Scalable tests of quantum contextuality from stabilizer-testing nonlocal games
Rice University(莱斯大学);National University of Singapore(新加坡国立大学);University of California, Berkeley(加州大学伯克利分校);Université Paris-Saclay(巴黎萨克雷大学)
通过稳定化测试非本地游戏研究量子情境性,提出通用编码理论界和改进方法,证明循环簇态的渐进紧上界。
2026-10-05 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph
Contextuality bounds the efficiency of classical simulation of quantum processes
背景性被认为是量子计算的超经典资源,类似于非局域性作为通信的超经典资源的作用。我们表明,上下文的存在下的地方模拟任何量子子理论所需的经典内存量的下限,从而建立上下文和经典的可模拟性之间的定量连接。我们将我们的结果应用于量子比特稳定子理论,其中状态独立的上下文的存在一直是建立上下文作为量子计算资源的障碍。我们发现,在这个子理论中的上下文的存在要求模拟多量子位系统所需的最小数量的经典位的存储器必须按量子位的数量进行二次缩放;值得注意的是,这与Gottesman-Knill算法相同。我们将此结果与(非上下文)qudit的情况下,线性缩放是可能的。
2018-02-21 quant-ph
Entanglement in the stabilizer formalism
我们定义了一个稳定态的多体纠缠度量,它可以有效地从一组生成器的稳定态群计算。我们的测量适用于量子位,量子点和连续变量。
2004-06-23 quant-ph
Quantum stabilizer formalism for any composite system
University of York(约克大学)
本文提出将量子稳定子形式化扩展到不同维度复合系统的方法,基于现有文献进行拓展,探讨通用化的实现途径。
2026-06-28 quant-ph
No contextual advantage in non-paradoxical scenarios of two state vector formalism
两态矢量形式主义(TSVF)由Aharonov,Bergmann和Lebowitz(ABL)提出,为预期但未执行的量子系统测量结果概率的反事实分配提供了一种方法。这种形式主义是量子理论基础的各个方面的基础,并且在弱值的发展和量子上下文性的几个证明中得到了重要的应用。我们考虑应用TSVF,与前和后选择(PPS)和相应的ABL规则,作为一种手段来挖掘量子上下文。我们使用的原则,排他性的分类所产生的前和后选择的情况下,无论是矛盾或非矛盾。有鉴于此,我们发现,以前的几个证据的出现,在PPS的情况下,上下文是唯一可能的,如果排他性的原则被违反,因此被归类为矛盾的。我们认为,这些并不构成一个适当的测试上下文。此外,我们提供了一个数值分析的KCBS方案中应用的TSVF的范式,并发现,非悖论的情况下不提供任何上下文的优势。我们的方法也可以很容易地推广到其他情境场景。
2022-06-06 quant-ph
Measurement Contextuality and Planck's Constant
背景性是通用量子计算的必要资源,在许多情况下,经典计算机可以有效地模拟非背景性的量子力学。普朗克常数$\hbar$的阶数也可以用来描述经典量子划分的特征,方法是将感兴趣的量扩展为$\hbar$的幂-所有高于$\hbar^0$的阶数都可以解释为对$\hbar^0$阶数项的量子修正。我们表明,在有限维系统中的上下文测量的Wigner-Weyl-Moyal(WWM)的形式主义,需要更高的顺序$\hbar^0$条款,以违反其期望值的经典界限内的配方。其结果是,我们表明,上下文作为一种资源是等价的订单$\hbar$作为一种资源内的WWM形式主义。这就解释了为什么量子比特只能在泡利观测量下表现出与状态无关的上下文性,就像在Peres-Mermin平方中一样,而奇维量子比特也可以表现出与状态相关的上下文性。特别是,我们发现量子位泡利观测量缺乏一个顺序$\hbar^0$的贡献,在他们的外尔符号,因此表现出上下文无关的状态被测量。另一方面,奇维量子点观测值在其WWM公式中通常具有非零阶$\hbar^0$项和更高阶项,因此根据测量的状态表现出上下文性:表现出测量上下文性的奇维量子态具有允许违反经典边界的阶$\hbar^1$贡献,而不表现出测量上下文性的状态具有不够大的阶$\hbar^1$贡献。
2017-11-21 quant-ph
Stabilizer Formalism for EAQECCs with Noise ebits
Air Force Engineering University(空军工程大学)
本文提出基于噪声ebits的EAQECCs稳定子形式化方法,利用两个Pauli群的乘积群特殊子群,推导了两种编码方案,并通过辛几何和加法码的等价形式化方法分析了其性能。
2026-03-20 quant-ph
Ontological models and the interpretation of contextuality
研究实在论与量子力学的兼容程度,可以让我们了解量子力学的宇宙,而不管这些实在论假设是否正确。最近人们也认识到,这些类型的研究对于与量子信息和计算有关的问题是富有成效的。出于这一动机,我们扩展的本体模型形式主义的现实理论来描述一套理论,强调的作用,测量和准备设备通过引入“隐变量”来描述它们。我们说明了本体模型的形式主义和我们的概括,它通过一系列的例子模型从文献中。我们的形式主义的扩展,使我们能够定量分析的意义的上下文(成功的现实理论的约束),发现-在面值-它可以实现为一个系统和测量设备的配置之间的自然交互。然而,我们也描述了一个属性,我们称之为不足,这是从上下文,但不承认这样一个自然的解释。不严格地说,亏量破坏了量子力学中准备和测量之间的对称性。这是一个性质,即在量子态psi中准备的系统实际可能处于的实体态的集合严格小于将确定地揭示测量结果psi的实体态的集合。
2007-09-26 quant-ph
Qudit Noisy Stabilizer Formalism
本文提出量子比特噪声稳定子形式体系,高效描述噪声下稳定子态的演化,复杂度随初始量子比特数线性、最终数指数增长,并验证了生成广义贝尔对的效率。
2025-08-08 quant-ph
Entropic uncertainty relations and the stabilizer formalism
熵不确定性关系通过用熵量化不确定性来表达量子力学的不确定原理。中心问题包括推导的总不确定性的下限为给定的观测量,允许强的不确定性关系的观测量的表征,以及建设这种关系的情况下,几个观测量。我们演示了如何稳定器形式主义可以应用到这些问题。我们表明,Maassen-Uffink熵的不确定性关系是紧的测量在任何一对稳定剂基地。我们比较了基于方差和各种熵的二分法反对易观测的不确定性关系的相对优势。
2012-02-01 quant-ph
Stabilizer formalism in linear optics and application to Bell-state discrimination
我们提出了一个框架来分析线性光路的基础上的一个类似的稳定器形式主义的量子线路,它提供了有效的可计算的公式有关的状态歧视。因此,我们分析了一个贝尔状态歧视计划与线性光学和辅助单光子。随着辅助光子数的增加,贝尔态鉴别的成功概率在辅助光子数为$28$时具有最大值$\frac{403}{512} \simeq 0.787$。相比之下,相应的两量子比特测量渐近接近最大纠缠测量。
2023-01-16 quant-ph
Multipartite unlockable bound entanglement in the stabilizer formalism
我们发现了多体束缚纠缠态和稳定子形式之间的有趣关系。证明了如果来自$n$量子点上广义Pauli群的一组交换算符满足一定的约束条件,则由它们稳定的子空间上的最大混合态是一个可解锁的束缚纠缠态.此外,这种状态的性质,如对称性下的排列的缔约方,不可压缩性和解锁性,可以很容易地解释从稳定剂形式主义没有繁琐的计算。特别是,四量子位的Smolin状态和它最近推广到偶数量子位可以被视为我们的结果的特殊例子。最后,我们将我们的结果推广到任意多部系统中,所有各方的尺寸可能是不同的。
2007-05-31 quant-ph
Noisy Stabilizer Formalism
针对多量子比特态描述的指数开销问题,提出含噪稳定子形式体系,可高效追踪稳定子态在Clifford操作、Pauli测量及各类Pauli噪声下的演化,适用于局域测量生成少数量子比特多体纠缠态的场景。
2023-05-05 quant-ph
A Logical Formalism of Hardy-type Paradox
School of Mathematical Sciences, Beihang University(北京航空航天大学数学科学学院)
该研究针对哈迪型悖论引入统一逻辑形式主义,证明其存在与逻辑语境性等价,推广了相关场景的工作,并分析了KCBS场景中的逻辑哈迪型悖论,发现特定设置下有一种悖论,成功概率约为10.56%。
2026-07-15 quant-ph
Stabilizer Formalism for Operator Quantum Error Correction
算符量子纠错理论是近年来发展起来的一种新理论,它为主动纠错和被动纠错提供了一个通用的框架。在本文中,我们描述了这些代码的稳定剂形式主义的标准量子纠错理论。这是通过向代码的标准稳定器定义添加“规范”组来实现的,该代码定义了编码状态之间的等价类。规范变换保持编码信息不变;它们的效果被不携带有用信息的虚拟规范量子比特吸收。我们通过识别Shor的9-qubit代码中的规范对称性来说明该结构,该代码允许我们删除其8个稳定器生成器中的4个,从而导致更简单的解码过程和更广泛的逻辑运算类别,而不会影响其基本属性。这为容错量子计算的错误阈值的可能改进开辟了道路。
2006-06-14 quant-ph
Contextuality of Quantum Error-Correcting Codes
Institute for Infocomm Research (I²R), Agency for Science, Technology and Research (A*STAR)(信息通信研究所,科学技术研究局);Centre for Quantum Technologies, National University of Singapore(量子技术中心,新加坡国立大学);Nanyang Quantum Hub, School of Physical and Mathematical Sciences, Nanyang Technological University(南洋量子枢纽,物理与数学学院,南洋理工大学);Quantum Innovation Centre (Q.InC), Agency for Science Technology and Research (A*STAR)(量子创新中心,科学技术研究局);Institute of High Performance Computing (IHPC), Agency for Science, Technology and Research (A*STAR)(高性能计算研究所,科学技术研究局)
本研究揭示了量子纠错码的上下文性,证明了其作为容错量子计算的基础特征,并为代码设计提供了新视角。
2026-03-05 math-ph math.MP quant-ph
Entanglement trimming in stabilizer formalism
假设在一个量子网络中,Alice、Bob和Charlie分别持有$n$量子比特,分别用系统$A$、$B$和$C$表示。我们要求量子比特由稳定态描述,并假设系统$A$与组合系统$BC$纠缠。一个有趣的问题是,什么时候可以通过对$C$的本地操作和对$AB$的经典通信,即\textit{entanglement trimming},将所有的纠缠转移到系统$A$和$B$。我们找到了这种纠缠修剪的一个充分必要条件,并给出了构造性的证明,称之为“大人物原理”。然后将这一原理推广到无平方维数和连续变量稳定态的量子系统。
2021-03-17 quant-ph
Quantum contextuality for a three-level system sans realist model
最近,一种有趣的形式的非经典效应,可以被认为是量子力学中的一种形式的上下文,已被证明为一个四能级系统,通过区分不同的路线,采取测量一个单一的可观察。在本文中,我们提供了一个简单的版本,证明一个单一的quutrit,这也是在量子力学的形式主义,而不求助于任何现实主义的隐变量模型。特征值的退化性和L $\ddot{u}$ der投影规则在我们的证明中起了重要作用。
2018-06-04 quant-ph
Complexity of quantum states in the stabilizer formalism
School of Mathematics and Physics, University of Science and Technology Beijing(北京科技大学数学与物理学院);State Key Laboratory of Mathematical Sciences, Academy of Mathematics and Systems Science, Chinese Academy of Sciences(中国科学院数学与系统科学研究院数学科学重点实验室);School of Mathematical Sciences, University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学数学科学学院)
本文提出基于稳定性形式的量子态复杂性度量,利用对称乔丹积和反对称李积分析量子态与Heisenberg-Weyl位移算符的关系,揭示复杂性与非稳定性之间的关联。
2026-04-22 quant-ph
The Logos Categorical Approach to Quantum Mechanics: I. Kochen-Specker Contextuality and Global Intensive Valuations
在本文中,我们提出了一个新的分类方法,试图提供一个原始的理解质量管理。我们的逻各斯分类方法试图把量子形式主义的主要特征作为发展一种解释理论真正在谈论什么的概念表示的立场,而不是作为需要绕过的问题,以便恢复对存在的经典“常识”的理解。特别是,我们讨论了一个解决方案,Kochen-Specker上下文通过推广的意义的整体估值。这个想法已经解决了所谓的拓扑方法质量管理-最初提出的Isham,巴特菲尔德和D在筛值估值方面。理性的方法,以质量管理提出了一个不同的解决方案,在概念的密集评价。这种新的解决方案强调了对量子形式主义的本体论(而不是认识论)解读,以及恢复对量子物理实在的客观(而不是经典)概念表征和理解的必要性。
2018-01-01 quant-ph
Entanglement Detection in the Stabilizer Formalism
我们研究如何稳定子理论可以用来构造纠缠的充分条件。首先,我们展示了如何纠缠证人可以得出一个给定的状态,提供一些稳定的运营商的状态是已知的。这些证人只需要一个小的努力,实验性的实施,是强大的噪音。第二,我们证明,也可以从稳定运营商的非线性标准的不确定性关系的基础上。这些准则有时可以通过添加非线性校正项来改善证人。我们所有的标准检测状态接近格林伯格-霍恩-蔡林格状态,集群和图形状态。我们表明,类似的想法可以用来推导纠缠条件的状态,不适合的稳定剂形式主义,如三量子比特的W状态。我们还讨论了证人与某些贝尔不等式之间的联系。
2005-07-12 quant-ph
Optimal dense materialization of the stabilizer formalism without polynomial overhead
NextQuantum Innovation Research Center(NextQuantum创新中心);Seoul National University(首尔大学)
本文提出从紧凑描述生成稳定子态向量和克莱因门的最优算法,时间与空间复杂度均为O(2^n),解决了密集稳定子和克莱因门生成的渐进行隙。
2026-10-01 quant-ph
How contextuality and antidistinguishability are related
Centre for Engineered Quantum Systems, School of Physics, University of Sydney(悉尼大学物理学院工程量子系统中心);Sydney Quantum Academy(悉尼量子学院)
本文探讨了情境性与不可区分性之间的关系,将两者视为资源,证明情境性程度与不可区分性水平直接相关。
2026-03-03 quant-ph
Differential Geometry of Contextuality
Instituto de Matemática, Estatística e Computação Científica, Universidade Estadual de Campinas(坎皮纳斯州立大学数学、统计与科学计算研究所)
本研究在广义语境性框架下建立语境性与微分几何的等价对应,提出薛定谔和海森堡两种等价诠释视角,推导相关定理并拓展语境性的研究路径。
2024-07-03 quant-ph
A linearized stabilizer formalism for systems of finite dimension
稳定器形式主义是一种方案,概括了Gottesman [quant-ph/9705052]在量子比特的情况下开发的众所周知的技术,以有效地模拟d维量子比特的标准基态上的一类变换(“稳定器电路”,包括量子傅立叶变换和高度纠缠操作)。为了确定一个模拟系统的状态,现有的治疗方法涉及的累积相位因子,涉及二次依赖的计算。我们提出了一个简单的形式主义,其中泡利运营商表示使用位移运营商在离散相空间中,表示通过线性变换模D <= 2d的状态的演变。因此,我们得到了一个简单的证明,在n qudits上模拟稳定器电路,包括任何常数数量的测量轮,对于复杂性类coMod_{d} L是完全的,并且可以用O(log(n)^2)-深度布尔电路模拟任何常数d >= 2。
2012-09-10 quant-ph
Contextuality in Sequential State Discrimination
Royal Holloway, University of London(伦敦大学皇家霍洛威学院)
该研究探讨上下文相关性在序列量子态鉴别中的作用,在n=1的非序列情形下证明COPE形式主义下特定非最优测量也存在上下文相关性,在n>1的序列情形下其存在取决于制备态和所选协议。
2026-10-14 quant-ph
Contextuality without access to a tomographically complete set
单量子系统的非经典性可以用上下文性的概念来形式化。但是,在不参考量子形式主义的情况下,语境性是否能在实验中令人信服地证明呢?由于Spekkens的背景下的操作方法需要找到操作等效的准备程序。以前,这些都是通过要求在一组测量下的不可测量性来获得的,这些测量是断层摄影完成的。在广义概率论的语言中,这需要探索系统状态空间的所有维度的能力。然而,如果真正的断层摄影完整集大于假设的集,额外的测量可能会打破操作等效性,从而消除假定的上下文。这样的额外维度可能出现在后量子理论中,但即使量子理论是精确的,也可能由于实验的不完美而出现意想不到的自由度。在这里,我们设计测试的上下文,免疫这种效果的一个给定数量的额外测量的断层摄影完整的集合,即使没有什么是知道他们的统计数据。这允许用较弱的假设来证明上下文。
2019-04-18 quant-ph
Improved Graph Formalism for Quantum Circuit Simulation
改进量子线路在经典计算机上的模拟对于理解量子优势和提高开发速度具有重要意义。在本文中,我们探索了一种新的方式来表达稳定器的状态,并进一步提高了速度的模拟稳定器电路与目前现有的方法。首先,我们发现了一个独特的和优雅的规范形式的稳定器状态的基础上图状态,以更好地表示稳定器状态,并显示如何有效地简化稳定器状态的规范形式。其次,我们开发了一种改进的算法,图状态稳定器模拟和建立限制,减少二次运行时间的应用控制泡利$Z$门。我们通过创建一个更简单的公式来将两个Pauli相关的稳定器状态合并为一个。第三,为了更好地理解稳定态的线性依赖性,我们描述了所有线性依赖的三重态,揭示了内积的对称性。使用我们的新的受控泡利$Z$算法,我们提高了运行时间的内积计算从$O(n^3)$到$O(nd^2)$,其中$d$是图的最大程度。
2021-10-07 quant-ph
Stabilizer Tensor Networks: universal quantum simulator on a basis of stabilizer states
本研究整合张量网络与tableau形式,推广了Clifford电路模拟方法,通过引入Clifford门、非Clifford门和测量的更新规则实现通用量子电路模拟,并探讨了该框架对张量网络表示能力及量子资源性质的启示。
2024-04-09 quant-ph
Parallelizing the stabilizer formalism for quantum machine learning applications
针对扩展稳定子模拟器因门应用顺序性导致性能不佳的问题,本文并行化其计算过程,使其可在多核设备部署,并在4量子比特、60.2K门场景下比Qiskit快4.23倍。
2025-02-15 quant-ph
A Non-Commuting Stabilizer Formalism
我们提出了一个非交换扩展的泡利稳定器形式主义。目的是描述一类比标准泡利稳定态更丰富的多体量子态。在我们的框架中,稳定算子是从$\langle αI, X,S\rangle$群中提取的单量子比特算子的张量积,其中$α=e^{iπ/4}$和$S=\operatorname{diag}(1,i)$。我们提供的技术,有效地计算各种属性相关的二分纠缠,期望值的本地观测值,准备通过量子线路,家长哈密顿等,我们还强调显着差异相比,泡利稳定剂形式主义。特别是,我们给出的例子,在我们的形式主义,不能出现在泡利稳定器形式主义,如拓扑模型,支持非阿贝尔任意子。
2014-04-21 cond-mat.str-el quant-ph
Qubit-oscillator concatenated codes: decoding formalism & code comparison
该研究针对玻色码与量子比特码的最优级联问题,为四类码的三种级联方案开发了高效最大似然译码器,经加性高斯白噪声测试验证,部分含GKP稳定子码的级联方案性能更优,还提出了无额外压缩的新型GKP稳定子码及其多能级版本。
2023-06-06 quant-ph
Self-testing maximally-dimensional genuinely entangled subspaces within the stabilizer formalism
自测试最初是作为一种独立于设备的纠缠量子态的认证方法和对它们进行本地测量而引入的。最近,在[F。Baccari \textit{et al.},arXiv:2003.02285]将状态自检验的概念推广到纠缠子空间,并给出了第一个典型的真纠缠子空间的自检验策略.我们工作的主要目的是追求这条研究路线,并解决如何“大”(在维度方面)是真正的纠缠子空间,可以自我测试,集中在多量子位稳定器形式主义的问题。为此,我们首先引入一个框架,允许有效地检查是否一个给定的稳定子空间是真正纠缠。在此基础上,我们然后确定可以在稳定子空间内构建的真正纠缠子空间的最大维度,并为任何数量的量子位提供这种最大维度子空间的示例性构建。第三,我们构建了贝尔不等式,最大限度地违反了任何纠缠态从这些子空间,因此也支持任何混合状态,我们表明这些不等式是有用的自我测试。有趣的是,我们的贝尔不等式允许在最简单的多体贝尔场景中,每个观察者执行两个二分法测量的量子相关集合的边界中识别高维面结构。
2020-12-17 quant-ph
On The Stabilizer Formalism And Its Generalization
本文分析了 Gottesman-Knill 定理背后的数学结构,证明了稳定化集合的稠密性与 Clifford 群的平凡性密切相关,并探讨了广义稳定子形式化的推广及其在区分量子与经典计算中的意义。
2023-09-18 quant-ph
Quantum reservoir computing using the stabilizer formalism for encoding classical data
本文提出基于稳定子陪集子空间的量子储备池编码解码方法,并通过逻辑斯蒂与埃农映射时间序列验证了性能随训练数据长度提升。
2024-06-29 quant-ph
LX-mixers for QAOA: Optimal mixers restricted to subspaces and the stabilizer formalism
提出一种结合稳定子形式的新颖方法,构建保留给定子空间的资源高效混合器,推广X/XY混合器、松弛Grover混合器,LX-QAOA显著减少CX门数量,为QAOA在约束优化场景及量子算法发展提供新视角。
2024-12-03 quant-ph
A Case for Applying an Abstracted Quantum Formalism to Cognition
本章概述了我们小组所做的一些重要工作,这些工作是用量子力学的广义形式来描述语境在意识经验概念化中的作用。
2004-04-11 quant-ph
Small quantum networks in the qudit stabilizer formalism
一个给定的量子态在不失去纠缠的情况下可以容忍多少噪声?对于任意维度的qudits,我研究了两种噪声模型的这个问题:全局白噪声,其中一个去极化通道同时应用于所有qudits,和局部白噪声,其中一个单一的qudit去极化通道单独应用于每个qudit。使用一个单一的广义的泡利群,我推导出稳定状态的噪声阈值,重点是图形状态,并比较不同的纠缠标准。PPT和降低标准通常提供高噪声阈值,然而,在局部白噪声的情况下难以应用它们。另一方面,基于所谓的扇区长度的纠缠准则为两个噪声模型提供粗略的噪声阈值。要计算这个阈值,唯一需要知道的是一个状态的全权重稳定器的数量。在量子比特图状态的特殊情况下,我将这个问题与图论难题联系起来,并解决了四个重要的状态族。对于Greenberger-Horne-Zeilinger态在局部白噪声下,我第一次得到了一个噪声阈值,低于这个阈值,所谓的半可分性被排除。
2019-10-21 quant-ph
Qimax: Efficient quantum simulation via GPU-accelerated extended stabilizer formalism
University of Information Technology(信息技术大学);Vietnam National University(越南国立大学);Nara Institute of Science and Technology(奈良先端科学技术大学院大学)
本文提出一种基于扩展稳定子形式法的并行化方法,利用GPU加速实现高效量子模拟,在某些场景下优于Qiskit和Pennylane等主流模拟器。
2026-05-15 cs.SE quant-ph
Stabilizer ground states for simulating quantum many-body physics: theory, algorithms, and applications
该研究将稳定子态应用于量子多体基态问题,提出稳定子基态概念,建立等价形式并开发线性扩展算法,数值验证了其可扩展性与效率,为理解和开发先进算法奠定基础。
2025-06-18 quant-ph
Classical spin systems and the quantum stabilizer formalism: general mappings and applications
我们提出了经典自旋系统和量子物理之间的一般映射。更准确地说,我们展示了如何将任意经典自旋模型的配分函数和关联函数表示为量子稳定态和产物态之间的内积,从而推广了[Phys.Rev.Lett. 98,117207(2007)]。对于有和没有外部磁场的Ising和Potts型模型,我们展示了相应的稳定态的纠缠特征与经典模型的相互作用模式有关,而产物态的选择编码了相互作用的细节。这些映射建立了经典统计力学和量子信息理论领域之间的联系,我们利用它来转移在一个领域发展的技术和方法,以深入了解其他领域。例如,我们使用量子信息技术以简单的方式恢复了经典模型的对偶关系和局部对称性,并提供了新的经典模拟方法来模拟某些类型的经典自旋模型。我们表明,以这种方式,所有的非均匀模型的q维自旋与成对的相互作用模式指定的有界树宽度的图可以有效地模拟。最后,我们展示了经典自旋模型和基于测量的量子计算之间的关系。
2009-08-27 quant-ph
Entanglement on Two Bloch Spheres: Exploring Two-Qubit Stabilizer Group Structure
本研究借助稳定子形式体系,建立两量子比特态的密度矩阵与双布洛赫球图形表示的关联(二者均源于稳定子群结构),并以此探究最大纠缠态的对称性。
2024-11-01 quant-ph
Classical spin models and the quantum stabilizer formalism
我们涉及到一个大类的经典自旋模型,包括非均匀伊辛,波茨,和时钟模型的q-状态自旋任意图形,在量子物理学的问题。更准确地说,我们展示了如何将配分函数表示为某些量子稳定态和乘积态之间的内积。这种联系使我们能够使用量子信息理论中开发的强大技术,例如稳定剂形式主义和经典模拟技术,以统一的方式获得对这些模型的一般见解。我们恢复和推广几个对称性和高低温对偶,我们提供了一个有效的经典评价的配分函数的所有相互作用图有界树宽度。
2006-10-19 cond-mat.stat-mech quant-ph
QuickQudits: A Framework for Efficient Simulation of Noisy Qudit Clifford Circuits via an Extended Stabilizer Tableau Formalism
Johannes Kepler University Linz(林茨约翰内斯·开普勒大学)
本文提出一种高效模拟d维qudit上克莱因群电路的框架,包含现实中的Pauli/Weyl噪声,通过稳定子表格法跟踪稳定子和不稳定子生成器,并利用Smith正则分解处理复合维度下的高效采样。
2026-03-24 quant-ph
The complete Heyting algebra of subsystems and contextuality
本文研究了${\mathbb Z}(n)$中变量有限量子系统的有限子系统集作为Heyting代数。讨论了逻辑连接词的物理意义。结果表明,子系统的析取是比叠加更一般的概念。因此,与子系统中的投影仪相关的量子概率与海廷代数中的联接的结合性不相容,除非变量属于同一链。这就导致了语境性,在目前的形式主义中,语境性是海廷代数中的链。讨论了含有“Heyting因子”的逻辑贝尔不等式.形式主义也适用于所有有限量子系统的无限集,这是适当扩大,以成为一个完整的Heyting代数。
2013-10-14 math-ph math.MP quant-ph
Stabilizer Formalism for Operator Algebra Quantum Error Correction
本文为算子代数量子纠错建立稳定子形式体系,推广 QEC 与 OQEC 的经典定理,并据此构造混合 Bacon-Shor 码、刻画可纠正 Pauli 错误及推导码距。
2024-02-15 math.OA quant-ph
Kochen-Specker non-contextuality through the lens of quantization
University of Groningen(格罗宁根大学);University College Groningen(格罗宁根学院)
本文探讨了量子理论通过量化经典理论获得时,科赫恩-斯佩克尔非上下文性条件的合理性,通过变形量子化和Weyl量化等方法分析了代数关系的变化。
2026-03-20 quant-ph
The Finite Geometry of Breaking Quantum Secrets
Budapest University of Technology and Economics(布达佩斯技术与经济大学);Slovak Academy of Sciences(斯洛伐克科学院)
通过有限几何框架研究量子秘密共享和情境性,推导出$(3,5)$和$(4,7)$阈值方案的秘密破译协议。
2026-02-13 quant-ph
Analysis of Quantum Entanglement in Quantum Programs using Stabilizer Formalism
量子纠缠在量子计算和量子通信中起着重要的作用。它是许多协议和计算所必需的,但会对计算状态造成意想不到的干扰。因此,对量子程序中的量子纠缠进行静态分析是必要的。几篇论文研究了这个问题。他们认为,如果多个量子比特的幺正门被应用于它们,那么量子比特就会纠缠在一起,一些人使用每个分离的量子比特的状态信息来完善这一推理。然而,他们并不关心幺正门消除纠缠以及测量可能分离多个量子比特的事实。在本文中,我们扩展了以前的工作,使用稳定器形式主义。它改进了量子程序中量子变量可分性的推理。
2015-11-05 cs.PL quant-ph
Stabilizer formalism for generalized concatenated quantum codes
广义级联量子码(GCQC)的概念提供了一个系统的方法来构造好的量子码从短的分量码。我们介绍了一个稳定剂形式主义的GCQC,这是通过定义量子陪集码。这种形式主义提供了一个新的视角GCQC,使我们能够推导出一个下界的代码距离稳定GCQC从组件代码参数,非退化和退化的组件代码。我们的形式主义也展示了如何利用组件码的纠错能力,有效地设计良好的GCQC。
2013-09-22 cs.IT math.IT quant-ph
Determination of stabilizer states
许多特殊类型的量子态的确定已被深入研究,如广义量子态|GHZ> states,|随机局域操作下W>态等价,经典通信和Dicke态等价.在本文中,我们将研究另一种特殊的纠缠态--稳定子态。稳定子态及其子集图态在量子纠错码、多体净化等领域中起着重要的作用.本文证明了对于相应稳定子形式主义的n个独立生成元支撑的系统,所有n比特稳定子态(在任意纯态或混合态中)都是由它们的约化密度矩阵唯一确定的.
2015-03-18 quant-ph
Qutrit Magic State Distillation Tight in Some Directions
魔态蒸馏是实现通用容错量子计算的领先方法中的一个关键组成部分,现有的协议适用于量子比特和高维系统。早期的工作集中在确定量子比特协议的可分离状态的区域,但对于d>2的哪些状态可以被提取以及可分离区域的情况知之甚少。在这里,我们专注于d=3,并提出了新的四qutrit蒸馏方案,改进了已知的可分离区域,并实现蒸馏紧到边界的不可分离状态的某些类的状态。作为最近的结果,这意味着有一个家庭的量子态,使普适性,当且仅当他们表现出上下文相对于稳定剂测量。我们还确定了一个新的例程,其不动点是具有最大和负性的幻态,即,它在特定意义上是最大非稳定剂。
2015-09-21 quant-ph
Fast simulation of stabilizer circuits using a graph state representation
根据Gottesman-Knill定理,一类量子线路,即所谓的稳定器电路,可以在经典计算机上有效地模拟。我们引入了一个新的算法,这是基于图状态的形式主义。与Gottesman和Aaronson给出的现有算法相比,它在速度和模拟器可以处理的量子位数方面有了显着的改进。我们还提出了一个实现。
2006-01-03 quant-ph
Quantum Stabilizer Codes Embedding Qubits Into Qudits
本文利用稳定子理论研究了一种量子纠错码,它是在量子比特中嵌入一个量子比特,从而取代了标准分组码。该代码利用离散相空间的非对易几何结构来保护量子比特免受幅度和相位误差的影响。这种码的性能进行评估的Weyl信道的纠缠保真度的功能的错误概率。与标准分组码,如5和7量子比特稳定码的比较,显示了其优越性。
2012-07-30 quant-ph