们可以实现具有单位保真度但非单位成功概率的融合门。我们的结论是，对于$κ> 2200$，Zeno融合门将执行等效的线性光学门。
2006-09-29 quant-ph
Fusion-based quantum computation
我们介绍了基于融合的量子计算（FBQC）-一种通用的量子计算模型，其中纠缠测量，称为融合，是在小的恒定大小的纠缠资源状态的量子比特上进行的。我们引入了稳定器的形式主义，在这些计划中的容错性和计算分析。这个框架自然地捕获了在用于量子计算的某些物理系统（例如光子学）中出现的误差结构。FBQC可以提供显著的架构简化，使硬件由许多相同的模块组成，对每个物理量子位的操作深度要求极低，并降低了经典的处理要求。我们提出了两个教学的例子，在这个框架中构建的容错计划和数值评估其阈值下的硬件不可知的融合错误模型，包括擦除和泡利错误。我们还研究了具有概率融合和光子损失的线性光学量子计算的误差模型。在FBQC中，融合的非确定性与其他错误一起由量子纠错协议直接处理。我们发现，定制的容错框架的物理系统允许该计划有一个更高的阈值比文献中报道的计划。我们提出了一个弹道计划，可以容忍10.4%的概率遭受光子损失，在每次融合。
2021-01-22 quant-ph
Practical blueprint for low-depth photonic quantum computing with quantum dots
Sparrow Quantum（斯帕罗量子）；Center for Hybrid Quantum Networks (Hy-Q), The Niels Bohr Institute, University of Copenhagen（哥本哈根大学尼尔斯·玻尔研究所混合量子网络中心）；University of Bristol（布里斯托大学）；NNF Quantum Computing Programme, Niels Bohr Institute, University of Copenhagen（哥本哈根大学尼尔斯·玻尔研究所NNF量子计算项目）
本文提出利用量子点和线性光学的低光学深度光子量子计算方案，通过确定性光子源、自适应融合和优化架构，减少光学深度和资源消耗，实现容错计算。
2026-05-14 quant-ph
Automated discovery of heralded ballistic graph state generators for fusion-based photonic quantum computation
Q-CTRL；Nearmap
本文提出了一种通用优化框架，用于自动发现光子电路，通过多项式模拟方法实现高效强模拟和基于梯度的优化，从而生成高保真度和高成功率的图状态电路。
2026-04-10 quant-ph
Tailoring fusion-based error correction for high thresholds to biased fusion failures
本文提出基于XZZX簇态和定制融合测量的容错纠错架构，针对偏置的X⊗X融合失败噪声进行优化，在双轨光子量子计算平台中实现了超过25%的融合失败容错阈值，显著降低硬件要求。
2023-09-24 quant-ph
Fusion-based implementation of qLDPC codes with quantum emitters
University of Bristol（布里斯托大学）；Niels Bohr Institute, University of Copenhagen（哥本哈根大学尼尔斯·玻尔研究所）；Sparrow Quantum（斯帕罗量子）
提出一种针对量子发射器定制的架构，通过确定性光子资源态和条件重复-直到-成功策略实现任意CSS qLDPC码，在物理噪声下性能与拓扑码相当但编码率更高。
2026-06-23 quant-ph
Generating redundantly encoded resource states for photonic quantum computing
Aegiq Ltd.（Aegiq有限公司）；University of Sheffield（谢菲尔德大学）
本文提出利用单个量子发射器确定性生成冗余编码的光子资源态，以提高光子融合的成功率，为光子量子计算和量子中继提供新方法。
2025-12-02 quant-ph
Scalable and modular generation of multipartite entangled states through memory-enhanced fusion
Tsinghua University（清华大学）；Hefei National Laboratory（合肥国家实验室）；Shanxi University（山西大学）
针对大规模多体纠缠态生成的挑战，本文提出利用光子互连实现内存增强的纠缠态融合，通过异步制备和单光子干涉成功创建并验证了远程量子内存模块间的四体W态纠缠，为分布式量子信息处理铺路。
2025-04-30 quant-ph
Interleaving: Modular architectures for fault-tolerant photonic quantum computing
有用的容错量子计算机需要非常大量的物理量子比特。量子计算机通常被设计为执行门和测量的静态量子位阵列。光子量子比特需要一种不同的方法。在基于光子融合的量子计算（FBQC）中，主要的硬件组件是通过波导和开关连接的资源状态发生器（RSG）和融合设备。RSG产生几个光子量子比特的小纠缠态，而融合设备在不同的资源状态之间执行纠缠测量，从而执行计算。此外，光纤等低损耗光子延迟可以用作固定时间的量子存储器，同时存储数千个光子量子比特。在这里，我们提出了一个模块化的架构FBQC中，这些组件相结合，形成“交织模块”组成的一个RSG与其相关的融合设备和一些光纤延迟。利用延迟的乘法能力，每个模块可以将数千个物理量子比特添加到计算希尔伯特空间。模块网络是通用的容错量子计算机，我们使用表面码和晶格手术作为指导性的例子来证明。我们的数值分析表明，在包含1公里长的光纤延迟的模块网络中，每个RSG可以生成4个逻辑距离为35的表面编码量子比特，同时除了光纤延迟损耗之外，还可以容忍2%以上的光子损耗率。我们说明了如何交织与非本地光纤连接的进一步使用的组合可以降低逻辑运算的成本，并促进非常规的几何形状，如周期性边界或星状表面码的实施。交错应用超越了纯粹的光学架构，还可以将许多具有光子转换功能的小型断开物质量子比特设备转变为大规模量子计算机。
2021-03-15 quant-ph
Block Free Optical Quantum Banyan Network based on Quantum State Fusion and Fission
光交换结构在构建多用户光量子通信网络中起着重要的作用。Banyan网络由于其自路由特性和低复杂度而被广泛用于构建交换结构。然而，经典的Banyan网络内部阻塞消除方法并不有效。量子态融合技术可以将两个光子的二维内部量子态融合成一个光子的四维内部量子态，从而使这一问题的解决成为可能。本文将量子态融合的输出模式从空间偏振模式转换为时间偏振模式。将改进的量子态融合、量子态裂变和量子Fredkin门相结合，提出了一种实用的无阻塞光量子开关单元方案。该方案可以扩展到建立更复杂的单位，其中四个在本文中显示。
2014-08-02 quant-ph
Linear-optical fusion boosted by high-dimensional entanglement
NTT Basic Research Laboratories \& NTT Research Center for Theoretical Quantum Information, NTT Corporation, Atsugi, Kanagawa 243-0198, Japan
本研究提出一种可将d维量子四元体对投影到双量子比特Bell态的线性光学量子测量方法，成功概率更高，还基于此设计了结合三qudit GHZ态与量子存储器的快速量子中继器协议。
2024-07-15 quant-ph
Deterministic generation of concatenated graph codes from quantum emitters
针对光子量子技术中光子损耗的核心挑战，提出利用双量子发射器或单带存储量子发射器的多光子发射生成级联图码的方案，可在高损耗、标准融合门且无辅助光子的场景下实现容错融合基量子计算。
2024-06-24 quant-ph
Building a fusion-based quantum computer using teleported gates
本文提出利用量子门隐形传态将电路原语转换为融合网络，给出CNOT门方案并实现叶状表面码到容错融合网络的转换，同时构建两种新型基于融合的量子计算模型。
2025-05-14 quant-ph
Blocklet concatenation: Low-overhead fault-tolerant protocols for fusion-based quantum computation
本文提出Blocklet级联容错协议，利用码级联与横向门构造恒定尺寸资源态的FBQC融合网络，实现较高擦除阈值并给出逻辑操作、解码与光子硬件实现技术。
2025-06-16 quant-ph
Analysis of optical loss thresholds in the fusion-based quantum computing architecture
本文分析并比较FBQC中不同线性光学BSM融合电路，数值估计各组件损耗阈值，证明在总边际效率高于0.973时现有集成光子损耗水平可支持容错量子计算。
2024-04-02 quant-ph
Qubit-loss-free fusion of W states employing weak cross-Kerr nonlinearities
在弱交叉克尔非线性的辅助下，我们引入了一种将两个小尺寸的偏振纠缠W态无量子比特损失地融合成一个大尺寸W态的光学方案，即，$\mathrm{W}_{n+m}$状态可以从$n$ -量子位W状态和$m$ -量子位W状态生成。为了完成融合任务，应用了两个偏振纠缠过程和一个空间纠缠过程。上述过程的实现是由信号光子通过克尔介质与相干态之间的交叉克尔非线性相互作用贡献的。我们分析了该方案的资源成本和成功概率。在我们的融合机制中没有完全的失败输出，所有的垃圾状态都是可回收的。此外，不需要任何受控的量子门和任何辅助光子，在目前的实验技术下简单可行。
2017-05-04 quant-ph
Optimal Fusion Strategies for Quantum Computation
Universität Siegen（锡根大学）；Sandia National Laboratories（桑迪亚国家实验室）；University of New Mexico（新墨西哥大学）；Leiden University（莱顿大学）
该研究针对量子计算中的融合策略问题，刻画了k=1量子比特编码下的完美融合策略，证明其普适性并解答开放问题，还为新图参数提供操作解释。
2026-10-01 quant-ph
Boosted fusion gates above the percolation threshold for scalable graph-state generation
本文首次实验实现理论成功率75%的增强型融合门，突破58.98%逾渗阈值，为可扩展线性光学量子计算奠定基础。
2024-12-25 quant-ph
Pauli Fusion: a Computational Model to Realise Quantum Transformations from ZX Terms
我们提出了一个量子计算的抽象模型，“泡利融合”模型，其原始操作密切对应的生成器的ZX演算（量子计算的正式图形语言）。泡利聚变的基本操作也是一些领先的量子技术中基本过程的直接抽象。这些操作具有非确定性的预示效应，类似于基于测量的量子计算。我们描述了泡利融合程序是确定性可实现的充分条件，使其独立于其非确定性的结果进行给定的变换。这提供了一个操作模型来实现电路模型之外的ZX项。
2020-05-01 quant-ph
Distributing graph states with a photon-weaving quantum server
Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University（冲绳科学技术大学院大学）
本文提出了一种基于线性光学元件的量子服务器，实现多种图态的多粒子纠缠态分配，适用于实验条件下的高效分布。
2025-04-10 quant-ph
Quantum Mechanics as Information Fusion
我们提供的证据表明，量子力学可以被解释为一个合理的算法，找到最不复杂的描述在一个大阵列中的传感器的输出的相关性。特别是，通过比较自组织的方法来解决旅行商问题的解决方案的基础上采取的费曼路径积分的经典极限，我们导致量子力学的运动之间的连接在磁场和自组织的信息融合。
1999-12-04 quant-ph
The subthreshold issue of fusion-based quantum computing
Sparrow Quantum（Sparrow量子）；Center for Hybrid Quantum Networks (Hy-Q), The Niels Bohr Institute, University of Copenhagen（哥本哈根大学尼尔斯·玻尔研究所混合量子网络中心）
本文研究基于融合的量子计算在亚阈值区域面临的逻辑错误率噪声下限问题，发现全线性光学架构无法以低开销达到所需速率，而使用量子发射器自旋的架构可显著降低噪声下限。
2026-06-26 quant-ph
Encoded-Fusion-Based Quantum Computation for High Thresholds with Linear Optics
针对线性光学融合中的损耗与错误问题，提出基于量子纠错码和主动前馈的编码融合测量，并在三维 RHG 晶格中构建容错网络，使损耗阈值最高提升至非编码方法的10倍。
2024-08-02 quant-ph
Quantum Entangled Multimodal Fusion Networks (QEMFN): Resource-Aware Hybrid Vision-Language Fusion via Trainable Entanglement
University of Missouri（密苏里大学）
提出QEMFN混合量子-经典框架，用可训练纠缠作为多模态融合的归纳偏置，在COCO-5k和Flickr30k上超越经典基线，并进行了受控消融和量子中心分析。
2026-10-07 cs.AI quant-ph
Feature Entanglement-based Quantum Multimodal Fusion Neural Network
Northwestern Polytechnical University（西北工业大学）
本文提出基于特征纠缠的量子多模态融合神经网络，通过量子计算框架解决多模态学习中的精度、可解释性和复杂性矛盾，实现高效且可解释的多模态融合。
2026-01-09 cs.AI cs.LG quant-ph
An index for quantum cellular automata on fusion spin chains
本文通过将GNVW指标解释为Jones指标，将量子元胞自动机指标推广至融合自旋链，并证明对Fib范畴构建的链，该指标是模有限深度电路的完全不变量。
2024-03-18 math-ph math.MP math.OA
