Probability distribution analysis of the cascaded variational quantum eigensolver
U.S. Naval Research Laboratory（美国海军研究实验室）
本文分析CVQE中指导态概率分布，提出基于梯形态准备的过程，以选择准确且资源高效地求解多电子基态的指导态。
2026-10-19 quant-ph
Hybrid VQE-CVQE algorithm using diabatic state preparation
U.S. Naval Research Laboratory（美国海军研究实验室）
提出一种混合变分量子算法，通过非绝热态制备生成参数化酉算子，结合量子电路与经典优化，在IBM Brisbane上实现化学精度内的能量计算。
2026-06-19 quant-ph
Generation of optomicrowave and optomagnonic entanglements in cascaded optomagnomechanical systems
College of Physics and Electronic Engineering, Shanxi University（山西大学物理电子工程学院）；State Key Laboratory of Quantum Optics Technologies and Devices, Shanxi University（山西大学量子光学技术与器件国家重点实验室）；Collaborative Innovation Center of Extreme Optics, Shanxi University（山西大学极端光学协同创新中心）
该研究在级联光磁机械系统中提出增强纠缠并产生四体纠缠的方案，通过优化参数显著提升光微波与光磁子纠缠，为量子操控和混合量子网络构建提供理论依据。
2025-01-20 quant-ph
Optimizing classical communication in remote preparation of a general pure qubit
如何利用共享纠缠和前向经典通信远程制备任意态（混合态或纯态）一直是量子信息科学家们感兴趣的研究课题。Berry给出了一个构造性的方案，用于远程制备具有纯纠缠态和有限经典通信的一般纯态。基于此方案，对于高维系统，可以使用目标状态的编码来优化经典通信成本。不幸的是，对于低维系统，如纯量子位，编码方法是不适用的。由于量子比特在量子信息理论中起着核心的作用，我们提出了一种优化方法，可以用来最小化远程制备一般纯量子比特的经典通信成本。有趣的是，我们的优化过程是联系在一起的$N$点上的布洛赫球，这提供了一个几何描述的均匀排列。
2014-05-21 quant-ph
Preparation of pure and mixed polarization qubits and the direct measurement of figures of merit
非经典联合测量可以极大地提高量子系统的某些品质因数的测量效率。我们使用这样的测量来确定偏振量子比特的特定品质因数，即纯度。在这个过程中，我们强调了一些微妙的共同方法，在量子光学产生退相干。
2006-11-20 quant-ph
Preparation of Logically Labeled Pure States with Only Two Turns for Bulk Quantum Computation
在量子信息处理中，量子态的制备与量子操作和测量具有同等重要的作用。以往的制备体量子计算初始态的方法都存在着不可避免的缺点，如需要多次实验，导致信号丢失，或者需要具有限制性结构的分子。在$n$耦合自旋的希尔伯特空间中，引入三种量子电路制备（$n-1$）量子比特的赝纯态，只需要一个辅助自旋的辅助和两个与$n$无关的实验.没有梯度场有效地避免了信号的减少。我们的方法对所用分子的结构没有特殊要求。为了更全面地测试这些方法，我们实验演示了使用异质2量子比特和同质4量子比特核磁共振量子信息处理器制备标记赝纯态。
2017-06-25 quant-ph
Preparation of pseudo-pure states by line-selective pulses in Nuclear Magnetic Resonance
提出了一种在液体核磁共振（NMR）中制备自旋系统赝纯态的新方法，并进行了实验验证。同时应用适当连接的线选择脉冲和场梯度脉冲技术，我们在一次实验中非常有效地直接获得了两个量子比特的所有伪纯态。以这种方式制备的伪纯态的信号强度与时间平均的信号强度相同。我们的方法适用于具有任意数量量子比特的系统。作为一个应用实例，我们还对用我们的方法制备的伪纯态$\mid 00>$进行了高度结构化的搜索算法--Hogg算法。
2000-12-09 quant-ph
Deterministic preparation of non-classical states of light in cavity-optomechanics
由于光场与机械振子之间的非谐相互作用，腔光力学是产生非高斯量子态的理想平台，但正是这种相互作用也阻碍了光场纯态的制备。在本文中，我们推导出一个驱动协议，有助于利用非谐相互作用的状态准备，并确保光场的状态保持接近纯。这将使光子福克态或相干叠加的确定性准备。
2021-12-02 quant-ph
Application of simultaneous and continuous measurement of noncommutative observables: Preparation of the pure ideal quadrature-squeezed state by feedback control
作为我们在前一篇文章[C。Jiang和G. Watanabe，Phys.Rev.A102，062216（2020）]，我们提出了一种方案，通过基于这种类型的非对易正交可观测量的反馈控制，在一维谐振子系统中产生纯理想正交压缩态。我们发现，通过适当地设置测量和反馈控制的强度，可以产生具有任意压缩度的纯理想正交压缩态。这与基于单观测量测量和反馈控制的方案相反，在该方案中，仅产生具有压缩测量正交的非理想压缩态。
2022-02-19 cond-mat.stat-mech quant-ph
Filtration and Extraction of Quantum States from Classical Inputs
我们提出利用非线性马赫-曾德尔干涉仪（NMZI）从经典输入中有效地制备光子量子态。我们首先解析地研究了简单的NMZI，它通过优先阻塞双光子分量，从弱相干态中滤出单光子态。作为推广，我们证明了级联NMZI可以从强相干态中确定性地提取任意量子态。最后，我们用数值方法证明了级联的NMZI在输入功率和级联电平上都是非常有效的。用NMZI制备量子态的方案可以推广到各种玻色子模系统。
2015-08-15 quant-ph
Indistinguishable Single-Photon Sources with Dissipative Emitter Coupled to Cascaded Cavities
最近，Grange等人[Phys. Rev. Lett. 114，193601（2015）]显示了从量子发射体产生具有高不可逆性的单光子的可能性，尽管存在强的纯退相，但通过“funerals”发射到光子腔中。在这里，我们表明，级联双腔系统可以进一步改善光子特性，并大大降低Q因子的要求，以目前的技术可以实现的水平。我们的方法利用了超小模体积纳米腔的最新进展，并且不需要发射器的超快激发。这些结果是通过数值和封闭形式的分析模型与强发射体退相，代表室温量子发射体。
2018-09-05 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
On the Preparation of Pure States in Resonant Microcavities
本文采用初始辐射场为一般纯量子态的Jaynes-Cummings模型，研究了共振微腔中辐射场（R）和二能级原子（A）的时间演化.利用Cauchy-Schwarz不等式和Poisson重算技术，证明了原子的{ \it完美}相干性一般是不可能实现的.然而，原子和辐射场在传统上被称为"坍缩区“的中间的纯态$|ψ>_A\otimes|ψ>_R$中是良好的近似，与原子的初始状态无关，只要辐射场的初始纯态具有充分峰值化的光子数概率分布和在该峰值附近不显著变化的相位差。本文导出了原子约化密度矩阵的近似解析表达式，其中$ρ_{A}(t)$是原子的约化$\Tr[ρ^2_{A}(t)]$。我们还证明了在相当一般的情况下，初始纠缠纯态将解纠缠到纯态$|ψ>_{A\otimes R}$。
2003-01-27 quant-ph
Deterministic remote preparation of arbitrary photon polarization states
提出了一种利用纠缠、局域操作和经典通信的光子偏振量子比特态的确定性远程态制备方案。通过消耗一个最大纠缠态和两个经典比特，可以在远程位置确定性地制备任意（纯或混合）量子比特态。我们通过远程制备12个纯态和6个混合态的实验证明了这个方案。期望状态和实现状态之间的有序度均高于0.99，平均值为0.9947。
2009-09-14 quant-ph
Spatially Encoded Pseudo-Pure States for NMR Quantum Information Processing
通过液态NMR光谱的量子信息处理使用伪纯态来模拟真实纯态的演化和观察。本文介绍了一种制备赝纯态的新方法，它涉及到选择与感兴趣的自旋系统相关的辅助自旋的空间标记态。这允许一个一般的程序，以准备任何数量的自旋的伪纯态，所施加的限制，从选定的子系综的信号的损失。通过13 C标记的丙氨酸的碳和质子核磁共振证明了单一伪纯态的制备。通过明智地选择磁场梯度，该方法还允许在N+1自旋系统中以独立的空间模式编码高达2^N个伪纯态。快速编码和解码方案的准备，这样的空间标记的伪纯态。
2000-05-17 quant-ph
Quantum statistics via perturbation effects of preparation procedures
我们研究了这样一个问题：在基本粒子的纯微粒模型中，概率的量子干涉是否可能得到解释？我们证明，（考虑到扰动影响的测量和准备程序），我们可以得到$\cosθ$ -扰动（干扰项）的概率规则连接准备程序的纯微粒对象。一方面，我们的研究表明，在所谓的“量子概率”中没有什么特别的：正确选择统计系综提供了逃避所有“病理学”的可能性。另一方面，我们发现，标准的三角干涉的替代品（观察，特别是在量子力学）是不是唯一的可能性，以扩展（干扰）的传统概率规则添加的替代品。还有两个其他的概率规则，连接三个准备程序：双曲线和超三角干涉。
2001-03-13 quant-ph
Optimal local preparation of an arbitrary mixed state of two qubits. Closed expression for the single copy case
本文考虑了从纠缠纯态$ψ$出发，仅利用局域操作和经典通信辅助，制备任意两比特混合态$ρ$的{ \em single}拷贝的问题.我们给出了所需最小纯态纠缠量的解析表达式，并描述了相应的局域策略。我们还研究了最佳概率概括的前一个过程。
2000-03-01 quant-ph
Cascade and locally dissipative realizations of linear quantum systems for pure Gaussian state covariance assignment
School of Engineering and Information Technology, University of New South Wales at the Australian Defence Force Academy（新南威尔士大学澳大利亚国防军学院工程与信息技术学院）；Department of Applied Physics and Physico-Informatics, Keio University（庆应义塾大学应用物理与物理信息学系）
本文提出两种线性量子系统实现方法，用于纯高斯态协方差分配。级联实现通过构造级联量子系统生成指定协方差矩阵，局部耗散性实现则通过局部相互作用实现目标协方差矩阵。
2016-04-12 cs.SY eess.SY math.OC
Ontological models, preparation contextuality and nonlocality
近年来，运算理论的本体模型框架引起了人们的极大兴趣。在这个框架下，关于量子态实在性的争论变得更加精确。在这个框架中引入广义的上下文性概念，证明了量子比特的完全混合态是\emph{preparation contextual}。有趣的是，这种新的思想准备上下文已被用来证明非局部性的一些$ψ$ -认知模型，而不使用任何贝尔不等式。特别地，非最大$ψ$ -认知模型的非定域性已经从最大混合量子比特的制备上下文性和两个量子比特的最大纠缠态的薛定谔可操纵性中得到了证明[Phys. Rev. Lett { \bf 110}，120401（2013）]。在本文中，我们表明任何混合状态都是上下文准备。然后，我们表明，任何二分纯纠缠态的非定域性，施密特秩二，从准备上下文和可操纵性提供了一定的条件下，我们施加一定的认识基础的本体论模型。更有趣的是，如果纯纠缠态的Schmidt秩大于2，那么它的非定域性在不需要任何进一步的认识性条件的情况下也成立。因此，我们的结果建立了一个更强的非定域性和制备上下文之间的联系，揭示了任何两体纯纠缠态的非定域性，而无需使用任何贝尔型不等式。
2014-09-18 quant-ph
A convenient method to prepare the effective pure state in a quantum ensemble
提出了一种简便的制备有效纯态的方法|00... 0><0. 00|在量子系综中有任意数量的量子比特。该制备基于时间平均（Knill，Chuang和Laflamme，Phys.Rev.A57，3348（1998））。将制备有效纯态的量子线路设计成统一的系统形式，并将其完全分解为一系列单量子位量子门和双量子位对角量子门的乘积。该制备方法可方便地在NMR量子计算机上编程实现。
2000-08-23 quant-ph
Preparation and coherent manipulation of pure quantum states of a single molecular ion
原子和原子离子的激光冷却和捕获已经导致了许多进步，包括对物质的奇异相的观察、精密传感器和最先进的原子钟的发展。分子中相同水平的控制也可能导致深刻的发展，例如受控化学反应和基础理论的灵敏探针，但分子中的振动和旋转自由度对控制其量子力学状态构成了巨大的挑战。在这里，我们使用量子逻辑光谱（QLS）的制备和无损检测的分子离子的量子力学状态。我们开发了一种通用的技术，使光泵浦和制备的分子到一个纯粹的初始状态。这允许在单个离子（这里是CaH+）中观察高分辨率光谱和相干现象，如拉比跳跃和拉姆齐条纹。该协议需要一个单一的，远离共振激光器，这不是特定的分子，使许多其他分子离子，包括多原子物种，可以用相同的方法在同一设备中通过改变分子源处理。与离子阱提供的长询问时间相结合，可以以前所未有的控制和精度研究宽范围的分子离子，这代表了向拟议应用（例如精密分子光谱学、基础物理学的严格测试、量子计算和分子动力学的精密控制）迈出的关键一步。
2017-02-25 physics.atom-ph physics.chem-ph quant-ph
Exploring the limits of multiplexed photon-pair sources for the preparation of pure single-photon states
基于非线性光学的当前预示单光子源以概率方式操作。为了构建基于单光子使用的量子增强器件，需要紧凑、交钥匙和确定性的源。一种可能的解决方案是多路复用多个源以增加单光子产生概率，并且这样做减少了从独立源同时递送大量光子的等待时间。先前已经表明，在理想情况下，17个多路复用源允许确定性地产生预示的单光子[Christ和Silberhorn，Phys.Rev.A85，023829（2012）]。在这里，我们扩展这种分析，包括探测器的效率低下和光子损失的一些多路复用源使用各种不同的探测器预示的不良影响。我们比较了这些系统的固定信噪比，以允许直接比较的性能，为现实世界预示的单光子源。
2014-09-08 quant-ph
Multi-qubit quantum state preparation enabled by topology optimization
该研究利用拓扑优化逆向设计纳米光子腔，实现多量子比特纯态的高保真制备，通过最大化耗散耦合产生纠缠，为量子模拟与传感提供新途径。
2024-05-27 cond-mat.other quant-ph
Deterministic remote preparation of an arbitrary qubit state using a partially entangled state and finite classical communication
提出了一种确定性远程态制备（RSP）方案，利用部分纠缠态和有限经典通信来制备任意量子比特（包括纯量子比特和混合量子比特）.据我们所知，我们的计划是第一个符合这一类别的RSP计划。Berry提出的另一个RSP方案具有相似的特征，但只能用于制备任意的纯量子位。即便如此，我们的方案在同等条件下每个准备好的量子比特节省了大约1比特的经典通信。当使用最大纠缠态时，我们方案的经典通信是2比特，这与Lo关于资源成本的猜想一致。此外，爱丽丝可以在我们的RSP方案和标准的隐形传态方案之间切换，而不需要让鲍勃知道，这使得量子信道多用途。
2016-04-29 quant-ph
Deterministic Preparation of Dicke States
迪克状态$|D_k^n\rangle$是所有$n$量子比特状态与汉明权重$k$的等权重叠加（即，长度为$n$的所有字符串在二进制字母表上恰好具有$k$ 1）。迪克态是一类重要的纠缠量子态，其尤其用作组合优化量子算法的起始态。我们提出了一种制备Dicke态的确定性量子算法。作为量子线路实现，我们的方案使用$O(kn)$门，具有深度$O(n)$，并且不需要辅助量子位。我们的方法的电感性质允许线性深度准备任意对称纯态和-在反向使用-产生一个quasilinear-depth电路有效压缩的量子信息的形式对称纯态，改善现有的工作需要二次深度。所有这些属性甚至适用于线性最近邻架构。
2019-04-15 cs.DS quant-ph
Efficient optimization of state preparation in quantum networks using quantum trajectories
波函数蒙特卡罗方法，也被称为“量子跳跃轨迹”的使用，允许通过独立地跟踪许多纯态“轨迹”的演化来有效地模拟开放系统。这种方法非常适合现代高度并行计算机的模拟。在这里，我们表明，克罗托夫的方法的数值最优控制，不像其他人，可以修改以一种简单的方式，使其成为完全平行的纯状态，而不会失去其有效性。这为寻找开放量子系统和网络的最优控制协议提供了一种高效的方法。我们将这种方法应用于在由单向链耦合的系统组成的网络中产生纠缠态的问题。我们表明，由于存在一个暗态子空间的网络中，近最优的控制协议，可以找到这个问题，通过只使用一个单一的纯状态轨迹的优化，进一步提高了效率。
2018-08-20 quant-ph
Preparation information and optimal decompositions for mixed quantum states
考虑一个系统及其环境的联合量子态。对环境的测量导致系统状态的分解。使用算法信息论，我们定义了一个纯或混合状态在一个给定的分解的准备信息。然后，我们定义一个最佳的分解分解的平均准备信息是最小的。最优分解的平均准备信息表征了系统-环境相关性。我们讨论了上述概念的性质和应用，并给出了几个例子。
2000-02-09 quant-ph
Spectral compression and entanglement reduction in the cascaded biphoton state with cavities
由冷原子系综产生的级联双光子态是保存和传递量子信息的强关联源之一。在四波混频条件下，从上下激发态发射的信号光子和闲频光子在传播方向上高度相关，并在连续的频率空间中纠缠。在该系统中，我们从理论上研究了利用外腔对双光子源的光谱压缩，并证明了其频率纠缠熵的降低。这分别表明，改善的光吸收效率的闲频光子以及几乎纯的双光子源，这是有用的光量子网络。我们进一步调查的限制，可以通过使用多个腔实现的光谱压缩。我们的研究结果显示了具有外腔的双光子源的能力和潜力，其中基于原子的量子存储器的性能可以得到增强，并且可以通过定制光谱压缩来操纵纠缠特性。
2021-04-19 physics.optics quant-ph
Remote state preparation using non-maximally entangled states
我们提出了一个方案，在接收者知道$θ$的情况下，利用最小经典比特和先前共享的非最大纠缠态，可以远程制备任何纯量子比特$|ϕ=\cosθ|0+\sinθe^{i\varp hi}|1$.有几种方法可以用来检查必要的纠缠资源和可实现的保真度之间的权衡。
2004-10-25 quant-ph
Discrete frequency-bin entanglement generation via cascaded second-order nonlinear processes in Sagnac interferometer
本文提出并演示了一种在改进的 Sagnac 干涉仪中利用单块周期性极化铌酸锂波导，通过级联二阶非线性过程产生离散频率-bin 纠缠的方案，实现了高达 96.0% 的可见度和 98.0% 的保真度，为光通信波段产生纯离散频率-bin 纠缠提供了有效方法。
2023-04-27 physics.optics quant-ph
Three-Qubit State Preparation: Classification and Explicit Circuits
Kangwon National University（江原国立大学）；Electronics and Telecommunications Research Institute（电子电信研究所）
本文提出一种确定性框架用于制备任意三量子比特纯态，通过分类三量子比特态类型并设计显式电路实现态制备，电路参数基于 Schmidt 分解系统确定。
2026-03-01 quant-ph
Quantum states and knowledge: Between pure states and density matrices
在这篇文章中，我将介绍密度矩阵和它们的制备知识之间的微妙相互作用，我将论证有必要考虑一种介于纯态和密度矩阵之间的新型量子态。
2018-11-13 quant-ph
Quantum circuit synthesis for the preparation of arbitrary and highly sparse mixed quantum states
National Taiwan University（台湾大学）；National Center for Theoretical Sciences（国家理论科学中心）
本文提出两种电路合成方法，用于准备任意和高度稀疏的混合量子态，通过Cholesky分解提升预处理效率和电路复杂度，同时引入不完全Cholesky分解与阈值丢弃来构造高保真度的近似目标密度矩阵。
2026-05-17 quant-ph
Macroscopic Pure State of Light Free of Polarization Noise
完全非偏振光的制备似乎很容易：一个日常的例子是阳光。如果光必须处于纯粹的量子态，就像大多数量子技术应用所要求的那样，那么这项任务就困难得多了。到目前为止，所获得的光的纯量子态要么是偏振态，要么在极少数情况下表现出隐藏的偏振态：即使它们的强度对偏振变换是不变的，高阶矩却不是。我们实验证明了制备的宏观单重态贝尔，这是纯粹的，完全非偏振，并没有偏振噪声。同时波动抑制在三个斯托克斯观测低于散粒噪声限制的证明，开放的角度无噪声偏振测量。所示的状态是不变的偏振变换。这种强大的高度纠缠的各向同性态有望在光子量子技术中提供重要的应用。
2010-11-08 quant-ph
Efficient state preparation for a register of quantum bits
我们描述了一个量子算法，以准备一个量子计算机的寄存器的保真度任意接近1的任意纯态。我们的算法是基于Grover的量子搜索算法。对于具有适当有界振幅的状态序列，该算法需要在量子比特数量上为多项式的资源。这种状态序列在量子寄存器中编码经典概率分布的问题中自然出现。
2005-11-22 quant-ph
Ground state preparation in $(2+1)$-dimensional pure $\mathbb{Z}_2$ lattice gauge theory via deterministic quantum imaginary time evolution
The University of Tokyo（东京大学）；Keio University（庆应义塾大学）；International Center for Elementary Particle Physics (ICEPP), The University of Tokyo（东京大学基本粒子物理国际中心）
本文利用确定性量子虚时间演算算法获取(2+1)维纯Z₂晶格规范理论的基态，通过构造与高斯定律约束共轭的泡利算符，减少测量和门成本，通过张量网络模拟与DMRG对比，验证算法精度。
2026-07-23 hep-lat hep-th quant-ph
The best approximation of a given qubit state with the limited pure-state set
量子态的制备是量子信息处理的基础。某些现有量子态的凸混合是其中一个有效的候选。本文主要研究如何用不超过三个给定的纯态最优地制备一个目标量子态。我们还证明了四态以上的制备可以基本上转化为四态以下的制备，而四态以下的制备可以类似于三态的制备。分析结果与数值结果的比较表明了该方法的有效性。
2022-03-15 math-ph math.MP quant-ph
Relaxation vs. adiabatic quantum steady state preparation: which wins?
在封闭系统极限下绝热制备多体哈密顿量的基态是绝热量子计算的核心，但实际上系统总是开放的。这激发了一个自然的比较，一方面，绝热制备的稳态的Lindbladian发电机，另一方面，放松到相同的稳态受到最终Lindbladian的绝热过程。因此，在这项工作中，我们采用的角度来看，目标是最有效的可能准备这样的稳态，而不是基态。利用已知的开放系统绝热定理和混合时间的严格界限，我们得到了一个令人不安的结论，这个结论起初似乎注定了建立物理量子退火机的努力：弛豫似乎总是比绝热准备收敛得更快。然而，通过仔细估计绝热准备时间Lindbladians描述热化在低温极限，我们表明，毕竟，有空间的绝热加速松弛。为了测试绝热制备时间和弛豫时间的解析推导边界，我们数值研究了三种模型：耗散准自由费米子链，耦合到热浴的单个量子比特，以及耦合到热浴的$n$量子比特的“尖峰”问题。通过这些模型，我们发现，“哪个赢”的问题的答案取决于每个模型的温度和系统浴耦合强度。在“尖峰”问题的情况下，我们发现，在绝热演化过程中的放松起着重要的作用，在确保加速的最后一个时间放松过程。因此，弛豫辅助绝热制备可以比纯绝热演化和纯弛豫两者更有效。
2017-04-04 quant-ph
Pure Gaussian states from quantum harmonic oscillator chains with a single local dissipative process
Keio University（庆应义塾大学）
研究通过共振工程制备纠缠纯高斯态，分析具有单一局部耗散过程的量子谐振子链的稳态纠缠特性。
2016-11-02 cs.SY eess.SY math-ph
Preparation of two-qubit entangled states on a spin-1/2 Ising-Heisenberg diamond spin cluster by controlling the measurement
本文提出在伊辛-海森堡自旋-1/2菱形团簇上通过控制侧自旋或中心自旋的测量方向来制备纯纠缠态的方法，并分析了该方法对纠缠度与保真度的影响，给出了制备贝尔态的具体条件和保真度。
2023-07-05 quant-ph
Deep reinforcement learning for preparation of thermal and prethermal quantum states
我们提出了一种基于深度强化学习的方法，可以有效地在热平衡或预热平衡中制备量子多体纯态。基于该方法的主要物理直觉是，依赖于平衡态的典型性，通过仅关注少数局部可观测量，可以有效地编码/提取关于平衡态的信息。而不是诉诸昂贵的准备协议，采用全球的特点，如量子态的保真度，我们表明，平衡态可以有效地准备只有通过学习的期望值的本地观测。我们证明了我们的方法，准备两个说明性的例子：吉布斯系综在非可积系统和广义吉布斯系综在可积系统。纯态准备单独从本地可观的数值成功地编码的宏观性质的平衡态。此外，我们发现，准备误差，相对于系统的大小，指数衰减的吉布斯系综和多项式的广义吉布斯系综，这是在热力学系综内的有限尺寸波动协议。我们的方法为在量子硬件中研究量子多体系统的热力学和统计特性铺平了道路。
2023-01-27 quant-ph
Preparation of a single-photon dark state in a chiral quantum system
研究了由受驱动的简并参量振荡腔和耦合到波导中的受驱动的二能级原子组成的开放量子系统衰变到纯暗态而不是期望的混合态的条件。计算是在一个低维Hilbert空间中进行的分析截断的组合系统的双激发态。精确的数值分析证实了截断的有效性。我们发现，产生纯态的一种方法是将腔和原子与波导进行手征耦合。另一种产生纯态的方法是用不相等的失谐量驱动腔和原子。在这两种情况下，如果驱动场是弱的，所产生的状态是一个相干叠加的单激发和基态的组合系统。此外，我们还发现暗态的产生与光子阻塞效应有直接的对应关系。换句话说，暗态的产生充当对光子数量的阻挡，使得仅单个光子可以存在于腔中。我们研究了腔场的归一化二阶关联函数，发现关联函数为零的条件与纯暗态产生的条件一致。因此，该系统被建议作为产生单光子态的替代方案。
2017-02-09 quant-ph
Preparation and Measurement in Quantum Memory Models
量子认知已经为语义记忆提供了许多模型，但迄今为止，这些模型倾向于假设纯状态和投射测量。在这里，我们放松这些假设。人类词汇联想实验的量子启发模型将使用人类记忆的密度矩阵表示和基于非理想测量的POVM进行扩展。我们的提法允许考虑的关键术语，如测量和上下文在一个严格的现代方法。这种方法既提供了新的概念进步，并提出了新的实验方案。
2018-03-26 q-bio.NC 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
Gate-Based Quantum Simulation of Finite-Temperature Open-System Dynamics: A Post-Processing Reconstruction Approach for Collision Models
Faculty of Engineering, University of Yamanashi（山梨大学工学部）
本文提出一种后处理重构方法，利用纯辅助量子比特模拟有限温度开放系统动力学，避免热态制备开销，适用于$U(1)$对称碰撞模型，可重用数据于不同温度。
2026-10-06 quant-ph
Quantum State Preparation via Nested Entanglement
本文提出用嵌套纠缠表示n量子比特态矢，并利用其递归结构自动化构建态制备电路，同时分析纯态可分离性、均匀受控旋转、量子傅里叶变换及态描述可压缩性与电路复杂度的关系。
2025-02-05 quant-ph
Preparation of the SU(3) Lattice Yang-Mills Vacuum with Variational Quantum Methods
在量子硬件上研究QCD和其他规范理论需要制备物理上有趣的态。变分量子本征求解器（VQE）提供了一种在量子硬件上进行真空态制备的方法。本文将VQE应用于纯SU（3）格点上的单元格和一维元格链上的Yang-Mills。贝叶斯优化和梯度下降进行了研究，以执行经典的优化。元胞链的Anonymous状态是以可扩展的方式从较小的系统中使用域分解和类似于密度矩阵重整化群（DMRG）的拼接过程构建的。在IBM的超导马尼拉处理器上进行了小的例子。
2022-04-21 hep-lat hep-ph nucl-th
Preparing pseudo-pure states with controlled-transfer gates
赝纯态的制备在高温系综系统（如核磁共振）量子信息处理的实现中起着核心作用。在这里，我们描述了一个简单的方法，基于受控传输门，允许伪纯态准备有效地使用空间平均技术。
2010-08-31 quant-ph
Remote preparation of quantum states
远程态制备是量子态隐形传态的一种变体，其中发送者知道要传送的量子态。介绍隐形传态的原始论文建立了对经典通信和纠缠的最低要求，但远程状态准备的相应限制直到现在仍然是未知的：然而，以前的工作表明，它不仅需要较少的经典通信，而且在适当的设置中会引起这两种资源之间的权衡。我们从第一原理讨论这个问题，包括在实际资源的定义中可能遵循的各种选择。我们的主要结果是一个通用的远程状态准备的任意状态的许多量子比特的方法，在1位的经典通信和1位的纠缠每个量子比特发送的成本。在这个“通用”的配方中，这些息税前利润和息税前利润的要求被证明是同时最佳的表现出二分法。我们的协议，然后产生精确的权衡曲线的任意合奏的纯态和纯纠缠态（包括合奏概率的不完整的知识的情况下），基于最近建立的量子经典权衡量子数据压缩。本文包括广泛的讨论我们的结果，包括模型的选择对资源的影响，遗忘的主题，并应用到私人量子信道和量子数据隐藏。
2004-06-02 quant-ph
Asymptotically-deterministic robust preparation of maximally entangled bosonic states
提出一种鲁棒理论方案，利用被动光学器件和奇偶校验探测器迭代制备两玻色子量子比特的纯Bell单态，渐近实现确定性，并扩展至制备Bell态或NOON态等最大纠缠纯态。
2023-03-30 quant-ph
Preparation of 3-qubit states
我们称一个纯量子比特态为实数，如果它的所有振幅都是实数。我们发现，任何真正的3-qubit的状态可以使用$R_y(θ)$门和最多四个控制- $Z$门，我们推测，四个是最佳的。我们还提出了一种算法-与Znidaric，Giraud和Georgeot给出的2008算法不同-使用本地门和最多三个受控$Z$门准备任何3量子比特状态。可以在https://youtu.be/LIdYSs-rE-o和https://youtu.be/Kne0Vq7gyzQ上找到展示我们的方法如何适用于两个和三个量子比特状态的视频
2022-01-11 math.DG quant-ph
Quantum State Preparation by Controlled Dissipation in Finite Time: From Classical to Quantum Controllers
我们提出了一个在有限个基本控制块中的多体量子比特寄存器上耗散制备任意纯量子态的一般方案。我们的“分裂子空间”方法依赖于控制资源，这些资源在许多可扩展的量子技术中可用（目标系统上的完全幺正控制，目标和辅助系统之间的辅助可重置量子位和受控非门），并且可以被视为一系列经典反馈回路的“量子控制器”实现。我们展示了如何在工程所需的条件操作存在很大程度的灵活性，并明确接触用于耗散量子态制备和纠缠产生在最近的实验与囚禁离子的稳定协议。
2012-09-25 quant-ph
Preparation and detection of quasiparticles for quantum simulations of scattering
Università degli Studi di Padova（帕多瓦大学）；Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN)（意大利国家核物理研究所）；Max-Planck-Institut für Quantenoptik（马克斯·普朗克量子光学研究所）
本文提出一种方法，通过构造准粒子带的极化函数，实现对准粒子波包的精确制备与探测，用于研究散射过程中的准粒子贡献与共振现象。
2026-04-17 hep-lat quant-ph
Experimental demonstration of loop state-preparation-and-measurement tomography
我们已经进行了一个实验，证明回路状态准备和测量（SPAM）层析成像[C。Jackson和S. J.van Enk，Phys.Rev.A92，042312（2015）]能够检测量子系统的制备和测量之间的相关误差。具体来说，我们已经准备好了编码在预示单个光子的偏振中的单个量子比特的纯态和混合态。通过使用多个状态准备和多个测量设备设置来执行测量，我们能够检测它们之间是否存在任何相关误差，并且还能够确定哪些状态准备与哪些测量相关。这是通过在参数空间中循环来实现的，这允许我们检查自一致性。关于状态准备或测量，除了状态的维度和描述检测器的正算子值测量（POVM）是已知的之外，没有做出任何假设。在没有发现相关性的情况下，我们能够通过使用检测器POVM的知识来执行偏振量子比特的量子态层析成像，或者通过使用状态准备的知识来执行量子检测器层析成像。
2017-04-20 quant-ph
Stabilizing Preparation of Quantum Gaussian States via Continuous Measurement
本文提出了一种利用连续测量稳定制备量子高斯态的方法。利用量子随机主方程描述了开放量子系统的随机演化。我们提出的必要条件和充分条件，系统有一个唯一的稳定稳定的高斯态。这些条件比现有的通过环境工程制备高斯态的方法所给出的结果弱得多。给出了制备任意纯高斯态的参数条件。与耗散诱导法相比，该方法在选择系统哈密顿量和系统-环境耦合算子时具有更大的自由度。对于非理想测量效率的情形，给出了稳定化条件。这些结果对制备量子高斯态的实际实验有一定的参考价值。
2021-09-27 quant-ph
