Parallelizable Exact Synthesis of Quantum Circuits via Semi-Tensor Product
Key Laboratory of System Software (Chinese Academy of Sciences), Institute of Software, Chinese Academy of Sciences（中国科学院软件研究所系统软件重点实验室）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）；Beijing Zhongke Arclight Quantum Computing Technology Co., Ltd.（北京中科极光量子计算技术有限公司）；Nanjing Tech University（南京工业大学）；Taizhou University（台州学院）；Ningbo University（宁波大学）
针对现有量子电路精确合成方法的不足，本文基于半张量积理论，为CNOT和相位多项式电路引入并行精确合成框架，通过特定枚举和求解方式实现并行加速，在小实例上比基线快，在实际工作流程中多数情况表现更优。
2026-08-18 cs.ET quant-ph
Optimal complexity correction of correlated errors in the surface code
表面码被设计用于抑制量子计算硬件中的错误，目前为大规模量子计算提供了最可信的途径。表面码需要一个最近邻耦合量子位的2-D阵列，该阵列能够实现错误率低于约1%的通用门集合，这一要求与实验现实兼容。因此，许多作者试图从表面码中挤出额外的性能。我们描述了一个最佳的复杂度误差抑制算法，并行化为O（1）给定恒定的计算资源，每单位面积，并提供证据表明，该算法利用相关性的误差模型中的每个门在一个渐近最优的方式。
2013-10-02 quant-ph
Approximate separation of quantum gates and separation experiments of CNOT based on Particle Swarm Optimization algorithm
Ying设想使用两个或多个小容量量子计算机通过量子并行编程产生更大容量的量子计算系统（[M. S. Ying，Morgan-Kaufmann，2016]）。这样做的主要障碍是将整个电路中的量子门分开，以产生局部门的张量积。已经表明，存在很少的可分离的多体量子门，所以近似分离问题涉及到找到近似于给定的不可分离门的局部量子门。我们提出并研究了一个基于量子门保真度的多体门近似分离问题。对于给定的多部门和局部门，我们的结论是，较小的是任意一对特征值的产品之间的最大距离，更大的是他们的门保真度。这提供了近似分离的标准。最后，我们讨论了CNOT门的最佳近似分离。
2022-01-15 quant-ph
Exact and approximate continuous-variable gate decompositions
我们收集并详细研究了连续变量量子计算机的门分解技术，并介绍了一些扩展这些方法的新技术。精确和近似的分解方法进行了研究，并比较了一些常见的操作的门数。虽然每一个有明显的优势，我们发现，确切的分解有较低的门数，而近似技术可以覆盖所有连续变量操作的分解，但需要显着的电路深度为适度的精度。
2021-02-05 quant-ph
Changing the circuit-depth complexity of measurement-based quantum computation with hypergraph states
虽然量子计算的电路模型根据时间门序列定义其逻辑深度或“计算时间”，但基于测量的模型可以允许完全不同的时间排序和逻辑门的并行化。通过开发技术来分析由受控-受控-Z（CCZ）门产生的多量子比特超图态的泡利测量，我们引入了一个通用的基于测量的计算的确定性方案。相反，集群状态的计划，其中的克利福德门是并行化的，我们的计划享有大量的CCZ和SWAP门并行化，使计算深度的增长与阿达玛门的全球应用程序的数量，或者，换句话说，与数量的变化计算基地。一个N倍控制Z门的并行深度实现说明了空间和时间复杂度之间的一种新的权衡。
2019-05-11 cond-mat.str-el quant-ph
Quantum group codes for non-Clifford logic: enhanced decoding, addressability and parallelizability
Université de Bordeaux（波尔多大学）；Institut d’Optique Graduate School（高等光学学院）
提出基于经典拟群码的量子群码框架，支持可寻址且可并行的横向多控制-Z门，通过提升经典AG码构造出具有改进解码复杂度和逻辑门并行性的好量子群码。
2026-10-05 cs.IT math.IT quant-ph
Composable logical gate error in approximate quantum error correction: reexamining gate implementations in Gottesman-Kitaev-Preskill codes
Technical University of Munich（慕尼黑工业大学）；Munich Center for Quantum Science and Technology（慕尼黑量子科学与技术中心）
本文研究了近似GKP码中逻辑门误差的可组合性，发现Pauli门精度随压缩量增加而提高，而某些Clifford门在近似情况下存在恒定误差。
2026-10-05 quant-ph
Modular Parity Quantum Approximate Optimization
宇称变换编码自旋模型在一个更大的希尔伯特空间的低能量子空间与平面晶格上的约束。应用量子近似优化算法（QAOA），约束可以通过能量惩罚显式地强制执行，或者通过驱动器哈密顿量将动力学限制在低能量子空间来隐式地强制执行。虽然显式方法允许与系统大小无关的电路深度的并行化，隐式方法显示出更好的QAOA性能。在这里，我们结合这两种方法，以提高QAOA的性能，同时保持电路的并行化。特别是，我们引入了一个模块化的并行化方法，分区的电路成簇的子电路与固定的最大电路深度，相关的扩展到大的系统尺寸。
2022-03-08 quant-ph
Qubit-oscillator-based gate implementations for approximate Gottesman-Kitaev-Preskill codes
Technical University of Munich（慕尼黑工业大学）；Munich Center for Quantum Science and Technology（慕尼黑量子科学与技术中心）
本文提出用两个振荡器和三个量子比特为近似Gottesman-Kitaev-Preskill码实现逻辑门，证明其误差在大压缩极限下趋于零，并克服了传统高斯实现在无噪声时仍有恒定误差的缺陷。
2025-09-19 quant-ph
Approximate exchange-only entangling gates for the three-spin-$1/2$ decoherence-free subsystem
三自旋- $1/2$无消相干子系统定义了受集体噪声保护的逻辑量子比特，并支持仅交换通用门。这样的逻辑量子比特非常适合于利用电定义的量子点来实现。精确的仅交换纠缠逻辑门存在，但构建和理解具有挑战性。我们使用解耦策略来获得简单的近似纠缠门。该策略的一个好处是，如果物理自旋对齐，那么它可以在纠缠哈密顿量下实现进化。可以直接实现可表示为不涉及$σ_y$的逻辑泡利乘积的线性组合的哈密顿算子。可以从这些哈密顿量构造的自逆门，例如CNOT，可以在不假设物理自旋的情况下实现。我们比较了控制复杂性的实现CNOT以前的方法，并发现，复杂的容错性能是有竞争力的。
2019-03-29 quant-ph
T-count optimization of approximate quantum Fourier transform
本研究提出一种新的近似量子傅里叶变换电路，通过消除Toffoli门并并行排列量子加法器，将T计数和T深度均减半，显著降低容错实现成本。
2024-07-22 quant-ph
Approximate quantum gates compiling with self-navigation algorithm
本文提出一种自导航算法，可任意精度近似编译单量子比特门，缩短门时间，且开销随精度对数增长，为高效量子算法实现开辟新途径。
2022-04-06 quant-ph
Classical programmability is enough for quantum circuits universality in approximate sense
它是由M. A。尼尔森和I.L. Chuang 1997指出，不可能建立严格通用的可编程量子门阵列，它可以精确地执行任何幺正运算，建议用概率门阵列来代替。在目前的工作表明，如果使用更多的物理和弱条件的普遍性（建议已经在最早的工作由D.Deutsch 1985年）和谈论模拟任意，但有限的精度，那么它是可能的，建立通用可编程门阵列。但是现在Nielsen和Chuang的同样的不通过定理将有新的有趣的结果-门阵列的控制程序可以被认为是纯经典的。本文对这种“近似意义上”通用的确定性量子门阵列进行了详细的设计。
2001-03-20 quant-ph
Experimental demonstration of error-insensitive approximate universal-NOT gates
我们提出并实验证明了一个近似的通用非（U-NOT）操作，对操作错误是强大的。在我们的建议中，U-NOT运算由正多面体的顶点表示的随机酉运算组成。通过增加酉运算的数量（即，参考轴）。值得注意的是，不需要增加测量的总数，也不需要额外的资源来执行U-NOT操作。我们的方法可以在一般情况下，以减少操作误差的任意程度的精度时，近似任何反酉操作的随机方式。
2014-03-17 quant-ph
Procedures for realizing an approximate universal NOT gate
我们认为程序实现一个近似的通用非门的平均保真度和保真度偏差。平均保真度表示平均操作的最优性，保真度偏差表示平均操作的普遍性。我们发现，单量子位操作之间的平均保真度和保真度偏差有一个尖锐的权衡关系，和两个量子位操作显示一个松散的权衡关系。真正的普适性适用于两个以上量子比特的操作，更多量子比特的操作有利于补偿控制的不完美性。此外，我们考虑到操作噪声污染量子操作在现实情况下。我们表明，操作恢复从污染的差分进化的反馈过程。我们的反馈方案也适用于寻找一个最佳的和普遍的操作不。
2012-12-19 quant-ph
Efficient LCU block encodings through Dicke states preparation
针对量子奇异值变换中块编码电路构建的挑战，提出FOQCS-LCU方法，通过紧凑LCU形式和Dicke态制备减少门开销，为自旋模型等提供高效块编码，CNOT计数较传统LCU降一个数量级。
2025-08-22 quant-ph
Benchmarks for approximate CNOTs based on a 17-Qubit Surface Code
可扩展和容错的量子计算将需要纠错。这将需要不断测量多量子比特的可观测量，使用大量的CNOT门来实现。事实上，实际上由容错设备执行的所有操作都将是这些hocT，或等效的双量子位控制操作。因此，重要的是要为这些门制定明确量化其在这项任务中的有效性的基准。在这里，我们开发这样的基准，并证明他们的使用，将它们应用到一系列不同的实现控制门和一个特定的量子纠错码。具体来说，我们考虑自旋量子位限制到量子点，直接耦合或通过浮栅实现最小的17量子位实例的表面码。我们的研究结果表明，在门保真度的小差异可以导致表面码的性能的大的差异。这表明门保真度通常不是代码性能的良好预测器。
2018-10-14 quant-ph
Random Quantum Circuits are Approximate 2-designs
给定两个量子比特上的通用门集合，众所周知，将集合中的随机门应用于量子比特的随机对将最终产生近似哈尔分布的幺正。然而，这需要指数时间。我们发现，只有多项式长度的随机电路将近似哈尔分布的第一和第二时刻，从而形成近似1和2设计。以前的结构需要更长的电路，只适用于特定的门组。作为我们的主要结果的推论，我们还改进了以前的Clifford群上的随机游动的收敛速度的界。
2009-10-13 quant-ph
Relating the multi-angle quantum approximate optimization algorithm and continuous-time quantum walks on dynamic graphs
在这项工作中，我们表明，ma-QAOA是等价的限制动态图上的连续时间量子行走。然后，我们发现它是通用的计算找到适当的$B$和$C$运营商和角度，实现通用的门集组成的Hadamard，$π/8$和受控非门的ma-QAOA框架。这一结果开始弥合连续时间量子行走模型和量子计算的门模型之间的差距。
2022-09-01 quant-ph
Preparing approximate $N$-fold cat states with the phase space instruction set
University of Colorado, Boulder（科罗拉多大学博尔德分校）
该研究基于相空间指令集，证明近似制备大N重旋转不变薛定谔猫态的电路深度下界，对素数N给出最优协议，揭示通用门集制备简单态族效率低及不同通用门集间转换的低效性。
2026-08-11 quant-ph
Approximate Randomized Benchmarking for Finite Groups
我们调查随机基准在一般设置与量子门，形成一个代表性的，不一定是一个不可约的，一个有限的群体。我们得出一个估计的平均保真度，然后可以校准实验数据。此外，我们建立的随机基准可以实现的唯一实现的量子门，产生组以及一个额外的任意组元素。在这种情况下，我们需要假设噪声接近协变。这产生了一种更实用的随机基准测试方法。此外，我们表明，随机基准是稳定的近似Haar采样的序列的门。这开辟了使用马尔可夫链蒙特卡罗方法，以获得门的随机序列更有效的可能性。我们证明了这些结果数值上使用的Clifford群以及单项式酉矩阵组的研究的例子。对于后者，我们专注于非零项的子群组成的n次单位根，其中包含T门。
2018-08-14 quant-ph
Two-qubit gates for the soft 0-π qubit
Beijing Academy of Quantum Information Sciences（北京量子信息科学研究院）；University of Colorado Boulder（科罗拉多大学博尔德分校）；The University of Melbourne（墨尔本大学）
针对软0-π量子比特，提出一种无保护CZ门，利用计算态与高非计算态直接跃迁，在约160纳秒内实现约99.9%保真度，填补了双量子比特门空白。
2026-09-15 quant-ph
Approximate Quantum Circuit Synthesis using Block-Encodings
量子计算的挑战之一是将酉算子综合成具有多对数门复杂度的量子线路。一般来说，通用酉的精确合成需要指数数量的门。我们提出了一种新的近似量子线路合成技术，通过放松幺正约束，并通过块编码将它们交换为辅助量子比特。这种方法将更容易合成的较小的块编码结合到用于较大运算符的量子线路中。由于使用块编码，我们的技术不限于酉算子，也可以应用于任意算子的合成。我们表明，运营商可以近似的一个典型的polyadic表达式与polylogarithmic数量的条款，可以合成与polylogarithmic门复杂度相对于矩阵维数。
2020-10-23 quant-ph
Stochastic search for approximate compilation of unitaries
将幺正元编译成一系列物理量子门是执行量子算法的关键先决条件。这项工作介绍了STOQ，一个随机搜索协议近似酉编译成一个序列的门从任意门字母表。我们证明了STOQ的性能进行比较，现有的产品公式编译技术的时间演化幺正系统的大小高达8个量子位。STOQ生成的编译比乘积公式技术生成的编译准确度低，但它们在运行时相似，并且在状态空间中遍历显著不同的路径。我们还使用STOQ生成编译的随机生成的酉，我们观察到它的能力，产生近似等价的编译对应于浅随机电路的酉。最后，我们讨论的适用性STOQ的任务，如表征近期的量子设备。
2022-05-27 quant-ph
Comment on the paper "Random Quantum Circuits are Approximate 2-designs"
在[A.W.哈罗和R.A.低，通讯。Math.Phys.291，257-302（2009）]中，示出了由随机2-量子比特门组成的量子线路在多项式时间内收敛到近似量子2-设计。我们指出并纠正了该文件的主要论点之一的缺陷。我们的替代论点强调了随机门引起的换位在实现收敛中所起的作用。
2010-06-22 quant-ph
Universal Quantum Gates For Tensors
针对向量空间的张量引入了一种通用的量子门。通过使用这样的门的整数幂和通过使用经典的可逆门，可以将酉群的任何元素近似到所需的任何精度。证明使用了克罗内克理论的一个版本和张量的布洛赫球结构。
2017-02-25 quant-ph
Linear decomposition of approximate multi-controlled single qubit gates
提出一种无辅助量子比特的近似多控单量子比特门编译方法，通过优化CNOT门数量，将基本门总数降至与32n成正比，显著减少量子计算中的基本操作。
2023-10-23 cs.ET quant-ph
Quantum gates on asynchronous atomic excitations
本文提出了一种在光学腔中实现二能级原子异步激发的通用量子门系统。CSign型的纠缠算子是在没有分束器的情况下实现的，近似地，基于具有单激励和双激励的腔体中的拉比振荡的周期的不可逆性。
2020-06-01 quant-ph
Approximate encoding of quantum states using shallow circuits
针对复杂量子态制备门数指数增长的问题，本文基于张量网络提出固定门数下逼近最优浅电路的优化算法，并通过局部代价函数解决量子实现中的贫瘠高原问题。
2022-11-21 quant-ph
Efficiently estimating average fidelity of a quantum logic gate using few classical random bits
我们给出了三个新的算法，有效的就地估计，而不使用辅助量子比特，量子逻辑门的平均保真度的d维系统上使用的随机比特比已知的要少得多。以前的方法，有效地估计平均门保真度取代Haar随机酉在朴素估计算法的近似酉2-设计，并均匀和独立地采样。相比之下，在我们的第一个算法中，我们使用有限独立的伪随机发生器，一个强大的工具，从去随机化理论的近似酉2-设计均匀采样的酉。该算法使用的基本操作数与以前的有效算法相同，但随机位数要少得多。减少对经典随机比特的要求增加了估计的可靠性，因为高质量随机比特通常是昂贵的计算资源。我们的第二个有效的算法，基于一个4量子张量积扩展器，工程，如果门尺寸d是大的。它使用比第一算法更少的随机比特，并且具有额外的优点，即它只需要实现一个酉，而不是第一算法中近似2-设计的所有酉。我们的第三个有效的算法，基于一个l-量子张量积扩展适度大的值l，工程的所有值的参数。它使用比其他算法稍微多的随机位，但具有的优点是，它只需要实现少量的酉，而不是第一算法中的近似2-设计的所有酉。这一优势对于不久的将来的实验性实现具有重要意义。
2019-01-22 quant-ph
Implementation of analytic functions with quantum gates
为了实现量子CPU，需要一些执行基本数学任务的方案。在本文中，我们提出了一些量子线路，使用初等算术运算，允许连续函数的近似计算。此外，我们给出了一个明确的例子，我们的程序适用于指数函数。
2004-07-12 quant-ph
A Cost-Effective Quantum Boolean-Phase SWAP Gate with Only Two CNOT Gates
本文提出一种仅用两个 CNOT 门的 p-SWAP 量子门，通过 Bloch 球方法设计，在 IBM 量子计算机上相比标准 SWAP 门实现约 23% 成本降低和 26% 深度缩减，兼具相位与布尔应用通用性。
2025-07-23 quant-ph
Constrained mixers for the quantum approximate optimization algorithm
量子近似优化算法/量子交替算子算法（QAOA）是求解组合优化问题近似解的一种启发式算法。大多数文献仅限于无约束的二次问题。然而，许多实际相关的优化问题确实有需要满足的（硬）约束。在这篇文章中，我们提出了一个框架，用于构建混合算子，限制演化的子空间的完整的希尔伯特空间给出这些约束，我们推广的“XY”混合器设计，以保持子空间的“一热”状态的一般情况下的子空间由一些计算基态。我们揭示了底层的数学结构，它揭示了混频器如何工作，以及如何在CX门的数量方面最大限度地降低成本，特别是当考虑到Trotterization时。我们的分析还导致有效的Trotterizations的“XY”混频器与CX门比已知的日期。鉴于实际的实现，我们还描述了算法有效地分解成基础门。几个例子更一般的情况下，提出和分析。
2022-06-22 quant-ph
Implementation of holonomic quantum gates by an isospectral deformation of an Ising dimer chain
利用伊辛模型哈密顿量的等谱形变，精确构造了单量子比特和双量子比特完整量子门。单个逻辑量子比特由两个自旋为1/2的粒子构成;量子比特是二聚体。我们发现，所得到的完整门是离散的，但在酉群中是稠密的。因此，可以任意精度构造所需的近似门。
2008-09-10 quant-ph
A Unified Quantum NOT Gate
研究了当量子态位于布洛赫球上两个纬度之间时实现量子非门（近似）的可行性，并给出了优化的1到$M$量子非门的解析公式。我们的结果推广了以前关于量子态均匀分布在整个Bloch球上以及相位协变的量子态的量子非门的结果。我们还表明，这种1到$M$优化的非门可以通过矩阵乘积状态（MPS）使用顺序生成方案来实现。
2008-12-02 quant-ph
Utility of NISQ devices: optimizing experimental parameters for the fabrication of Au atomic junction using gate-based quantum computers
Tokyo University of Agriculture and Technology（东京农工大学）；The Institute of Medical Science, The University of Tokyo（东京大学医学科学研究所）；The University of Tokyo（东京大学）
研究利用NISQ设备通过量子计算优化制备金原子接头的实验参数，对比NISQ与量子退火器的计算精度，证明NISQ在解决大规模优化问题时具有更低的残余能量和更高的解质量。
2026-04-14 quant-ph
A Quantum Approximate Optimization Method For Finding Hadamard Matrices
本文提出一种基于QAOA的门量子计算方法，通过避免辅助量子比特将寻找M阶Hadamard矩阵的量子比特需求降至O(M)，并在模拟器和真实量子计算机上验证了有效性。
2024-10-13 quant-ph
Constructing Approximately Diagonal Quantum Gates
我们研究了一种产生近似对角1-量子比特门的方法。对于每一个正整数，该方法提供了从固定对角门和任意门迭代定义的门序列。这些序列被证明收敛到对角门双指数快速，并验证了小整数。本文系统地研究了这一猜想，并证明了几个重要的部分结果。一些技术的发展铺平了道路，最终解决的猜想。所提供的序列在量子搜索算法、量子线路编译、拓扑量子计算中无泄漏纠缠门的产生等方面都有应用。
2022-11-18 math-ph math.MP math.QA
Logarithmic Depth Decomposition of Approximate Multi-Controlled Single-Qubit Gates Without Ancilla Qubits
本文提出了一种改进的多控 NOT 门对数深度分解及无需辅助量子比特的近似多控 U(2) 门分解，显著降低了电路深度和 CNOT 数量，适用于 NISQ 和容错架构。
2025-08-11 cs.CC quant-ph
Shorter gate sequences for quantum computing by mixing unitaries
容错量子计算机组成离散门集合的元素，以近似目标幺正。最小化门的数量的问题被称为门综合。近似误差是相干噪声的一种形式，其可能比可比的非相干噪声具有更大的破坏性。我们展示了如何混合不同的门序列可以将这种相干噪声转换成不相干的形式。如通过菱形距离测量的，混合后噪声比混合前小二次方，而没有额外的资源成本。同样，我们可以使用更短的门序列来实现与酉门合成相同的精度，对于广泛的一类问题，可以减少1/2的因子。
2017-04-05 quant-ph
Low-rank geometry of two-qubit gates
LAAS-CNRS, Université de Toulouse（图卢兹大学 LAAS-CNRS）；Czech Technical University in Prague（布拉格捷克理工大学）
本文基于两量子比特门的行列式几何，结合Weyl室表示与算子Schmidt理论，将门合成视为距离问题，量化非局域复杂性，并展示iSWAP门是接近局部操作的最完美纠缠门。
2026-11-09 quant-ph
S-FABLE and LS-FABLE: Fast approximate block-encoding algorithms for unstructured sparse matrices
本文提出S-FABLE和LS-FABLE两种改进算法，通过共轭变换和直接实现缩放项高效编码非结构化稀疏矩阵，显著减少量子门数量并消除经典开销。
2024-01-08 quant-ph
Efficient, direct compilation of SU(N) operations into SNAP & Displacement gates
本研究提出映射函数将SNAP与位移门短序列参数和Givens旋转角度关联，实现d维幺正直接编译无需数值优化，且误差可通过分解旋转任意降低，大幅减少编译计算量。
2023-07-21 quant-ph
Approximate synthesis of general single-qubit unitaries over the Clifford+$\sqrt{T}$ gate set
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）
本文针对Clifford+√T门集，扩展整数格点枚举方法，实现一般单量子比特酉算子的确定性无辅助综合，在Haar随机目标上成本按2.4log2(1/ε)缩放，优于T计数最优的Clifford+T电路的3.0log2(1/ε)，且摊销催化剂态后成本不高于后者。
2026-10-27 quant-ph
Deciding universality of quantum gates
如果存在$N_0\geq n$，使得对于每个$N\geq N_0$，每个$N$-qudit酉操作可以通过从集合的门构建的电路以任意精度近似，则我们说$n$-qudit门的集合是通用的。我们的主要结果是最小的$N_0$与上述性质的上界。边界大致为$d^8 n$，其中$d$是基本系统的级别数（术语qu $d$中的“$d$ "）。证明是基于最近的结果（有限）线性群的不变量。
2006-09-08 quant-ph
A new approximate Eastin-Knill theorem
本文提出单次机制下的近似Eastin-Knill定理，证明量子纠错码支持通用横向门集且近似纠正局部擦除的充要条件是Choi态条件最小熵受限于最坏情况错误概率的函数，并给出实例验证。
2025-05-29 quant-ph
Scalable programmable quantum gates and a new aspect of the additivity problem for the classical capacity of quantum channels
我们考虑两个明显分开的问题：在第一部分的文件，我们研究的概念，一个可扩展的（近似）可编程量子门（SPQG）。这些是特殊的（近似的）可编程量子门，具有可能对通用计算理论产生影响的良好特性。不幸的是，正如我们所证明的，这样的物体在通常的量子理论的范围内是不存在的。在第二部分中，噪声密集编码（和泛化）的问题得到解决。我们观察到，所获得的经典容量的可加性问题显然比通常的量子信道（完全正映射）具有更大的普遍性：即，后者作为前者的一个特例而发生，但是，正如我们将借助第一部分的不存在结果而论证的那样，前者不能被简化为后者的一个实例。我们的结论是，量子信道的经典容量的可加性问题，到目前为止所提出的，可能在概念上不是在其适当的一般性。
2001-10-23 quant-ph
Fault-tolerant quantum computing with the parity code and noise-biased qubits
Parity Quantum Computing GmbH（Parity量子计算有限公司）；Parity Quantum Computing Germany GmbH（Parity量子计算德国有限公司）；Institute for Theoretical Physics, University of Innsbruck（因斯布鲁克大学理论物理研究所）
基于偏置噪声量子比特与奇偶架构的编码拼接，实现低物理量子比特开销的容错量子计算
2025-11-27 quant-ph
Fast Gates of Detuned Cat Qubit
本文研究了失谐猫量子比特的快速门实现，通过修改哈密顿量和参数匹配，在非零失谐下实现高保真单量子比特门，并利用绝热捷径修正提升CNOT门保真度。
2024-07-30 quant-ph
Coherent state LOQC gates using simplified diagonal superposition resource states
本文探讨了对相干态光量子计算门进行基本测试的可能性[T. C. Ralph，et.等人，Phys.Rev.A \textbf{68}，042319（2003）]，使用复杂但并非不切实际的量子态。这些门所需的主要资源是与基态对角的状态。我们利用最近的观察，压缩单光子态（$\hat{S}(r) \ket{1}$）很好地近似于相干态（$\ketα - \ket{-α}$）的奇叠加来解决对角资源问题。该近似仅适用于相对较小的$α$，因此这些门不能用于可缩放方案中。我们探讨了量子隐形传态和旋转阿达玛门对量子数和概率的影响。
2004-10-26 quant-ph
Disentangling magic states with classically simulable quantum circuits
The Abdus Salam International Center for Theoretical Physics (ICTP)（阿卜杜斯·萨拉姆国际理论物理中心）；T.C.M. Group, Cavendish Laboratory, University of Cambridge（剑桥大学卡文迪许实验室理论物理组）；DAMTP, University of Cambridge（剑桥大学应用数学与理论物理系）；Dipartimento di Fisica “E. Pancini”, Università di Napoli “Federico II”（那不勒斯费德里科二世大学E. Pancini物理系）
研究证明通过特定量子电路可高效解缠复杂状态，提出新的状态设计方法和电路压缩方案。
2025-12-08 quant-ph
Approximate Quantum Fourier Transform with $O(n \log(n))$ T gates
在量子计算机上有效地实现量子傅里叶变换（QFT）的能力促进了各种基本量子算法所提供的优点，例如用于整数因子分解、计算阿贝尔群上的离散对数、求解线性方程组和相位估计的那些，仅举几例。$n$ -量子比特酉QFT的标准容错实现通过去除小角度受控旋转并将剩余的旋转合成到Clifford+T门中来近似期望的变换，从而导致$O(n \log^2(n))$的T计数复杂度。在本文中，我们展示了如何获得近似QFT与$O(n \log(n))$的T-计数。我们的方法依赖于具有测量和前馈的量子线路，并且依赖于重新使用引起相位梯度变换的特殊量子态。我们报告渐近分析以及具体的电路，在理论和实践中表现出显着的优势。
2019-07-18 cs.ET quant-ph
Robust Logic Gates and Realistic Quantum Computation
复合旋转方法已经被用于开发一系列鲁棒的量子逻辑门，包括单量子比特门和双量子比特门，其在其实现中抵抗系统误差。基于BB1族复合旋转的单量子比特门已经在各种系统中进行了实验验证，但很少有人研究它们在扩展计算中的应用，迄今为止还没有相应的鲁棒双量子比特门的实验研究。在这里，我们描述了一个应用程序的鲁棒门的核磁共振（NMR）研究的近似量子计数。我们发现，BB1系列的鲁棒门确实是有用的，但相关的NB1，PB1，B4和P4系列的定制逻辑门是有用的，比最初预期的。
2006-02-10 quant-ph
Classifying Logical Gates in Quantum Codes via Cohomology Operations and Symmetry
本文利用上同调运算和对称性，系统构建并分类了量子码中由常深度电路实现的容错逻辑门，揭示了新的对角与非对角门类，并推广至带边界码与LDPC码，提升了量子算法编译效率。
2025-06-27 cond-mat.str-el hep-th math.QA
