Simulation of Slow Light with Electronics Circuits
我们提出了一个电子电路，它模拟波在色散介质中的传播。该电路是由运算放大器组成的移相器阵列，可以用一维包络波动方程的离散化形式来描述。群速度可以在空间和时间上改变。它用于模拟慢光或停止光，这已经在具有电磁感应透明（EIT）的介质中实现。光脉冲的群速度控制有望成为量子信息和通信领域的一个有用工具。
2004-07-13 quant-ph
A Transferable Machine Learning Approach to Predict Quantum Circuit Parameters for Electronic Structure Problems
University of Augsburg（奥格斯堡大学）
本文提出一种可迁移的机器学习方法，利用经过充分研究的量子电路设计对氢类体系建模，实现量子电路参数预测可系统性迁移到比训练实例显著更大的体系，从而缓解变分量子本征求解器中参数单独优化的瓶颈。
2025-11-05 quant-ph
A Bi-CMOS electronic-photonic integrated circuit quantum light detector
本文报道一种采用250nm Bi-CMOS工艺的单片电子-光子集成零差探测器，通过抑制电容实现19.8GHz带宽和15dB散粒噪声抑制，优于宏观互连方案，展示了CMOS集成提升量子光子学性能。
2023-05-15 quant-ph
Efficient Quantum Circuits for Electronic Hamiltonian Simulation without Pauli Expansion
RIKEN, Center for Computational Science（理化学研究所计算科学中心）；The University of Tokyo（东京大学）；RIKEN, TRIP Headquarters（理化学研究所TRIP总部）
本文提出基于Lasp对角化的电子哈密顿量模拟方法，无需泡利展开，通过三元组优化将CX门数从O(n²)降至O(n)，且避免Trotter误差，显著提升电路效率。
2026-09-09 quant-ph
Reversible Circuit Optimization via Leaving the Boolean Domain
多年来，量子/可逆电路社区一直相信：a）添加辅助量子位有助于构建更小的量子线路; b）在可逆电路内部引入量子门可能会导致更有效的设计。本文提出了一种系统的方法来优化可逆（和量子）电路，通过引入辅助量子比特和量子门内部电路设计。这促进了我们对a）和b）可能实现的目标的理解。
2011-07-29 cs.ET quant-ph
Exact electronic states with shallow quantum circuits through global optimisation
量子计算机有望通过克服多电子问题的指数标度来彻底改变电子模拟。虽然电子波函数可以用费米子幺正算符的乘积来表示，但精确态的浅量子线路还没有实现。我们构造通用的波函数从门有效的，保序的费米子运营商通过引入一种算法，全局优化的波函数在离散的设计和连续的参数空间。我们的方法最大限度地提高了精度，可以获得与近期的量子线路。对强相关分子（包括水和分子氮）以及凝聚态Hubbard模型的高精度数值模拟表明，我们的算法可靠地推进了最先进的技术，为具有强电子相关性的量子模拟定义了一个新的范例。
2022-06-30 physics.chem-ph quant-ph
Reducing circuit depth in adaptive variational quantum algorithms via effective Hamiltonian theories
电子结构模拟是量子计算机的一个预期应用。由于强关联系统中存在高维的量子纠缠，进行这种模拟所需的量子资源远远超出了当前量子器件的能力。为了降低量子线路的复杂性，有人建议将电子关联的一部分合并到有效哈密顿量中，有效哈密顿量通常从电子哈密顿量的相似变换获得。在这项工作中，我们引入了一个新的变换的形式的产品的线性组合的激发运营商构建有效的哈密顿量与有限项。为了证明它的准确性，我们还考虑了一个等效的自适应变分算法与此变换，并表明它可以获得一个准确的基态波函数。该变换定义的有效哈密顿量被引入到自适应变分量子算法中，以保持恒定尺寸的量子线路。新的计算方案进行了评估，通过对小分子进行数值模拟。化学精度是实现了一个更浅的电路深度。
2022-01-23 quant-ph
Semiconductor Circuits for Quantum Computing with Electronic Wave Packets
本文提出利用半导体电路中飞行电子波包实现量子计算，通过时间仓架构和单量子化模式电子干涉大幅降低硬件需求，为紧凑可扩展的容错量子计算奠定基础。
2024-10-21 cond-mat.mes-hall quant-ph
Pseudo-fermions in an electronic loss-gain circuit
在最近的一些论文中，在PT-量子力学的范围内介绍和分析了损耗-增益电子电路。在本文中，我们表明，这个电路可以使用所谓的伪费米子的形式主义进行分析。特别是，我们讨论的时间行为的电路，我们构建了两个双正交基地的刘维尔矩阵$\Lc$用于治疗的动态。我们将这些基地$\Lc$和$\Lc^\dagger$，我们还表明，一个自伴刘维尔一样的运营商可以在游戏中引入。最后，我们描述的时间演化的电路在{ \em海森堡样}表示，驱动的非自伴哈密顿。
2013-09-03 math-ph math.MP quant-ph
Universal quantum gates on electron-spin qubits with quantum dots inside single-side optical microcavities
我们提出了一些紧凑的量子线路的确定性量子计算的电子自旋量子比特的辅助量子点内的单面光学微腔，包括CNOT，Toffoli，和Fredkin门。它们是利用腔量子电动力学的结果，在单侧光学微腔中的量子点中，单电子自旋引起的巨大的光学法拉第旋转而构造的。我们的通用量子门有一些优势。首先，原则上所有的门都以100%的成功概率完成。其次，我们的方案不需要额外的电子自旋量子比特，它们是通过单个光子的一些输入-输出过程来实现的。第三，这些门的电路简单而经济。此外，我们的器件在弱耦合和强耦合两种情况下都能工作，并且在实验上是可行的。
2015-03-01 quant-ph
Generation of entanglement statistics with a large-scale integrated photonic-electronic circuit
California Institute of Technology（加州理工学院）
本文提出一种光电量子信息处理方法，通过32通道集成光子-电子电路在射频域进行模变换，实现低于可分性边界三个标准差的纠缠统计生成，为光-微波量子计算奠定基础。
2026-09-09 eess.SP physics.optics quant-ph
Sensing Electric Currents in an a-IGZO TFT-Based Circuit Using a Quantum Diamond Microscope
Indian Institute of Science Education and Research, Bhopal（印度科学教育与研究学院博帕尔分校）；Indian Institute of Technology, Kanpur（坎普尔印度理工学院）
利用量子钻石显微镜在a-IGZO TFT基电路中实现非侵入性电流传感，验证了其在柔性电子制造中的应用潜力
2025-06-24 quant-ph
Circuit-Efficient Qubit-Excitation-based Variational Quantum Eigensolver
本文在ADAPT-VQE框架内提出两体量子比特激发算符的电路高效实现，用于构建浅电路波函数拟设，并在小分子基态与激发态模拟中显著降低电路深度，提升当前量子硬件上的电子结构模拟性能。
2024-06-17 quant-ph
Computing Electronic Correlation Energies using Linear Depth Quantum Circuits
针对NISQ设备仅能执行浅电路、限制变分量子算法适用规模的问题，提出一种用线性深度浅电路生成HF拟设、结合二阶微扰理论算电子关联能的NISQ友好变分算法，经模拟和云量子处理器验证有效，未来可支持更大分子研究。
2022-08-09 physics.chem-ph quant-ph
Optimized Low-Depth Quantum Circuits for Molecular Electronic Structure using a Separable Pair Approximation
我们提出了一个经典的可解模型，导致优化的低深度量子线路利用可分离对近似。所获得的电路非常适合作为新兴量子硬件的基线电路，并且从长远来看，可以为量子算法提供显着改进的初始状态。相关的波函数可以用线性存储器要求来表示，这允许电路的经典优化，并且自然地定义了量子算法的最小基准。在这项工作中，我们采用直接确定的对自然轨道内的一个基础集自由的方法。这导致了一个准确的表示弱相关系统的一个和多个机构的部分，我们明确说明了如何将该模型可以集成到变分和投影量子算法更强的相关系统。
2022-03-19 physics.chem-ph physics.comp-ph quant-ph
Method for simulating open-system dynamics using mid-circuit measurements on a quantum computer
提出一种利用中间电路测量和重置在量子计算机上模拟开放电子系统动力学的方法，无需额外量子比特，并在IBM量子计算机上验证，可普遍适用。
2025-06-18 quant-ph
Strong back-action of a linear circuit on a single electronic quantum channel
介观电路中电的量子定律是什么？这个非常基本的问题也直接影响到纳米电子器件的量子工程。事实上，当量子相干导体被插入电路时，它的输运性质被改变。特别地，由于电路反作用，其电导降低。这种现象被称为环境库仑阻塞，是由相干导体上电荷转移的粒度引起的。虽然广泛研究了线性电路中的隧道结，但仅在小电路阻抗和小电导降低的限制下，对任意短相干导体才有充分的了解。在这里，我们研究实验的强反作用制度，电导减少高达90%。这是通过将可调谐传输的单个量子信道嵌入在可调芯片上电路中来实现的，该可调芯片上电路的阻抗在微波频率下与电阻量子$R_K=h/e^2$相当。该实验揭示了在弱反作用框架中进行的计算的重要偏差，并与最近的理论结果相匹配。从这些测量，我们提出了一个广义的表达式嵌入在线性电路中的任意量子信道的电导。
2011-08-31 cond-mat.mes-hall quant-ph
Macroscopic electron quantum coherence in a solid-state circuit
电子准粒子的量子相干性支撑了许多新兴的小尺度导体输运性质。量子光学器件的新型电子实现现在可用于“飞行”量子比特操纵等方面。然而，导体中的电子量子干涉到目前为止仍然限于传播路径短于$30\,μ$ m，与材料无关。在这里，我们展示了强大的电子量子干涉后，沿两个$0.1\,$毫米长的路径在电路中的传播。在马赫-曾德尔干涉仪的电子模拟物上观察到$80\%$和$40\%$一样高的可见度的干扰，分别为$24\,μ$ m和$0.1\,$ mm臂长，始终对应于$0.25\,$ mm电子相位相干长度。虽然这种器件在填充因子为2的整数量子霍尔机制中表现最好，但电子干扰受到共同传播边缘通道之间的库仑相互作用的限制。我们通过在冻结内部自由度的微米级循环中关闭内部通道来克服这种限制，并结合闭环策略，提供与环境的基本隔离。
2019-04-09 cond-mat.mes-hall quant-ph
Electronic heat flow and thermal shot noise in quantum circuits
当将单个量子组件组装成介观电路时，库仑相互作用和电荷粒度之间的相互作用打破了电阻抗组成的经典定律。在这里，我们探索实验的热后果，并观察到电子热传输的一个额外的量子机制。所研究的，广泛可调的测试台电路是由一个微米级的金属节点连接到一个电子通道和电阻。通过焦耳耗散加热节点，我们从互补噪声测量中分别确定其温度和由通道两端的温度差引起的热散粒噪声（“delta- $T$噪声”）。热散粒噪声的预测，从而直接验证，并揭示了电子热流。后者表现出的贡献，从涉及电子的分区与库仑相互作用的通道。扩展热流预测，包括热散粒噪声，我们发现与实验的定量协议。
2020-01-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Modelling Realistic Multi-layer devices for superconducting quantum electronic circuits
James Watt School of Engineering, University of Glasgow（格拉斯哥大学詹姆斯瓦特工程学院）；National Physical Laboratory（英国国家物理实验室）
本文提出了一种用于超导量子电路的多层设备建模方法，通过多层结构提升了量子比特的非谐振性与性能控制。
2026-02-03 cond-mat.supr-con quant-ph
Encoding Electronic Spectra in Quantum Circuits with Linear T Complexity
我们构造了量子线路，它精确地编码相关电子模型的光谱，直到旋转合成的误差。通过在最近引入的“量子化”框架内调用这些电路作为预言机，可以使用量子相位估计以最佳查询复杂度$O(λ/ ε)$对哈密顿本征基中的状态进行采样，其中$λ$是哈密顿系数的绝对和，并且$ε$是目标精度。对于哈伯德模型和电子结构哈密顿量在第二个量化的基础上对角化库仑算子，我们的电路有T门复杂度$O({N + \log (1/ε}))$其中$N$是基础上的轨道数。这使得能够在具有T复杂度$O(N^3 /ε+ N^2 \log(1/ε)/ε)$的电子结构哈密顿算子的本征基中进行采样。与以前的方法相比，我们的算法是渐近更有效的门的复杂性，需要更少的T门附近的经典棘手的政权。编译到表面码容错门并假设每门误差率为千分之一，这表明人们可以在这些问题的有趣实例上对相位估计进行误差校正，这超出了经典方法的当前能力，仅在几个小时内使用大约一百万个超导量子比特。
2018-09-19 cond-mat.str-el physics.chem-ph quant-ph
Unified linear response theory of quantum electronic circuits
本文提出一种适用于任意频率的统一线性响应理论，通过通用的小信号谐振RLC等效电路模型描述多能级量子系统，克服了输入-输出理论忽略动态损耗和半经典理论仅低频准确的局限，并成功应用于双量子点和Majorana量子比特，助力量子电路设计与读取。
2024-05-29 cond-mat.mes-hall quant-ph
Characterization of low loss microstrip resonators as a building block for circuit QED in a 3D waveguide
本文表征了三维波导内铝和铌微带谐振器的微波特性，其在低温低功率下内部品质因数达百万，结合 transmon 量子比特可作为新型电路 QED 架构的构建模块。
2023-04-05 cond-mat.supr-con quant-ph
Shallow Electronic State Preparation for Quantum Chemistry with Quantum Monte Carlo Pre-Selection
Yusuf Hamied Department of Chemistry, University of Cambridge（剑桥大学尤瑟夫·哈米德化学系）
提出一种量子蒙特卡洛预筛选程序，构建紧凑的Givens旋转拟设，在保持数对称性的同时生成比传统方法更浅的量子电路，并在Quantinuum H1上验证其在高噪声下优于复杂拟设。
2026-05-29 physics.chem-ph quant-ph
Quantum extreme learning for forecasting experimental chaotic electronic circuits
Institute of Fundamental and Frontier Sciences, University of Electronic Sciences and Technology of China（电子科技大学基础与前沿研究院）；Key Laboratory of Quantum Physics and Photonic Quantum Information, Ministry of Education, University of Electronic Science and Technology of China（教育部量子物理与光子量子信息重点实验室）；Shimmer Center, Tianfu Jiangxi Laboratory（天府江西实验室 shimmer 中心）
本研究针对混沌电子电路的连续时间序列预测问题，采用量子极限学习算法，通过两种离散化方法实现高精度预测，验证了其在近期量子模拟器上处理连续信号的能力及鲁棒性。
2026-10-12 nlin.CD quant-ph
Quantum Seniority-based Subspace Expansion: Linear Combinations of Short-Circuit Unitary Transformations for the Electronic Structure Problem
University of Toronto（多伦多大学）；University of Toronto Scarborough（多伦多大学士嘉堡学院）；York University（约克大学）
Q-SENSE通过引入资深性算符作为人工对称性，减少VQE的电路深度限制，提高近期量子设备的计算效率。
2025-12-07 physics.chem-ph quant-ph
Interfacing Superconductor and Semiconductor Digital Electronics
University of Rochester（罗切斯特大学）
本文综述了超导与半导体数字电子接口电路的设计与分类，探讨了超导输出驱动器在信号转换与放大中的作用及电路与系统级设计参数的权衡。
2026-01-15 cond-mat.supr-con cs.SY eess.SY
Quantum Electronic Circuits for Multicritical Ising Models
提出由 Josephson 结构造的模拟超导量子电子电路，以实现 p 重简并 sine-Gordon 微扰对应的多临界 Ising 模型，并用 DMRG 验证其临界现象。
2023-06-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Quantum Electronic Circuit Simulation of Generalized sine-Gordon Models
强相互作用、非线性量子场论（QFT-s）的研究是现代物理学面临的突出挑战之一。在这里，我们描述了模拟量子模拟器的非线性QFT-S使用介观超导电路晶格。利用约瑟夫森效应作为非线性相互作用的源，我们研究了量子sine-Gordon模型的推广。特别是，我们考虑了两个领域的推广，双正弦戈登模型。与sine-Gordon模型相反，这个模型可以是纯粹的量子可积的，当它不允许半经典描述时-一个对许多多场QFT-s通用的属性。本工作的主要目标是研究双sine-Gordon模型的不同热力学性质，并提出能够捕获其微妙的量子可积性的实验。首先，我们分析计算的质量谱和基态能量的存在下，一个外部的“磁场”使用Bethe anterior和共形微扰理论。其次，我们计算了该模型的热力学Bethe方程，并分析了它的有限温度性质。第三，我们提出实验来验证理论预测。
2019-10-14 cond-mat.mes-hall nlin.SI quant-ph
Quantum Thermal Logic Gates
Indian Institute of Technology Kanpur（坎普尔印度理工学院）；Indian Institute of Technology Indore（印多尔印度理工学院）
提出一种基于耦合量子点系统与金属热库隧穿耦合的量子热逻辑门概念，实现热流逻辑操作，并与经典电子逻辑门结构一一对应。
2026-06-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
