The Exact Replica Threshold for Nonlinear Moments of Quantum States
School of Communication and Information Engineering, Chongqing University of Posts and Telecommunications(通信与信息工程学院,重庆邮电大学)
研究非线性量子态观测的复制数阈值,证明固定阶数纯矩的复制数为⌈t/2⌉,并展示该阈值适用于多种观测加权矩。
2026-08-12 cs.CC cs.IT cs.LG
Online Convex Optimization of Programmable Quantum Computers to Simulate Time-Varying Quantum Channels
University of Florence(佛罗伦萨大学);INFN sezione di Firenze(意大利国家核物理研究院佛罗伦萨分部);University of York(约克大学)
模拟量子信道是量子计算中的基本原理,因为量子信道定义了一般的(保迹的)量子操作。一个任意的量子信道不能使用有限维可编程量子处理器精确地模拟,使得重要的是开发最佳近似模拟技术。在本文中,我们研究了具有挑战性的设置,其中要模拟的信道随时间的变化而变化。我们提出了使用矩阵指数梯度下降(MEGD),在线凸优化方法,并分析表明,它实现了次线性遗憾的时间。通过实验,我们使用可编程广义隐形传态处理器验证了时变退相信道的主要结果。
2022-12-09 cs.AI cs.IT cs.LG
Optimal Gap-Dependent Regret for Private Stochastic Decision-Theoretic Online Learning
School of Electrical Engineering and Computer Science University of Ottawa(电气工程与计算机科学学院,渥太华大学);School of Mathematics University of Bristol(数学学院,布里斯托尔大学)
针对完全信息、事件级纯差分隐私的随机决策理论在线学习,提出一种无水平线的纯差分隐私算法,并证明遗憾界为O(log K / Δ_min + log K / ε)。
2026-05-27 cs.LG stat.ML
Online Self-Concordant and Relatively Smooth Minimization, With Applications to Online Portfolio Selection and Learning Quantum States
National Taiwan University(台湾大学);Hon Hai (Foxconn) Quantum Computing Centre(鸿海(富士康)量子计算中心);National Center for Theoretical Sciences(台湾理论科学中心)
本文研究自和谐且相对光滑的在线凸优化,统一分析了在线镜像下降的遗憾界,并据此改进了在线投资组合选择中指数梯度变体的遗憾界,同时为在线量子态学习给出了每次迭代更快的算法。
2023-09-21 cs.LG math.OC q-fin.PM
Approximate traces on groups and the quantum complexity class $\operatorname{MIP}^{co,s}$
量子复杂性理论中的一个开放问题是,由根据量子交换模型使用共享量子资源的交互证明器可以有效验证的语言组成的类$\operatorname{MIP}^{co}$是否与具有递归可验证补的语言的类$coRE$一致。我们介绍的qc-模的概念,它编码近似量子交换相关性,并表明,存在一个可计算的qc-模给出了一个否定的答案,上述问题的一个自然的变种。
2022-09-16 cs.CC math.OA quant-ph
Quantum Learning Theory Beyond Batch Binary Classification
Department of Mathematics, University of Michigan(数学系,密歇根大学);Department of Statistics, University of Michigan(统计学系,密歇根大学);Department of Electrical Engineering and Computer Science, University of Michigan(电气工程与计算机科学系,密歇根大学)
该研究将量子批量布尔学习样本复杂度与经典样本复杂度同阶的结论,拓展至批量多分类、在线布尔及在线多分类学习场景,并首次提出带量子样本的在线学习模型。
2025-07-21 cs.CC cs.LG quant-ph
Fiber Bundle Codes: Breaking the $N^{1/2} \operatorname{polylog}(N)$ Barrier for Quantum LDPC Codes
本文通过将码的同调积推广到纤维丛,首次构造出距离超过$N^{1/2} \operatorname{polylog}(N)$的量子LDPC码,达到$Ω(N^{3/5}/\operatorname{polylog}(N))$的距离和$\tildeΘ(N^{3/5})$个逻辑量子比特。
2020-10-26 cs.IT math.CO math.IT
Optimal single-copy estimation of quantum state moments: why $\operatorname{Tr}(ρ^3)$ and $\operatorname{Tr}(ρ^4)$ are equally hard
Quantum Research Center, Technology Innovation Institute (TII), Abu Dhabi, United Arab Emirates(量子研究中心,技术创新研究所(TII))
本文确定了任意固定阶数 t≥2 的量子态矩 Tr(ρ^t) 在自适应单拷贝测量下的最优样本复杂度为 Θ(d^{⌈log₂t⌉/(1+⌈log₂t⌉)}),揭示了三阶与四阶矩同需 Θ(d^{2/3}) 拷贝的二进层次结构,并证明了自适应协议对 t≥4 的优势。
2026-10-19 quant-ph
Undecidability and incompleteness in quantum information theory and operator algebras
本文综述了由量子复杂性理论中不可判定性结果引出的算子代数不完备性结论,重点包括对Connes嵌入问题的哥德尔式反驳,并讨论了其在概率论中反驳Aldous-Lyons猜想的最新应用。
2024-09-12 cs.CC math.LO math.OA
Noisy Quantum Query Complexity via Fractional Block Sensitivity
Portland State University(波特兰州立大学)
本文通过分数块灵敏度统一推导了多种带噪预言机模型下的量子查询复杂度下界,并发现疏忽噪声不破坏量子加速,同时给出混合查询与退相噪声下的新界。
2026-10-06 cs.CC quant-ph
Quantum Advantage via Efficient Post-processing on Qudit Classical Shadow tomography
Beijing Institute of Mathematical Sciences and Applications(北京数学科学与应用研究院)
针对高维矩阵迹计算经典复杂度过高的问题,提出基于qudit阴影层析成像的量子方法,实现最坏二次、平均指数级加速,降低后处理复杂度,适用于任意维度,为高维数据分析开辟新路径。
2025-10-30 quant-ph
Infinite-dimensional Categorical Quantum Mechanics
利用非标准分析方法在任意可分Hilbert空间中定义了一个适用于范畴量子力学的范畴$^\star\!\operatorname{Hilb}$,证明了标准有界算子可以嵌入其中,并证明了有单位的特殊交换$\dagger$ -Frobenius代数的存在性,得到了$^\star\!\operatorname{Hilb}$是紧闭的,具有部分迹和态射上的Hilbert-Schmidt内积.我们将我们的技术在教科书上的情况下,1维波函数与周期性边界条件:我们的动量和位置可观的是很好地定义,并产生一个强互补对单位交换$\dagger$ -Frobenius代数。
2017-01-03 math.CT quant-ph
Efficient Online Quantum Generative Adversarial Learning Algorithms with Applications
The University of Sydney(悉尼大学);University of Technology Sydney(悉尼科技大学)
针对量子生成对抗学习缺乏明确算法的问题,提出融合在线学习的QMMW算法,并通过参数化量子电路与纯态纠缠测试验证其高效性。
2019-04-21 cs.LG quant-ph
Efficient Quantum Algorithms for Analyzing Large Sparse Electrical Networks
分析大型稀疏电网络是物理学、电气工程和计算机科学中的一项基本任务。我们提出了两类量子算法的这项任务。第一类是基于求解线性系统,第二类是基于使用量子行走。这些算法在时间$\operatorname{poly}(d, c, \operatorname{log}(N), 1/λ, 1/ε)$上计算各种电学量,包括电压、电流、耗散功率和有效电阻,其中$N$是网络中的顶点数,$d$是顶点的最大未加权度,$c$是最大边缘电阻与最小边缘电阻的比率,$λ$是网络的归一化拉普拉斯算子的谱间隙,并且$ε$是精度。此外,我们证明了多项式依赖于$1/λ$是必要的。这意味着我们的算法是最佳的多项式因子,不能显着改善。
2017-07-24 cs.DS quant-ph
An exponential query advantage from access to Stinespring dilation unitaries in quantum channel learning
The University of Tokyo(东京大学);University of Manchester(曼彻斯特大学)
本文证明在量子信道学习中,访问Stinespring膨胀酉算子及其逆算子相比黑盒访问,能以指数级更少的查询次数估计最优平均门保真度,并排除通用模拟器的存在。
2026-10-01 quant-ph
Online learning of quantum processes
Freie Universität Berlin(柏林自由大学);Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie(柏林亥姆霍兹材料与能源研究中心)
本文研究量子过程的在线学习,证明有界门复杂度信道和泡利信道可在遗憾界与错误界模型下在线学习,并给出泡利信道的样本高效阴影层析方法,同时将结果扩展到非马尔可夫多时间过程,为自适应阴影层析的量子信道变体奠定基础。
2024-06-06 cs.LG quant-ph stat.ML
A sublinear query quantum algorithm for s-t minimum cut on dense simple graphs
本研究提出一种无向图最小s-t割的量子算法,在简单图稠密场景下实现次线性查询复杂度,显著优于需Ω(m)次查询的经典随机算法。
2024-02-05 cs.CC cs.DS quant-ph
Online Learning of Pure States is as Hard as Mixed States
Department of Mathematics & IPAL, IRL2955 National University of Singapore(数学系及IPAL部门,国家新加坡大学);Centre for Quantum Technologies National University of Singapore(量子技术中心,国家新加坡大学);School of Computing National University of Singapore(计算学院,国家新加坡大学)
本研究针对量子态学习中纯态与混合态的难度差异问题,在在线学习框架下证明纯态学习难度与混合态相当,二者序列胖破碎维数相近、遗憾缩放相同,并将在线全量子态层析结果推广到ε-可实现与部分密度矩阵学习场景。
2025-11-05 cs.LG quant-ph
Non-Hermitian Delocalization Induced by Residue Imaginary Velocity
本文提出一种由剩余虚速度 Im(v) 驱动的非厄米退局域化新机制,在周期边界条件下使基态或低温态在关联与纠缠等集体性质上退局域,并推广至有限温度与相互作用情形。
2025-07-03 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
An online attack against Wiesner's quantum money
Wiesner的量子货币[5]是一个简单的、信息理论上安全的量子密码协议。在他的协议中,造币厂发行量子钞票,任何人都可以询问造币厂来验证钞票。如果造币厂在被要求鉴定时返回假钞,那么该协议可以在线性时间内被破坏。
2010-10-01 quant-ph
Tight Quantum Depth Lower Bound for Solving Systems of Linear Equations
本文针对线性方程组量子求解问题,证明了时间复杂度为poly(log(N),κ)的量子算法的查询深度下界为Ω(κ),明确了并行量子计算的优化极限,该下界在常数因子下紧致。
2024-07-13 cs.CC quant-ph
Rapid adiabatic preparation of injective PEPS and Gibbs states
我们提出了一个多体态制备的量子算法。它特别适用于单射PEPS和热态的局部交换哈密顿在一个格子上。我们表明,对于一个均匀的间隙和足够光滑的路径,绝热运行时间和电路深度的$O(\operatorname{polylog}N)$可以实现$O(N)$自旋。这是一个几乎指数的改善,在以前的界限。基本门的总数按比例缩放为$O(N\operatorname{polylog}N)$。这也是最好的已知的上界的$O(N^2)$的混合时间的蒙特卡罗马尔可夫链算法采样的经典系统在热平衡更快。
2016-03-07 quant-ph
Quantum Online Algorithms with Respect to Space Complexity
在线算法是一种著名的计算模型。我们引入量子在线算法,并从两个角度研究它们的竞争比:空间复杂度和建议复杂度。我们从探索一个模型与有限的内存和量子在线算法可以优于经典的(确定性或随机)的亚对数空间(内存),他们可以优于确定性在线算法没有限制的内存。此外,我们考虑了多对数空间的情况,并表明在这种情况下,量子在线算法也可以比确定性算法更好。
2017-09-25 cs.CC quant-ph
Online Quantum Game Jam
本文通过考察2020-2022年多场在线Quantum Game Jam的举办情况、参与者背景与反馈,提出了适用于未来在线量子游戏创作大赛及同类赛事的组织指南。
2024-08-16 quant-ph
Quantum Request-Answer Game with Buffer Model for Online Algorithms
我们认为在线算法是一个问答游戏。一个对手,生成输入请求,并在线算法回答。我们考虑一个广义版本的游戏,有一个缓冲区的大小有限。攻击者将数据加载到缓冲区,并且算法可以随机访问缓冲区的元素。我们认为量子和经典(确定性或随机)算法的模型。在本文中,我们提供了一个特定的问题(最频繁的关键字问题)和一个量子算法,该算法在竞争比方面优于任何经典(确定性或随机化)算法。同时,对于该问题,标准模型下的经典在线算法与带缓冲区的问答博弈模型下的经典在线算法是等价的。
2020-12-22 quant-ph
Synthesis of Arbitrary Quantum Circuits to Topological Assembly: Systematic, Online and Compact
将任意量子线路变换成由表面码量子纠错码(拓扑量子纠错的变体)保护的形式是具有挑战性的,特别是如果目标是最小化开销。其中一个问题是在抽象计算所需资源的时空体积中有效地放置魔态蒸馏子电路,即所谓的蒸馏盒。这项工作提出了一个通用的,系统的,在线的方法,这样的电路的综合。蒸馏箱的放置由所谓的控制器控制。这项工作介绍了一个贪婪的调度程序生成紧凑的盒子放置。实现的软件,其源代码可在网上,是用来说明和讨论合成的例子。提出了合成和优化改进。
2017-11-04 quant-ph
Regret Lower Bound for Online Learning of Quantum States with Logarithmic Loss, with Applications to Quantum State Tomography and Confidence Sequences for Matrix Means
National Taiwan University(台湾大学);Center for Quantum Science and Engineering, National Taiwan University(台湾大学量子科学与工程中心)
该研究针对对数损失下量子态在线学习问题建立遗憾下界,推导样本最优量子态层析算法与矩阵均值置信序列算法,数值实验显示后者具竞争力。
2026-10-16 cs.LG math.ST quant-ph
Quantum versus Classical Online Streaming Algorithms with Advice
我们认为在线算法的竞争比。在这里,我们研究量子和经典的单向自动机与非恒定大小的内存(流算法)作为在线算法的模型。我们构建的问题,可以解决量子在线流算法比经典的对数或sublogarithmic大小的内存的情况下,更好地,即使经典的在线算法得到建议位。此外,我们表明,具有恒定数量的量子位的量子在线算法可以优于具有恒定数量的建议位和无限计算能力的任何确定性在线算法。
2019-06-20 cs.CC cs.DS quant-ph
Ramanujan quantum expanders from the Weil representation
The University of Texas at Austin(德克萨斯大学奥斯汀分校)
该论文为每个奇素数幂 $q$ 构造度为 $q+1$ 的 Ramanujan 量子扩展器无穷族,通过 Weil 表示转移 Morgenstern 图,实现使用对数级门和辅助 qudit,并精确满足奇异值界。
2026-09-30 cs.CC quant-ph
Quantum versus Classical Online Streaming Algorithms with Logarithmic Size of Memory
我们认为在线算法的竞争比。在这里,我们研究量子和经典的单向自动机与非恒定大小的内存(流算法)作为在线算法的模型。我们构建的问题,可以解决的量子在线流算法比经典的对数或亚对数大小的内存的情况下,更好地解决。
2019-06-20 cs.CC cs.DS cs.FL
Cryptanalysis and improvement of a quantum-communication-based online shopping mechanism
最近,Chou等人[Electron Commer Res,DOI 10.1007/s10660-014-9143-6]提出了一种新的可用于在线购物的受控量子安全直接通信协议。作者声称,他们的协议是免疫攻击的外部窃听者和内部背叛者。然而,我们发现该协议容易受到内部背叛者的攻击。本文分析了该协议的安全性,证明了该协议中的控制者能够窃听发送者的秘密信息(即,客户的购物信息),这表明它不能像作者所期望的那样用于安全的在线购物。此外,提出了一种抵抗控制器攻击的改进方案。
2014-10-19 quant-ph
A Quantum Online Portfolio Optimization Algorithm
投资组合优化在金融中起着核心作用,以获得旨在实现某些投资目标的最佳投资组合分配。多年来,许多作品研究了不同的投资组合优化的变体。投资组合优化也为研究量子计算机的应用提供了丰富的领域,以获得优于经典计算机的优势。在这项工作中,我们给出了Helmbold等人的现有经典在线投资组合优化算法的采样版本,我们反过来开发了一个量子版本利用量子态制备、内积估计和多重采样等技术实现了量子优势。我们的量子算法在时间复杂度方面提供了二次加速,在$n$方面,其中$n$是投资组合中的资产数量。我们的经典和量子算法的交易成本是独立的$n$,这是特别有用的实际应用中,大量的资产。
2023-01-31 quant-ph
Online Voting using Point to MultiPoint Quantum Key Distribution
RISE - Research Institutes of Sweden(瑞典研究学院);CableLabs(有线电视实验室)
本文提出利用时分复用和波分复用的点对多点量子密钥分发技术提升在线投票系统的安全性。
2026-04-25 cs.CR cs.ET quant-ph
Online optimal exact identification of a quantum change point
我们考虑在线检测策略,用于识别据称在相同状态下制备的量子粒子流中的变点。我们表明,识别的变化点可以通过连续的本地测量,同时达到最佳性能的量子力学设置的范围内没有错误。通过这种方式,我们建立了准确识别量子变化点的任务,作为局部协议与全局协议一样强大的实例。最佳的在线检测策略在后续测量之间只需要一位存储器,并且它适合于用当前技术进行实验实现。
2018-11-06 quant-ph stat.ML
Online Quantum State Tomography via Stochastic Gradient Descent
本文提出非凸小批量随机梯度下降算法用于在线量子态层析成像,利用低秩结构,实现线性收敛和近乎最优样本复杂度,时间复杂度优于现有方法。
2025-07-10 quant-ph
Quantum Algorithm for Online Exp-concave Optimization
针对多点反馈的在线指数凹赌博机优化,提出量子在线拟牛顿方法,以每轮 O(1) 次查询实现 O(n log T) 遗憾,较最优经典算法提升 T^{2/3} 倍。
2024-10-25 quant-ph
Measuring the Mermin-Peres magic square using an online quantum computer
我们已经实现了Mermin-Peres幻方的六个系列的三个交换测量在线,五个量子比特,量子计算机上。幻方测试系统的测量是否可以通过物理现实主义(在EPR意义上)来描述,同时是非上下文的。我们发现,我们的测量结果违反任何现实和非上下文模型的近28个标准差。我们还发现,尽管我们用于测量的量子计算机在产生准确和可重复的结果方面还有很多需要改进的地方,但简单性,重新运行测量程序的容易性以及用户友好性弥补了这一事实。
2020-09-22 quant-ph
Dynamic Estimation Loss Control in Variational Quantum Sensing via Online Conformal Inference
Signal Processing Systems Group, Department of Electrical Engineering, Eindhoven University of Technology(埃因霍温理工大学电子工程系信号处理系统组);KCLIP lab, Center for Intelligent Information Processing Systems, Department of Engineering, King’s College London(伦敦国王学院工程系智能信息处理系统中心)
针对NISQ设备上变分量子传感缺乏严格性能保证的问题,提出一种结合在线保形推理的在线控制框架,动态更新变分参数并提供确定性误差范围,在量子磁力测量任务中实现了可靠且精确的估计。
2025-05-29 cs.IT cs.LG eess.SP
Online quantum time series processing with random oscillator networks
水库计算是一个强大的机器学习范例在线时间序列处理。它在混沌时间序列预测和连续语音识别等任务中达到了最先进的性能,这要归功于其高计算能力和低训练成本的独特组合,这使得它与传统训练的递归神经网络等替代方案不同,而且可以在专用硬件中实现,可能导致非常紧凑和高效的水库计算机。最近已经提出了使用随机量子系统,利用量子动力学的复杂性进行经典时间序列处理。然而,从量子系统中提取输出而不过多地干扰其状态是有问题的,并且可以预期将成为这种方法的瓶颈。在这里,我们提出了一个水库计算启发的方法,在线处理的时间序列组成的量子信息,回避测量问题。我们通过将两个典型的基准任务从经典的水库计算推广到量子信息,并引入一个没有经典模拟的任务来说明它的力量,在这个任务中,一个随机系统被训练成在从不直接相互作用的系统之间创建和分配纠缠。最后,我们讨论部分推广,只有输入或只有输出时间序列是量子的。
2021-08-02 quant-ph
Exponential Separation of Quantum and Classical Online Space Complexity
尽管存在实现了比最佳已知经典算法的指数时间加速的量子算法,但是没有已知的量子算法使用比经典算法更少的空间资源来执行计算。在本文中,我们研究,第一次明确,空间有界的量子算法的计算问题的输入不是作为一个整体,但一点一点。我们表明,存在这样的问题,量子计算机可以解决使用指数比经典计算机更少的工作空间。更确切地说,我们引入了一个非常自然和简单的空间有界量子在线机器模型,并证明了经典和量子在线空间复杂性的指数分离,在有界错误设置和总语言。我们考虑的语言是受通信问题(集合交集函数)的启发,Buhrman,Cleve和Wigderson用来显示量子和经典有界误差通信复杂性的几乎二次分离。我们证明,在线空间复杂性的框架中,分离成为指数。
2008-11-11 cs.CC quant-ph
Online Scheduled Execution of Quantum Circuits Protected by Surface Codes
量子线路是表达量子信息处理任务的首选形式。量子线路设计自动化方法大多使用瀑布方法,并认为高级电路描述是硬件不可知的。这种假设导致了静态电路的观点:量子比特和量子门的数量在电路执行之前就确定了,并且一切都被认为是可靠的,故障概率为零。实现可靠的容错量子计算存在许多不同的方案,不同的方案适用于不同的体系结构。一些大型实验小组正在开发非常适合被表面量子纠错码保护的架构。这样的电路可能包括不可靠的逻辑元件,例如状态蒸馏,其故障只能在其实际执行之后确定。因此,实际的逻辑电路,正如许多团体所设想的那样,很可能具有动态结构。这就需要对它们的执行进行在线调度:只有在前面的元素完成执行之后,才能确切地知道需要执行什么。这项工作表明,调度共享的相似之处,地点和路线的方法。本文还介绍了第一个用表面码保护的量子线路的在线加密器。通过比较新方法和静态调度的表面码保护容错电路的调度效率,突出了调度效率。
2017-11-04 quant-ph
Measurement-enabled online quantum processing with amplitude encoding
ICFO-Institut de Ciències Fotòniques, The Barcelona Institute of Science and Technology(光子科学研究所,巴塞罗那科学与技术研究院);Instituut-Lorentz, Universiteit Leiden(洛伦兹研究所,莱顿大学);Applied Quantum Algorithms, Leiden University(莱顿大学应用量子算法);Donostia International Physics Center(圣塞巴斯蒂安国际物理中心)
提出一种结合电路中间测量与重置的量子储层计算在线协议,实现振幅编码,通过间接测量在不中断时序处理下获取储层可观测量,保持线性运行时间。
2026-09-14 quant-ph
Online learning of quantum states under structure
Technische Universität Wien(维也纳工业大学);Fujitsu Research of America(富士通美国研究院)
该研究针对量子态在线学习问题,利用测量的结构性质改进了遗憾界,推导了与希尔伯特空间维度无关的界,证明结构假设可提升量子态在线学习的可学性。
2026-10-06 quant-ph
Quantum Computing for All: Online Courses Built Around Interactive Visual Quantum Circuit Simulator
Faculty of Information Technology, University of Jyväskylä(于韦斯屈莱大学信息技术学院)
本研究开发了一门围绕交互式量子电路模拟器构建的在线课程,旨在降低所有学生学习量子计算的门槛,无论其背景如何。
2024-08-10 cs.SE physics.ed-ph quant-ph
Energetic advantages for quantum agents in online execution of complex strategies
本研究证明量子智能体在执行复杂策略时,其每次决策的耗散可低于经典极限,并给出能量优势的充要条件,揭示量子处理在自适应行为中的根本能量优势。
2025-03-25 quant-ph
Online-Extractability in the Quantum Random-Oracle Model
我们给出了以下一般结果。每当量子随机预言模型中的量子查询算法输出经典值$t$时,该经典值$t$被保证对于某些$x$与$H(x)$具有某种紧密关系,则可以几乎确定地有效地提取$x$。提取是通过随机预言的适当模拟并且在线工作,这意味着它是直线的,即,而不需要倒带,并且在运行中,即,我们的结果的技术核心是一个新的交换子界,该交换子界界定了描述压缩预言机(用于模拟上述随机预言机)和提取$x$的测量的演化的酉算子的交换子的算子范数。我们展示了我们的通用在线可提取性结果的两个应用。我们展示了量子环境下提交-开放$Σ$ -协议的严格在线可提取性,并且我们提供了教科书Fujisaki-Okamoto变换的第一个非渐近后量子安全性证明,即没有调整以便于证明。
2021-09-17 cs.CR quant-ph
Efficient online quantum state estimation using a matrix-exponentiated gradient method
在本文中,我们探讨了一个有效的在线算法量子态估计的基础上矩阵指数梯度方法先前使用的机器学习的背景下。状态更新由学习率控制,该学习率确定对每个步骤中获得的新测量结果给予多少权重。我们证明了无噪声和噪声测量的运行状态估计在概率上收敛到真实状态。我们发现,在后一种情况下,学习率必须选择自适应和减少,以保证收敛超过噪声阈值。作为一个实际的替代方案,我们建议使用的测量统计和一个恒定的学习率,以克服噪声问题的运行平均值。所提出的算法与批量最大似然估计和最小二乘估计进行了数值比较。结果表明,新算法在准确性和运行时复杂度方面具有优越的性能。
2019-03-07 quant-ph
Online Parameter Estimation for Continuously Monitored Quantum Systems
针对连续监测量子系统,本文提出基于对数似然随机梯度上升的递归最大似然估计算法,支持离散与连续时间,并在二能级零差测量仿真中实现多参数实时同时跟踪。
2024-06-18 cs.SY eess.SY quant-ph
Online Job Scheduler for Fault-tolerant Quantum Multiprogramming
Department of Physics and Astronomy, University College London(伦敦大学学院物理与天文系);Graduate School of Informatics, Kyoto University(京都大学情报学研究科);Graduate School of Media and Governance, Keio University(庆应义塾大学媒体治理学研究科);Center for Quantum Computing, RIKEN(理化学研究所量子计算中心)
本研究提出一种面向容错量子多任务处理的在线作业调度器,通过近似晶格手术程序和引入碎片整理机制,提高量子处理器的利用率和调度效率。
2025-05-10 cs.DC cs.OS quant-ph
Single-shot online sequence classification with unbounded quantum memory advantage
Nanyang Technological University(南洋理工大学);Data Cybernetics(数据控制论)
本文针对在线多分类序列分类问题,证明精确经典智能体需无界记忆,而量子智能体仅需有界记忆即可解决所有任务,且量子方案是记忆最小化的,确立了二者的无界记忆成本分离
2026-08-26 quant-ph
Quantum Algorithm for Fidelity Estimation
对于$N$维希尔伯特空间中的两个未知混合量子态$ρ$和$σ$,计算它们的保真度$F(ρ,σ)$是量子计算和量子信息中具有许多重要应用的基本问题,例如量子计算机输出的验证和表征,以及量子算法的设计和分析。在本文中,我们提出了一个量子算法,解决了这个问题在$\operatorname{poly}(\log (N), r, 1/\varepsilon)$时间,其中$r$是较低的秩$ρ$和$σ$,和$\varepsilon$是所需的精度,提供的纯化$ρ$和$σ$是由量子预言机准备。该算法表现出指数加速比最知名的算法(基于量子态层析成像),其时间复杂度在$N$多项式。
2022-09-29 quant-ph
Online Learning Quantum States with the Logarithmic Loss via VB-FTRL
National Taiwan University(台湾大学)
本文将VB-FTRL算法推广至以对数损失在线学习量子态(LL-OLQS)问题,实现$O(d^2/log(d+T))$的遗憾率,迭代可多项式时间求解,还引入VB-凸性概念,优于现有指数权重法的遗憾率且有显式实现。
2025-02-12 cs.LG math.OC quant-ph
Quantum e-commerce: A comparative study of possible protocols for online shopping and other tasks related to e-commerce
提出并分析了一组用于网上购物的量子协议,以证明使用不同类型的量子资源进行安全网上购物是可能的。具体地,提出了一个基于单光子、一个基于Bell态和两个基于3量子比特纠缠态的量子网上购物方案。基于Bell状态的方案是一种完全正交的基于状态的协议,它与早期提出的基于共轭编码的方案有着根本的不同。其中一个基于3量子比特纠缠态的方案是建立在纠缠交换的原理上的,这使得我们能够在不通过信道传输消息编码量子比特的情况下完成任务。本文还讨论了将基于纠缠态的方案推广到多量子比特纠缠态方案的可能途径。此外,所有提出的协议被示出为不受Huang等人最近提出的协议(Quantum Inf. Process. 14,2211-2225,2015),其允许买方(Alice)在稍后的时间改变她的订单(在最初下订单并使其由控制器认证之后)。所提出的方案也与现有的方案进行了比较,使用量子比特效率。
2018-07-21 cs.CR quant-ph
Quantum mechanics at high school: an online laboratory on wave-particle duality
社会和学校对量子力学的研究兴趣与日俱增。特别是在后一种情况下,这导致研究人员实施适当的行动,以满足社会对量子物理知识的需求。我们为高中生(17-19岁)提供了一个关于波粒二象性的在线实验室。该活动于2021年12月至2022年5月期间在卡利亚里大学物理系进行,来自撒丁岛不同高中的100多名学生参与其中。我们将展示活动的设计和执行的实验。我们将展示和讨论满意度问卷的定性结果。关于动机问题的简短讨论将被完成。
2023-01-31 physics.ed-ph physics.soc-ph quant-ph