Approximate Quantum Circuit Synthesis for Diagonal Unitary
针对NISQ时代量子电路综合问题，提出基于资源限制的对角幺正矩阵近似合成算法，可在普通笔记本上合成最多15量子比特的电路，在0%-12%误差范围内平均减少3.2ε的CNOT门，12量子比特合成需6.57秒、15量子比特约561.71秒。
2024-12-02 quant-ph
Automatic Depth-Optimized Quantum Circuit Synthesis for Diagonal Unitary Matrices with Asymptotically Optimal Gate Count
本文针对对角酉矩阵综合提出一种深度优化算法，在保持渐近最优门数的同时将电路深度较先前方法降低近一半，并在随机矩阵和QAOA电路上验证了显著效果。
2022-12-02 quant-ph
Finding diagonal logical gates in CSS codes and circuits
Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）
本文提出高效算法，可从给定ansatz门中找出CSS码与电路的所有对角逻辑门，其运行时间为O(n³)，还讨论了该方法向其他门及量子位的推广，为容错量子计算提供支持。
2026-07-30 quant-ph
Oracular Approximation of Quantum Multiplexors and Diagonal Unitary Matrices
基于复杂性理论预言机的思想，我们给出了量子复用器的一种新的量子线路近似。作为额外的奖励，我们的多路复用器近似立即给出了对角酉矩阵的量子线路近似。
2009-02-17 quant-ph
Smaller Circuits for Arbitrary n-qubit Diagonal Computations
酉算子U = \sum u_{j,k}| k><j|当u_{j,k} = 0时称为对角线，除非j = k。该定义扩展到量子计算，其中j和k在整数0，1.的2^n个二进制表达式上变化，2^n-1，给定n个量子比特。这样的运算符不影响投影测量的结果|; 0 <= j <= 2^n-1}，而是在计算基态{|j>; 0 <= j <= 2^n-1}。在应用中经常需要这些相对相位。使用标准技术构造用于对角计算的量子线路需要O（n^2 2^n）的受控非门和一个量子比特的布洛赫球旋转，或者需要O（n^2 2^n）的受控非门和一个工作量子比特。该工作提供了一个递归的、构造性的过程，该过程输入U的矩阵系数，并输出这样一个图，该图包含2 ^{n +1}-3个交替的受控非门和一个量子比特的z轴布洛赫球旋转。这些电路是可能的最小电路，最多为两倍。此外，如果计算U是形式为R_z（α）= e ^{-i α/2}的对角单量子比特计算的张量，|0><0| + e ^{i α/2}| 1><1|，则取消受控非门将我们的电路减少到n量子比特张量的电路。
2003-08-08 quant-ph
Simple Diagonal State Designs with Reconfigurable Real-Time Circuits
Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）；University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）；Tel Aviv University（特拉维夫大学）；NASA Ames Research Center（美国宇航局艾姆斯研究中心）
本研究提出了一种基于实时演化的简单高效对角态3设计方法，利用相同哈密顿量生成随机态，适用于近期量子平台。
2025-05-29 quant-ph
Efficient Quantum Circuits for Non-Unitary and Unitary Diagonal Operators with Space-Time-Accuracy trade-offs
本文提出一种通用方法，通过可调深度量子电路实现酉和非酉对角算子，在深度、宽度和精度间权衡，并展示其在量子态制备和扩散方程模拟中的应用。
2025-01-21 quant-ph
Efficient numerical simulation of complex Josephson quantum circuits
在已有的超导电路量子化方法的基础上，我们提出了一个新的理论框架，用于约瑟夫森量子线路的近似数值模拟。基于这一框架的模拟提供了一个程度的复杂性和电路尺寸迄今无法定量分析，包括从根本上新的超导量子器件。这种能力是通过对以前方法的两个改进而实现的：第一，对规范电路模式和物理基态的物理动机选择，这允许高效的矩阵表示;第二，迭代方法，其中子系统被分别对角化，然后耦合在一起，在每次迭代中以增加的尺寸尺度，允许在非常大的希尔伯特空间中的哈密尔顿算子的对角化使用在小得多的空间中的对角化序列来近似。
2020-12-16 quant-ph
Diagonalizing large-scale quantum many-body Hamiltonians using variational quantum circuit and tensor network
Center for Quantum Physics and Intelligent Sciences, Department of Physics, Capital Normal University（首都师范大学量子物理与智能科学中心、物理学院）
研究量子多体谱难以枚举的问题，提出张量网络变分对角化（TNVD）方法，它能学习本征态标记等，定义联合压缩性问题，通过实验再现伊辛谱等，检验完整谱何时能有易处理的张量网络表示。
2026-09-01 quant-ph
A Jacobi Diagonalization and Anderson Acceleration Algorithm For Variational Quantum Algorithm Parameter Optimization
变分量子算法（例如变分量子本征求解器（VQE）或量子近似优化算法（QAOA））的电路参数的优化是近期量子计算算法的实际部署的关键挑战。在这里，我们开发了一个混合量子/经典优化过程的启发雅可比对角化算法的经典特征分解，并结合安德森加速。在第一阶段中，通过在电路角度中的正交点处对可观测目标函数进行采样，对电路参数的局部聚类进行分析层析成像拟合。经典优化用于确定集群内的最佳电路参数，其他电路参数被冻结。然后在“扫描”中优化不同的电路参数簇，从而得到单调收敛的定点过程。在第二阶段，使用的不动点Jacobi过程的迭代历史，通过应用安德森加速/Pulay的直接反演的迭代子空间（DIIS）来加速收敛。这种Jacobi+Anderson方法的数值测试使用量子线路模拟器（无噪声）的一个代表性的测试情况下，从多状态，收缩变体的变分量子本征求解器（MC-VQE），并发现是有竞争力的，往往比鲍威尔的方法和L-BFGS更快。
2019-04-05 quant-ph
Preparing tunable Bell-diagonal states on a quantum computer
双量子比特的贝尔对角态一直是理解量子资源的几何、动力学和应用的主力。本文提出了一种在量子计算机上可调谐地制备Bell对角态的量子线路。我们使用IBM Q 5 Yorktown量子计算机实现了这个量子线路，作为应用实例，我们测量了Werner态的非局域、转向、纠缠和不和谐量子关联以及非局域量子相干性。
2019-03-30 quant-ph
Quantum Filter Diagonalization: Quantum Eigendecomposition without Full Quantum Phase Estimation
我们开发了一种量子滤波器对角化方法（QFD），该方法介于变分量子本征求解器（VQE）和相位估计算法（PEA）之间，所需的量子线路资源和概念简单。QFD使用一组时间传播的猜测状态作为稀疏泡利哈密顿量近似对角化的变分基础。基函数的变分系数由Rayleigh-Ritz方法通过经典求解时间传播猜测态空间中的广义本征值问题来确定。在量子线路中，子空间哈密顿量和子空间度量矩阵的矩阵元素均通过单辅助扩展交换测试来确定，即，单辅助PEA电路的统计收敛性这些矩阵元素可以通过许多并行的量子线路评估来确定，并且本征向量的最终Ritz估计可以在概念上被准备为在单独的量子态准备电路上的线性组合。QFD方法自然地提供了基态、激发态和过渡期望值的计算。我们数值证明了潜在的方法通过经典模拟的QFD算法的八聚体的BChl-a的发色团所表示的8量子比特从头算激子模型（AIEM）的哈密顿量的N=8。仅使用少量的时间位移点和粗糙的，变分的Trotter扩展的时间传播算子，QFD方法恢复的吸收光谱的准确预测。
2019-09-19 quant-ph
Variational Adiabatic Gauge Transformation on real quantum hardware for effective low-energy Hamiltonians and accurate diagonalization
有效的低能理论是降低相互作用量子多粒子系统建模复杂性的有力理论工具。然而，普通的理论方法依赖于微扰理论，这限制了它们对弱相互作用的适用性。在这里，我们介绍变分绝热规范变换（VAGT），一种非微扰混合量子算法，可以使用现在的量子计算机来学习幺正电路的变分参数，使哈密顿量成为块对角或全对角形式。如果可以通过浅量子线路对角化哈密顿量，则VAGT可以使用多项式次数的运行来学习最佳参数。通过数值模拟以及Rigetti和IonQ量子计算机上的模拟，验证了VAGT的准确性。
2021-11-16 quant-ph
Importance of Diagonal Gates in Tensor Network Simulations
在这项工作中，我们提出了两种技术，极大地提高了基于张量网络的量子线路模拟的性能。这些技术在QTensor包中实现，并使用量子近似优化算法（QAOA）电路进行基准测试。这些技术使我们能够增加可以模拟的QAOA电路的深度和大小。特别是，我们将QAOA深度从2增加到5，QAOA电路的大小从180增加到244量子位。此外，我们将模拟速度提高了1000万倍。我们的工作提供了重要的见解，各种技术可以大大加快电路的模拟。
2021-06-29 cs.DS quant-ph
Double-bracket quantum algorithms for diagonalization
提出双括号迭代框架，通过交替 Hamiltonian 演化与可优化对角演化构造对角化量子电路，并以少量递归步近似本征态，降低近期实现与训练难度。
2024-04-08 quant-ph
Minimal entanglement for injecting diagonal gates
本文研究容错量子计算中非Clifford门注入的资源瓶颈，证明对角门对应魔法态的零度刻画所需非局域资源，并构造仅用该数量ebit的局部稳定子电路，同时证明边不相交路径编译算法可生成最小深度电路。
2024-03-27 quant-ph
Optimal Approximation of Single Qubit Rotations within a Quantum Circuit
Classiq Technologies（Classiq 科技）
本文提出线性时间算法，解决多量子比特电路中近似策略的最优分配问题，将Magnitude与Diagonal近似映射到经典Ising模型，实现高效减少T门数量。
2026-05-10 quant-ph
Ergodic theory of diagonal orthogonal covariant quantum channels
本文研究对角正交协变量子信道的遍历性质，证明其遍历行为由经典随机矩阵支配，并应用于对偶幺正砖墙电路，揭示对称电路具有丰富多样的遍历行为。
2022-06-02 cond-mat.stat-mech quant-ph
Efficient fidelity simulation of high-rate magic distillation circuits
QuEra Computing Inc.（QuEra 计算公司）；Joint Center for Quantum Information and Computer Science, University of Maryland（马里兰大学量子信息与计算机科学联合中心）；Simons Institute for the Theory of Computing, University of California at Berkeley（加州大学伯克利分校西蒙斯计算理论研究所）；Institute for Theoretical Physics, ETH Zürich（苏黎世联邦理工学院理论物理研究所）；Department of Physics, Harvard University（哈佛大学物理学系）
本文提出一种高效的经典模拟方法，用于基准测试含非克利福德门的容错电路，通过采样综合征统计量估计逻辑保真度，并应用于优化高比率魔法态蒸馏工厂。
2026-10-05 quant-ph
Diagonal operator decomposition on restricted topologies via enumeration of quantum state subsets
针对物理量子设备的原生门与连接限制，本文提出仅含 CX 电路的分析框架，给出多种拓扑下对角算子的分解构造及两种降成本变体。
2024-03-04 quant-ph
Efficient Approximation of Diagonal Unitaries over the Clifford+T Basis
我们提出了一种算法的对角算子的近似分解，侧重于分解的Clifford+ $T$的基础上，最大限度地减少合成近似电路中的相位旋转门的数量。合成电路的等效$T$ -计数由$k \, C_0 \log_2(1/\varepsilon) + E(n,k)$限定，其中$k$是对角$n$ -量子比特酉中的不同相位的数量，$\varepsilon$是期望的精度，$C_0$是实现方法的品质因子（$1<C_0<4$），以及$E(n,k)$是总纠缠成本（在$T$门中）.我们确定了一个最佳的决策边界在$(k,n,\varepsilon)$ -空间，我们的分解算法实现了较低的纠缠成本比以前的国家的最先进的技术。我们的方法优于国家的最先进的技术的实用范围内的$\varepsilon$值和对角运算符，并可以减少$T$门的数量呈指数时，$k << 2^n$。
2015-11-18 quant-ph
DF-SQD: Deterministic Fields for Sampling-Based Quantum Diagonalization
IBM Research India（印度IBM研究院）
DF-SQD是一种混合量子经典算法，通过推导确定性辅助场电路改进采样量子对角化，在N₂和铁硫簇哈密顿量上，以更少采样次数、更浅电路实现更高精度与更快速度。
2026-09-02 quant-ph
Variational Hamiltonian Diagonalization for Dynamical Quantum Simulation
动态量子模拟可能是最早看到量子优势的应用之一。然而，标准特洛特化方法的电路深度可以迅速超过有噪声的量子计算机的相干时间。这导致了最近的建议变分方法的动态模拟。在这项工作中，我们的目标是使变分动力学模拟更加实用和短期。我们提出了一个新的算法称为变分哈密顿对角化（VHD），近似地将一个给定的哈密顿转换成一个对角线的形式，可以很容易地求幂。VHD允许快速转发，即，在具有固定深度的量子线路的量子计算机的相干时间之外的模拟。它还消除了Trotterization误差，并允许模拟整个希尔伯特空间。我们证明了VHD成本函数的平均仿真保真度的操作意义。此外，我们证明了VHD成本函数不表现出浅深度的贫瘠高原，即，它的梯度不是指数地消失。我们的证明依赖于哈密尔顿算子的局部性，因此我们将局部性与可训练性联系起来。我们的数值模拟验证了VHD可以用于快进动力学。
2020-09-05 quant-ph
Exact strong zero modes in quantum circuits and spin chains with non-diagonal boundary conditions
The Rudolf Peierls Centre for Theoretical Physics, Oxford University（牛津大学鲁道夫·派尔斯理论物理中心）
本文在可积量子电路和自旋-1/2 XXZ链中构造了精确强零模算子，用于一般开放边界条件，该条件破坏了时间演化算子的体U(1)对称性，并证明了该模局域在边界附近且导致无限边界相干时间。
2026-03-16 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Surface code off-the-hook: diagonal syndrome-extraction scheduling
Classiq Technologies
本文提出了一种对角调度方案，通过将钩错误沿plaquette对角线定向，实现完整的码距，简化了电路构造并提高了逻辑错误率性能。
2026-02-09 quant-ph
Optimizing and Comparing Quantum Resources of Statistical Phase Estimation and Krylov Subspace Diagonalization
QC Ware Corp（QC Ware 公司）；Leiden University（莱顿大学）
本文提出框架比较早期容错方法计算本征能量的量子资源，改进误差界并减少电路深度，通过计算最大切比雪夫次数探讨方法可扩展性与实际实现。
2026-03-16 quant-ph
Characterization, synthesis, and optimization of quantum circuits over multiple-control $\textit{Z}$-rotation gates: A systematic study
本文针对多控制 Z 旋转门量子电路，建立电路-多项式对应关系，提出最优门数综合方法与深度优化迭代算法，并在对角厄米算符和 QAOA 电路上实现电路深度平均降低 33.40% 和 15.55%。
2023-04-18 quant-ph
High-Precision Multi-Qubit Clifford+T Synthesis by Unitary Diagonalization
University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）；Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）
通过单位元对角化方法实现高精度多量子比特Clifford+T门集的电路合成，显著提升实现精度和运行效率。
2025-08-20 quant-ph
Asymptotically Optimal Circuit Depth for Diagonal Unitary Synthesis and Compilation on Two-Dimensional Grids
School of Computer Science and Engineering, Southeast University（东南大学计算机科学与工程学院）；College of Information Engineering, China Jiliang University（中国计量大学信息工程学院）；Key Laboratory of Computer Network and Information Integration (Southeast University), Ministry of Education（教育部计算机网络与信息集成重点实验室（东南大学））；Nanjing Meteorology Bereau（南京市气象局）
提出Gray-Path框架(GPF)实现n量子比特对角酉，在二维最近邻网格上达到渐近最优的R_z和CNOT深度O(2^n/n)，无需启发式搜索。
2026-06-17 quant-ph
Phase context decomposition of diagonal unitaries for higher-dimensional systems
本文将Welch等人提出的对角算子的一种有效分解方法推广到qudit系统。相位上下文感知方法关注级联纠缠器，其分解成多个控制的INC门可以通过为自然数选择适当的有符号基- $d$表示来优化。量子比特系统上一般对角算子的最佳分解方法的门数以$\mathcal{O}(2^n)$为尺度，而具有$k$不同相位的对角算子的Welch算法所合成的电路以$\mathcal{O}(n^2k)$为上限，本文将其推广为量子比特系统的$\mathcal{O}(dn^2k)$.
2016-05-26 quant-ph
High efficiency tomographic reconstruction of quantum states by quantum nondemolition measurements
提出了一种高效的层析方案，利用一系列量子非破坏（QND）测量来重建量子比特的未知量子态。所提出的量子比特的QND测量是通过探测色散耦合谐振器的静态传输来实现的。结果表明，只需一种QND测量就足以确定所测量子态的密度矩阵的所有对角元素。密度矩阵的剩余非对角元素可以通过使用一系列酉运算预先将它们转移到对角位置而由其他光谱测量来确定。与以往的基于破坏性投影（DP）测量（其中一种测量只能确定密度矩阵的一个对角元素）的层析重建方法相比，该方法对于N量子比特（N > 1）具有显著的高效率.具体地说，我们的一般建议是证明了实验电路量子电动力学（电路QED）系统与几个约瑟夫森电荷量子比特。
2010-09-22 quant-ph
Some Notes on Parallel Quantum Computation
我们展示了一些简单的小工具，在设计量子算法的浅并行电路有用。我们证明了任何完全由受控非门或对角门组成的量子线路都可以被并行化到对数深度，而由两者组成的电路则不能。最后，虽然我们注意到量子傅里叶变换可以并行化到线性深度，但我们展示了一个与之相关的简单量子线路，我们认为它不能并行化到小于线性深度，因此可以用来证明QNC < QP。
1998-04-29 quant-ph
Computational modeling of decay and hybridization in superconducting circuits
我们提出了一个框架，集成了经典的微波分析与电路量化的超导电路建模。我们的框架，使超导电路的有损本征模的计算，我们通过分析多路复用，珀塞尔过滤transmon读出架构相关的几个电路演示的方法。我们表明，由我们的方法得到的transmon弛豫时间同意建立近似$T_1 \approx C/\text{Re}[Y(iω_q)]$远离环境共振，并不消失的共振。我们还表明，在读出电路中的模式的杂交是非常敏感的Purcell滤波器的带宽。
2019-03-21 quant-ph
From Symmetric Toeplitz Hamiltonians to Quantum Circuits
本文提出一种量子电路综合框架，通过分解对称Toeplitz哈密顿量为特定对角矩阵并分类简化，实现其酉时间演化模拟，并为一维离散泊松方程构建显式量子电路。
2025-08-13 quant-ph
A hardware-efficient variational ansatz with an exact diagonal metric for real- and imaginary-time evolution and Haar sampling
University College London (UCL)（伦敦大学学院）；London Centre for Nanotechnology（伦敦纳米技术研究中心）
研究提出一种硬件高效的 n 量子比特变分 ansatz，通过二叉树参数化状态，其富比尼-舒尔回拉度量为对角。该方法在量子自然梯度等方面有优势，在电子结构计算中少用双量子比特门达高精度，还能实现自旋适应等，有量子优势潜力。
2026-07-10 quant-ph
Quantum Circuits in Additive Hilbert Space
量子计算的表示几乎总是基于张量积$\otimes$ -结构。这与我们在实验中能够执行的以及我们在自然界中观察到的一致，但它使某些熟悉的量子基元变得复杂。可逆经典电路、对角运算或受控酉都具有非常优雅和简单的矩阵表示，不能简洁地表示为简单门集中的电路，这使得量子算法设计和电路优化变得复杂。我们提出了一种新的量子计算的加性表示来解决这个问题。我们展示了如何传统的电路可以表示在添加剂空间，以及如何可以恢复。特别是在我们的形式主义，我们能够从低层次的电路分解合成高层次的多控制原语，使其成为电路优化的宝贵工具。我们的配方也接受了类似电路的图形表示，并提出了一种新颖而简单的量子计算的解释。
2021-11-04 quant-ph
Variational quantum state diagonalization with computational-basis probabilities
本文提出一种基于变分量子电路优化的量子态对角化算法，利用计算基概率设计两个目标函数，其中单量子比特概率形式可降低测量复杂度，并通过数值模拟验证其有效性。
2025-05-22 physics.comp-ph quant-ph
Circuit Implementation of Discrete-Time Quantum Walks via the Shunt Decomposition Method
本文解决了演化算符映射为量子电路的复杂性，利用分流分解方法将块对角算符转化为量子电路，在直线、环图、超立方体和完全图上实现了离散时间量子游走，并在IBM量子处理器上验证了低多控门电路的高精度。
2023-04-04 quant-ph
Efficient simulation of noisy IQP circuits with amplitude-damping noise
University of New Mexico（新墨西哥大学）
本文提出一种多项式时间经典算法，用于模拟受恒定幅度阻尼噪声影响的IQP电路输出分布，适用于任意l-局部对角门生成的深度为Ω(log n)的电路。
2026-04-22 quant-ph
Numerical Simulations of Noisy Quantum Circuits for Computational Chemistry
近期量子计算机计算小分子基态性质的机会取决于计算模型的结构以及设备噪声引起的误差。在这里，我们调查的行为，这些嘈杂的量子线路使用数值模拟，以估计的准确性和保真度的准备量子态相对于地面真理获得常规手段。我们实现了几种不同类型的Ancipitation电路来自幺正耦合团簇理论的目的估计基态能量的氢化钠使用变分量子本征求解器算法。我们展示了能量和保真度尺度的相对误差与基于门的噪声水平、分子间配置、抗反射电路深度和参数优化方法的关系。
2022-05-05 quant-ph
Vibrational Sample-Based Quantum Diagonalization with Unitary-Cluster-Jastrow Ansätze on IBM QPUs
IBM Quantum, IBM Japan（日本IBM 量子计算部门）；RIKEN Center for Interdisciplinary Theoretical and Mathematical Sciences (iTHEMS)（理化学研究所 跨学科理论与数学科学中心（iTHEMS））；RIKEN（理化学研究所）；RIKEN Pioneering Research Institute (PRI)（理化学研究所 前沿研究机构（PRI））；RIKEN Center for Emergent Matter Science (CEMS)（理化学研究所 新兴物质科学中心（CEMS））；RIKEN Center for Computational Science (R-CCS)（理化学研究所 计算科学中心（R-CCS））；RIKEN Center for Quantum Computing (RQC)（理化学研究所 量子计算中心（RQC））
本文扩展基于样本的量子对角化至非谐振动光谱，在IBM QPU上测试多种振动拟设，提出鲁棒的VLUCJ电路，并成功计算小分子的基态能量和基频。
2026-10-08 quant-ph
Synthetic twist geometry in mesoscopic quantum circuits: geometric capacitance and chiral mode splitting
Universidade Federal do Maranhão（马拉尼昂联邦大学）
本文提出在介观量子电路中通过正电容网络实现合成扭曲几何，产生手性模式劈裂，并验证了其谱特性及对非厄米控制的潜在应用。
2026-09-17 cond-mat.mes-hall quant-ph
Beyond transversality: structure of Clifford circuits for CSS codes
Joint Center for Quantum Information and Computer Science, NIST/University of Maryland（量子信息与计算机科学联合中心，美国国家标准与技术研究院/马里兰大学）
本文刻画了与容错逻辑操作相关的四类CSS码的Clifford电路结构，定义了二重横截群等，确定了136个CSS码的二重横截群逻辑像，发现78个码的完整逻辑Clifford群由二重横截电路生成，还构造了三类CSS码。
2026-10-05 cs.IT math.CO math.GR
Efficient quantum circuits for quantum computational chemistry
采用变分量子本征求解器（VQE）的分子量子模拟依赖于近似于分子基态的基态。这些量子态通常由参数化的费米子激发算符和初始参考态定义。有效的方法来执行费米子激发是至关重要的噪声中等规模量子计算机上实现的VQE。在这里，我们解决这个问题，首先演示电路，执行量子位激发，激发不占费米反对易关系。然后，我们扩展这些电路的功能，以执行费米激发。与标准使用“$CNOT$阶梯”构造的电路相比，我们的电路提供了$CNOT$门的数量的线性减少，每个单激励和双激励分别为$2$和$8$的因子。我们的结果降低了量子分子模拟的近期实现的要求。
2020-11-05 quant-ph
On the Computational Power of Geometrically Local QAC circuits
State Key Laboratory of Novel Software Technology, Nanjing University（南京大学新型软件技术重点实验室）；Hefei National Laboratory（合肥国家实验室）
本文研究了几何局部QAC0电路的计算复杂性，证明了QAC0电路可被二维几何局部QAC0电路模拟，并探讨了1D-QAC0电路计算Parity的下界。
2026-10-01 quant-ph
Simulation of fault-tolerant quantum circuits on quantum computational tensor network
在量子计算张量网络的框架下[D. Gross和J. J. J. J.，Phys. Rev. Lett. { \bf 98}，220503（2007）]，其是基于测量的量子计算的一般框架，以张量网络形式表示资源多体状态，并且在张量存在的虚拟线性空间（称为关联空间）中执行通用量子计算。由于计算基中的任何幺正操作、状态准备和投影测量都可以在相关空间中模拟，因此很自然地期望容错量子线路也可以在相关空间中模拟。然而，我们指出，并不是所有的物理错误的物理qudits出现在相关空间中的线性完全正的保迹错误。由于迄今为止已知的容错量子线路的理论假设这样的噪声，这意味着在相关空间中对容错量子线路的模拟对于一般资源状态不是那么简单。
2012-02-15 quant-ph
Stoquastic simulations of non-stoquastic superconducting flux circuits
Raymond and Beverly Sackler School of Physics and Astronomy, Tel Aviv University（特拉维夫大学雷蒙德和贝弗利·萨克勒物理与天文学学院）；Information Sciences Institute, University of Southern California（南加州大学信息科学研究所）；Department of Physics and Astronomy and Center for Quantum Information Science & Technology, University of Southern California（南加州大学物理与天文学系及量子信息技术科学中心）
本研究通过直接模拟非退相干超导磁通电路，消除了符号问题，挑战了超导磁通电路作为通用绝热量子计算机的可行性。
2026-01-13 quant-ph
SQD-Enabled Circuit Compression for Resource-Efficient Quantum Chemistry
The Chinese University of Hong Kong（香港中文大学）；Rutgers University（罗格斯大学）；Eigen AI
研究利用子空间量子对角化的鲁棒性特性，通过基于梯度的算子剪枝和克利福德舍入两种互补技术压缩电路，应用于VQE假设。对21个分子消融研究及6个分子硬件验证表明，能在保证精度下大幅压缩电路、提升模拟速度。
2026-08-18 quant-ph
Exact and Efficient Circuit Construction for Block Encoding Matrix Polynomials
School of Computational Sciences, Korea Institute for Advanced Study（韩国高等科学研究院计算科学学院）
该研究提出了一种直接稳定的电路编译算法，可精确构造厄米特矩阵矩阵多项式的块编码，适用于两类标准输入模型，经典算法时间复杂度近最优，数值实验验证了其高效性。
2026-08-25 cs.NA math.NA quant-ph
Enhancing variational quantum state diagonalization using reinforcement learning techniques
Institute of Theoretical and Applied Informatics, Polish Academy of Sciences（波兰科学院理论与应用信息学研究所）；Silesian University of Technology（西里西亚理工大学）；Warsaw University of Technology（华沙理工大学）；Leiden University（莱顿大学）
本文利用强化学习设计极浅量子电路，通过新颖状态编码、稠密奖励和ε-greedy策略，实现了比标准变分量子态对角化算法更浅的电路，适用于硬件深度受限场景。
2024-01-11 cs.AI cs.LG quant-ph
Interpretable Machine Learning for Building Analytic Quantum Circuits: the Case of Diagonal Operators
Moscow Institute of Physics and Technology（莫斯科物理技术学院）；Institute for Information Transmission Problems（信息传输问题研究所）；ITMO（ITMO大学）；ITEP（ITEP研究所）
本文通过可解释性机器学习方法，构建了适用于任意大小任意对角矩阵的通用最短解析量子算法。
2026-11-02 hep-th quant-ph
Quantum circuit synthesis with qudit phase gadget method
针对qudit量子系统的算法实现需求，提出适用于NISQ和容错时代的qudit相位gadget方法，可在任意连接架构上渐近最优地综合对角幺正矩阵，大幅降低电路深度并能推广至其他综合问题。
2025-04-17 cs.ET quant-ph
Efficiently simulable quantum circuits with large entanglement, magic, and non-Gaussianity via code-compiled tensor networks
University of Oxford（牛津大学）；The University of Edinburgh（爱丁堡大学）；University College London（伦敦大学学院）；National Physical Laboratory（英国国家物理实验室）
研究提出一类有经典模拟难度指标的量子电路，利用CSS码逻辑电路及相关技术实现高效经典模拟，基于特定特性提升模拟效率，还发布后端，通过演示表明标准资源度量不足，可用于量子设备保真度估计。
2026-07-10 quant-ph
A note on diagonal gates in SZX-calculus
本文描述了如何使用可扩展的ZXH演算来以紧凑的方式表示在计算基础中为对角的量子门。这包括受控和多控Z门、它们的推广、图和超图运算符以及相位小工具。
2020-12-17 quant-ph
