Quantum Computation of Phase Transition in the Massive Schwinger Model
如Coleman所指出的，Schwinger模型中的物理量取决于确定背景电场的参数$θ$。仅$θ= π$存在相变。我们开发了一个动量空间形式主义的晶格，并使用它来执行量子计算的临界点的相变的NISQ设备IMB Q利马。修正误差后，我们的结果给出了在$m/e\simeq 0.32$（$m$为裸费米子质量，$e$为耦合强度）处存在临界点的强有力的指示，与经典数值结果$m/e \simeq 0.3335$一致.
2021-10-25 hep-lat hep-th quant-ph
Quantum Simulations of Hadron Dynamics in the Schwinger Model using 112 Qubits
本文在IBM 112量子比特Heron处理器上，通过SC-ADAPT-VQE制备强子波包并结合二阶Trotter化与准局域相互作用近似，成功模拟了Schwinger模型中强子的时间演化，展示了近期量子优势的潜力。
2024-06-11 hep-lat hep-ph nucl-th
Quantum simulation of non-equilibrium dynamics and thermalization in the Schwinger model
我们在数字量子计算机上模拟了量子场论的非平衡动力学。作为一个典型的例子，我们考虑Schwinger模型，一个1+1维U（1）规范理论，通过Yukawa型相互作用耦合到标量场理论描述的热环境。我们使用的空间晶格离散的Schwinger模型的哈密顿公式。在追踪热标量场的情况下，Schwinger模型可以被看作是一个开放量子系统，其实时动力学行为由马尔可夫极限下的林德布拉德方程控制。与环境的相互作用最终使系统达到热平衡。在量子布朗运动极限下，林德布拉德方程与场论的Caldeira-Leggett方程相关联。通过使用Stinespring膨胀定理与辅助量子比特，我们使用IBM的模拟器和量子设备进行研究的非平衡动力学和Schwinger模型中的热态的制备。作为开放量子系统的场论的实时动力学和这里研究的热态制备与核和粒子物理、量子信息和宇宙学中的各种应用有关。
2022-09-15 hep-lat hep-ph nucl-th
Quantum Algorithms for Simulating the Lattice Schwinger Model
施温格模型（1+1维的量子电动力学）是研究量子规范场理论的实验平台。我们给出了可扩展的，明确的数字量子算法来模拟格点Schwinger模型在NISQ和容错设置。特别是，我们进行了严格的分析，低阶Trotter公式模拟的Schwinger模型，使用最近推导的换向器界限，并给出上限的模拟所需的资源在这两种情况下。在晶格单元中，我们发现在具有耦合常数$x^{-1/2}$和电场截止的$N/2$物理位点上的Schwinger模型$x^{-1/2}Λ$可以在量子计算机上模拟时间$2xT$，使用$\widetilde{O}( N^{3/2} T^{3/2} \sqrt{x} Λ)$中的许多$T$门或hocTs用于固定的算子误差。这种使用截断$Λ$的缩放比从诸如量子化或QDRIFT的算法预期的要好。此外，我们给出了可扩展的测量方案和算法来估计可观的，我们的成本在NISQ和容错设置通过假设一个简单的目标可观-平均对密度。最后，我们通过模拟将估计该可观测值的均方根误差限制为理想和实际CNOT通道之间的菱形距离的函数。这项工作提供了一个严格的分析模拟Schwinger模型，同时也提供了基准，随后的模拟算法可以进行测试。
2020-08-05 hep-lat nucl-th quant-ph
Digital Quantum Simulation of the Schwinger Model and Symmetry Protection with Trapped Ions
研究在最多六量子比特的囚禁离子平台上数字模拟格点 Schwinger 模型实时动力学，并结合 Trotter 化、对称性保护与后选择抑制误差。
2022-04-12 hep-lat hep-ph nucl-th
Real-time dynamics of lattice gauge theories with a few-qubit quantum computer
规范理论是我们理解规范玻色子介导的物质基本成分之间相互作用的基础。然而，计算规范理论中的实时动力学对经典计算方法来说是一个众所周知的挑战。在费曼的量子模拟器愿景的精神下，这最近刺激了理论上的努力，设计出在工程量子力学设备上模拟这种理论的方案，困难在于需要实现规范不变性和相关的局部守恒定律（高斯定律）。在这里，我们报告的第一个实验演示的数字量子模拟的格点规范理论，通过实现1+1维量子电动力学（Schwinger模型）上的几个量子比特的捕获离子量子计算机。我们对施温格机制的实时演化感兴趣，描述了由于量子涨落导致的裸真空的不稳定性，这表现在电子-正电子对的自发产生中。为了有效地利用我们的量子资源，我们将原来的问题映射到一个自旋模型，通过消除规范场，有利于异国情调的长程相互作用，这有一个直接和有效的实现上的离子阱架构。通过对大量产生和真空持续振幅的监测，我们探索了粒子-反粒子产生的Schwinger机制。此外，我们跟踪了系统中纠缠的实时演化，这说明了粒子产生和纠缠产生是如何直接相关的。我们的工作代表了量子模拟高能理论与原子物理学实验的第一步，长期的愿景是扩展到实时量子模拟的非阿贝尔格点规范理论。
2016-05-15 cond-mat.other hep-lat hep-th
Digital Quantum Simulation for Spectroscopy of Schwinger Model
本文提出利用数字量子模拟中的相干成像光谱学算法，通过淬火和读取真空概率损失计算量子场论能谱，并在Schwinger模型上验证其有效性与早期容错量子计算潜力。
2024-04-23 cond-mat.str-el hep-lat hep-th
Quasifragmentation functions in the massive Schwinger model
引入夸克准碎裂函数概念，基于Kogut-Susskind Hamiltonian映射至自旋量子比特，通过精确对角化计算并与理论结果对比验证。
2024-12-24 hep-lat hep-ph hep-th
Liouvillian Dynamics of the Open Schwinger Model: String Breaking and Kinetic Dissipation in a Thermal Medium
该研究将施温格模型作为耦合热环境的开放量子系统，通过Lindblad方程分析弦断裂在热介质中的修正规律，发现环境关联长度影响弛豫速率与稳态，还讨论了该模型刘维尔动力学的量子模拟及Trotter误差估计。
2024-09-16 hep-lat hep-ph nucl-th
Classically Emulated Digital Quantum Simulation of the Schwinger Model with Topological Term via Adiabatic State Preparation
我们在闵可夫斯基时空中对具有拓扑项的规范理论进行了数字量子模拟，这实际上是标准晶格蒙特卡罗模拟无法实现的。我们专注于$1+1$维量子电动力学与$θ$ -长期被称为Schwinger模型。我们使用绝热态制备来构造格点Schwinger模型的真实真空态，这反过来又使我们能够计算相对于真空的费米子质量算符的期望值。当取连续极限时，我们发现在无质量情况下的结果与已知的精确结果一致。在大质量情况下，我们发现在小质量区与质量微扰理论一致，而在大质量区与质量微扰理论有偏差。我们估计了采取合理的连续极限所需的计算成本。我们的结果意味着数字量子模拟已经是探索具有实时和拓扑项的规范理论的非微扰方面的有用工具。
2022-04-22 cond-mat.str-el hep-lat hep-ph
Numerical computation of dynamical Schwinger-like pair production in graphene
评估了浸入均匀随时间变化的电场中的石墨烯样品中产生的电子-空穴对的密度。由于石墨烯中的低能电荷载流子由相对论性量子力学描述，因此计算在强场量子电动力学形式体系内执行，需要在动量空间中求解狄拉克方程。后者是解决使用分裂算子的数值方案在并行计算机上，允许几个字段配置的调查。通过计算一个实际的激光脉冲模型产生的电子动量密度，说明了该方法的强度。我们观察到的量子干涉图案让人想起Landau-Zener-Stückelberg干涉术。
2016-07-11 cond-mat.mes-hall quant-ph
Self-Verifying Variational Quantum Simulation of the Lattice Schwinger Model
混合经典-量子算法旨在变分地解决优化问题，使用经典计算机和量子协处理器之间的反馈回路，同时受益于量子资源。在这里，我们提出的实验证明自我验证，混合，变分量子模拟的晶格模型在凝聚态和高能物理。与模拟量子模拟相反，这种方法放弃了直接在实验室中实现目标哈密顿量的要求，从而允许研究各种各样的先前难以处理的目标模型。在这里，我们专注于格点Schwinger模型，一维量子电动力学的规范理论。我们的量子协处理器是一个可编程的，捕获离子模拟量子模拟器，具有多达20个量子位，能够生成纠缠试验态的家庭尊重目标哈密顿的对称性。我们确定基态，能隙，并通过测量的Schwinger哈密顿量的方差，我们提供算法的能量误差条，从而解决了验证量子模拟的长期挑战。
2019-04-26 cond-mat.quant-gas quant-ph
Parton Distribution Functions in the Schwinger model from Tensor Network States
Max Planck Institute of Quantum Optics（马克斯·普朗克量子光学研究所）；Faculty of Physics and Astronomy, Adam Mickiewicz University（亚当·密茨凯维奇大学物理与天文学院）；Institute of Physics, National Yang Ming Chiao Tung University（国立阳明交通大学物理研究所）；Center for Theoretical and Computational Physics, National Yang Ming Chiao Tung University（国立阳明交通大学理论与计算物理中心）；Centre for High Energy Physics, Chung-Yuan Christian University（中原大学高能物理中心）
通过张量网络态在Schwinger模型中计算部分子分布函数，实现光锥Wilson线的哈密顿形式方法，获得矢量介子费米子PDF的精确连续结果。
2026-01-23 hep-lat hep-ph hep-th
Steps Toward Quantum Simulations of Hadronization and Energy-Loss in Dense Matter
该研究开发了适用于量子计算机的稠密物质复合粒子实时动力学模拟框架，通过经典模拟Schwinger模型中重强子传播明确能量损失与强子化机制，还提出了重介子存在下的基态制备量子电路并估算了量子模拟资源需求。
2025-01-18 hep-lat hep-ph nucl-th
Dynamical quantum phase transitions of the Schwinger model: real-time dynamics on IBM Quantum
本文在格点规范理论框架下实现算法模拟近似Schwinger模型的少比特系统实时动力学，关注动力学量子相变，并将IBM Quantum上的实验结果与噪声模型对比，评估无错误缓解时的性能。
2023-02-02 quant-ph
Variational Quantum Simulation of the Interacting Schwinger Model on a Trapped-Ion Quantum Processor
本文在 trapped-ion 量子处理器上利用变分量子模拟探索一维多味 lattice Schwinger model，通过参数化量子电路识别基态并绘制量子相变，利用量子态层析分析相变过程中的性质变化并确定相边界。
2025-04-29 hep-lat quant-ph
Parton Distributions on a Quantum Computer
本文首次在IBM真实量子设备上计算Schwinger模型中最轻正电子素的PDF，通过将双量子比特门深度降至约500获得与经典模拟一致的结果，并论证了量子计算在部分子动量分数极端区域和非价部分子研究中的潜在优势。
2025-09-22 hep-lat hep-ph nucl-th
Real-time Dynamics of the Schwinger Model as an Open Quantum System with Neural Density Operators
本文提出用神经密度算符近似量子态以求解Schwinger模型的Lindblad主方程，从而在多达32个格点和3条相互作用弦的规模上研究重夸克在介质中的实时动力学、弦断裂与复合及热平衡性质。
2024-07-18 hep-lat hep-ph nucl-th
Surrogate Constructed Scalable Circuits ADAPT-VQE in the Schwinger model
提出(SC)^2-ADAPT-VQE方法，通过代理构建移除不相关算符以减小可扩展电路最小定义尺寸，在Schwinger模型中实现了向连续极限的准确外推。
2024-08-22 hep-lat quant-ph
Simulating Schwinger model dynamics with quasi-one-dimensional qubit arrays
本文提出一种在合成量子自旋晶格上运行 Schwinger 模型动力学的通用策略，通过将模型自由度编码为磁界面几何形状，并证明准一维带状阵列可高效模拟实时波包碰撞与弦碎裂过程，为近期量子模拟器解决粒子物理问题开辟了新路径。
2024-09-22 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el hep-lat
Quantum Error Mitigation by Global Randomized Error Cancellation for Adiabatic Evolution in the Schwinger Model
本文将全局随机误差消除（GREC）方法扩展用于含噪量子设备上的绝热演化，应用于格点Schwinger模型，发现该方法可跨参数区间迁移，误差小于零噪声外推且更具成本效益。
2025-07-09 hep-lat quant-ph
Counterdiabatic quantum optimization for efficient state preparation in the Schwinger model
School of Physics and Astronomy, University of Southampton（南安普顿大学物理与天文学院）；School of Mathematical Sciences, University of Southampton（南安普顿大学数学科学学院）
本文系统分析DC-QAOA等反绝热变体在施温格模型基态制备中的表现，证明其相比标准QAOA能降低电路深度并提升制备效率，为规范理论的高效量子模拟提供实用途径。
2026-09-28 hep-lat quant-ph
Optimized quantum algorithms for simulating the Schwinger effect
PsiQuantum
本文提出优化量子算法用于模拟Schwinger效应，分析了两种不同场景下的资源需求，并展示了相互作用图方法和Trotter方法的性能比较。
2026-01-15 hep-lat quant-ph
Open quantum systems and Schwinger-Keldysh holograms
我们开创了用全息方法研究开放的量子场论。具体地说，我们考虑一个量子场论（系统）耦合到一个全息场论在有限的温度（环境）。我们调查的影响，整合出全息环境的目的是获得一个有效的动力学所产生的开放量子场论。进入该开放有效作用的影响泛函由全息热环境的实时（Schwinger-Keldysh）关联函数确定。为了评估后者，我们利用最近的发展，其中半经典引力Schwinger-Keldysh鞍几何被确定为复杂的黑洞时空。我们计算实时关联函数使用全息方法在这些几何形状，并认为，他们导致一个明智的开放有效的量子动力学系统的问题，一个问题，迄今为止一直没有答案。除了阐明耦合到强相关热环境的开放量子系统外，我们的结果还提供了引力和全息中Schwinger-Keldysh观测量的原理计算。特别是，这些影响泛函，我们计算捕获的耗散物理的黑洞quasinormal模式，以及编码在传出霍金量子的波动，以及它们之间的相互作用。我们得到的结果，这些可观的领先秩序在一般尺寸的低频和动量膨胀，除了确定明确的结果为二维全息CFT环境。
2020-07-29 cond-mat.stat-mech gr-qc hep-th
Simulating the Schwinger Model with a Regularized Variational Quantum Imaginary Time Evolution
针对施温格模型模拟中经典算法的符号问题及现有VQA梯度优化的不足，提出正则化VQITE（rVQITE）方法，通过截断处理解决矩阵不可逆问题，数值模拟显示其性能更优、收敛更快，且相图与精确结果一致。
2024-09-20 quant-ph
Lectures on Quantum Field Theory on a Quantum Computer
讲义介绍了在量子计算机上实现量子场论的方法，涵盖非谐振子、张量网络技术及误差建模，适用于教学和研究
2025-12-02 hep-th quant-ph
Efficient quantum Gibbs samplers with Kubo--Martin--Schwinger detailed balance condition
基于 KMS 细致平衡条件，提出使用有限跳跃算符集合的高效量子 Gibbs 采样器，在保持相当模拟成本下提升了设计灵活性并简化了实现与误差分析。
2024-10-29 quant-ph
Quantum error mitigation in optimized circuits for particle-density correlations in real-time dynamics of the Schwinger model
针对Schwinger模型实时动力学中粒子密度关联计算受量子电路噪声影响的问题，本文采用量子-经典策略优化电路，推导数字实现并比较多模拟结果，还在IBM量子设备上验证，为量子多体系统动力学研究提供了噪声缓解方案。
2025-01-18 quant-ph
Interaction-free measurements and counterfactual computation in IBM quantum computers
无相互作用测量和反事实计算的可能性是大约20年前指出的量子力学的一个显著特征。我们通过简单的量子线路在实际的5-qubit、15-qubit和20-qubit IBM量子计算机中实现了这种现象。结果基本上接近理论预期。对于较大的电路（有许多门，因此更大的错误），我们实现了一个简单的错误缓解程序，明显提高性能。
2020-06-25 hep-th quant-ph
Extracting vacuum expectation values from approximate vacuum prepared by the adiabatic quantum computation
本研究提出一种从绝热量子计算制备的近似真空中提取真空期望值的方法，采用多层级结构的辅助量子比特提升精度，并通过经典模拟数字量子模拟器验证了(1+1)维Schwinger模型下的单、双量子比特系统效果。
2023-08-29 quant-ph
Onset of thermalization of q-deformed SU(2) Yang-Mills theory on a trapped-ion quantum computer
Keio University School of Medicine（庆应义塾大学医学院）；RIKEN Center for Interdisciplinary Theoretical and Mathematical Sciences (iTHEMS)（理化学研究所跨学科理论与数学科学中心）；The University of Tokyo（东京大学）；International Center for Elementary Particle Physics（elementary粒子物理国际中心）；Yukawa Institute for Theoretical Physics, Kyoto University（京都大学汤川理论物理研究所）
利用囚离子量子计算机模拟q-变形SU(2)杨-米尔斯理论的热化动力学，通过F移动实现非阿贝尔融合结构的模拟。
2026-01-20 cond-mat.str-el hep-lat hep-th
Quantum State Optimization and Computational Pathway Evaluation for Gate-Model Quantum Computers
输入门模型量子计算机的计算问题识别具有特定计算路径的目标函数（目标函数连通性）。计算问题的解决方案涉及识别作为要达到的主题的目标目标函数值。门模型量子计算机中的瓶颈是需要几轮量子态准备、高成本运行序列和多轮测量来确定实现目标目标函数值的量子计算机的目标（最佳）状态。在这里，我们定义了一种方法，用于门模型量子计算机的最佳量子态确定和计算路径评估。我们证明了一种状态确定方法，该方法在给定的目标目标函数值下为量子计算机找到目标系统状态。计算路径评估过程在量子计算机的固定硬件架构上设置目标系统状态中的目标函数的连通性。所提出的解决方案在不需要准备量子计算机的初始状态和目标状态之间的中间状态的情况下演化目标系统状态。我们的方法避免了高成本的系统状态准备和昂贵的运行程序和测量设备的门模型量子计算机。这些结果为门模型量子计算和量子互联网的近期量子器件提供了方便。
2020-03-11 quant-ph
Physics and computer science: quantum computation and other approaches
这是一篇立场论文，作为我为《计算机科学中的数学结构》杂志（第20卷-特刊06（量子算法），2010年）编辑的量子算法特刊的介绍。
2011-03-07 quant-ph
Quantum Computation: A Computer Science Perspective
量子计算理论是从计算机科学的角度以一种自包含的方式提出的。经典计算和量子力学的基础进行了审查。详细介绍了量子计算的电路模型。在整个过程中，强调了计算的物理和抽象方面以及它们之间的相互作用。本报告是瑞典哥德堡大学计算机科学与工程系的硕士论文。该文本是一项更大工作的一部分，该工作计划包括有关量子算法、量子图灵机模型和量子计算的抽象方法的章节。
2005-11-30 quant-ph
A Pseudo-Unitary Version of Schwinger's Symbolism of Atomic Measurements and a Prospect for a New Relativistic Quantum Information Theory
Santa Catarina State University（圣卡塔琳娜州立大学）；Centre for Technological Sciences-UDESC（UDESC技术科学中心）
本文提出一种伪单位元的施温格尔原子测量符号版本，探讨在相对论框架下构建量子信息理论的可能性，并重新审视非局域性特征。
2026-09-13 quant-ph
Computational Methods for Simulating Quantum Computers
该文围绕模拟量子计算机展开，介绍了相关数值算法和软件，涵盖量子计算基本概念及算法，通过示例展示其在理想与物理模型中的应用。
2026-07-14 quant-ph
Adaptive Quantum Computers: decoding and state preparation
本文提出自适应量子计算机模型，证明其在损坏数据解码上优于经典计算机，并给出高效制备均匀叠加态、GHZ态、W态和Dicke态的自适应量子算法，理论与硬件实验验证其优势。
2025-09-10 quant-ph
Symmetry Constrained Quantum Error Mitigation for the Schwinger Model
University of Southampton（南安普顿大学）；Infleqtion（英飞格提翁）；Imperial College London（伦敦帝国理工学院）；University of Oxford（牛津大学）；Quantum Motion（量子运动）
该研究针对施温格模型，探索两种量子模拟设置下的对称性约束量子误差缓解，发现后选择可消除60%噪声误差，VQE中对称性验证仅降低基态能量偏差，为格点规范理论模拟提供实用指导。
2026-08-24 hep-lat physics.comp-ph quant-ph
Computational model underlying the one-way quantum computer
在本文中，我们提出了计算模型的基础上的单向量子计算机，我们最近推出[物理。86，5188（2001）]。单向量子计算机具有可以模拟任何量子逻辑网络的特性。相反，并不是单向量子计算机可能的所有量子信息处理方式都可以用网络模型来正确理解。我们表明，逻辑深度是，对于某些算法，低于迄今为止已知的网络。例如，Clifford群中的每个量子线路都可以在单向量子计算机上一步完成。
2002-03-12 quant-ph
Quantum Computer Condition: Stability, Classical Computation and Norms
量子计算机条件（QCC）提供了一个严格和完全通用的框架，用于分析与量子计算机中的容错有关的问题。在本文中，我们应用QCC的波动和系统误差的问题，在现实系统中的特征参数的值。我们表明，容错量子计算是可能的，尽管这些参数的变化。我们还使用QCC明确表明，可靠的经典计算可以进行作为输入的容错，但不完美的，量子计算的结果。最后，我们考虑的优点和缺点的超算子和钻石规范与应用程序的QCC各种量子信息理论问题。
2005-11-17 quant-ph
Kubo-Martin-Schwinger relation for energy eigenstates of SU(2)-symmetric quantum many-body systems
University of Seoul（首尔大学）；Joint Center for Quantum Information and Computer Science, NIST and University of Maryland（美国国家标准与技术研究院与马里兰大学量子信息与计算科学联合中心）；Institute for Physical Science and Technology, University of Maryland（马里兰大学物理科学与技术研究所）
本文研究了SU(2)对称量子多体系统的能量本征态的KMS关系，探讨了非阿贝尔对称性对热力学的影响，并通过数值模拟验证了有限大小修正的尺度特性。
2026-04-24 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Computational Model for the One-Way Quantum Computer: Concepts and Summary
单向量子计算机（QCc）是一种通用的量子计算方案，仅由对特定纠缠多量子比特态（簇态）的单量子比特测量组成。QCc的计算模型与量子逻辑网络模型不同，它基于不同的组成部分。它没有量子寄存器，也没有量子门。然而，QCc是量子力学的，因为它使用高度纠缠的簇态作为中心物理资源。该方案的工作原理是通过测量通用集群状态的量子相关性。
2002-07-31 quant-ph
Mathematical Foundations of Holonomic Quantum Computer II
这是论文（quant-ph/9910063）和（quant-ph/0004102）的续篇。本文的目的是为Zanardi和Rasetti（quant-ph/9904011）和Pachos和Chountasis（quant-ph/9912093）提出的完整量子计算（计算机）提供数学基础。在2-qubit情形下，我们给出了完整量子计算所涉及的量子计算丛的非交换Berry联络在参数空间上的一种显式形式。我们还提出了一种可能性，即不仅通常的完整性，而且高维完整性必须用来证明我们的完整量子计算的普遍性。
2001-01-22 hep-th math-ph math.MP
The one-way quantum computer -- a non-network model of quantum computation
本文介绍了基于簇态单量子比特测量的单向量子计算机，指出其可模拟所有量子逻辑网络，但网络模型无法解释其全部信息处理方式，并通过两个实例验证了该计算模型的非网络特性。
2001-08-27 quant-ph
Computational Chemistry on Quantum Computers: Ground state estimation
我们目前的计算化学数据的小分子（$CO$，$HCl$，$F_2$，$NH_4^+$，$CH_4$，$NH_{3}$，$H_3O^+$，$H{_2}O$，$BeH_{2}$，$LiH$，$OH^-$，$HF$，$HeH^+$，$H_2$），通过实现单双激发的酉耦合簇方法（UCCSD）在量子计算机模拟器上获得。我们使用变分量子本征解（VQE）算法来提取这些分子的基态能量。该能量数据表示基于STO-3G，量子计算机将为给定分子产生的预期基态能量。由于在量子计算机上实现UCCSD有很多兴趣，我们希望我们的工作将成为未来实验实现的基准。
2019-06-30 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Algorithms on Ensemble Quantum Computers
在系综（或体）量子计算中，无法在单个计算机中执行量子位的测量。相反，只能测量期望值。由于计算模型的这种限制，各种重要的算法不能直接在这样的计算机上处理，必须进行修改。我们提供了各种现有协议的修改，包括算法的通用容错计算，肖尔的因式分解算法（可以扩展到任何算法计算的NP函数），和一些搜索算法，使他们能够处理合奏量子计算机。
1999-07-21 quant-ph
Quantum Computational Supremacy
量子算法领域的目标是找到通过使用量子计算机来加速计算问题的解决方案的方法。这一领域的一个关键里程碑将是当通用量子计算机执行超出任何经典计算机能力的计算任务时，这一事件被称为量子霸权。这将比全尺寸量子计算更容易在实验上实现，但涉及新的理论挑战。在这里，我们提出了实现量子霸权的主要建议，并讨论了如何可靠地比较经典计算机和量子计算机的能力。
2018-09-20 quant-ph
Blind Quantum Computation Using a Circuit-Based Quantum Computer
当通用量子计算机被公众使用时，由于其成本，假设它将以量子云服务器的形式存在于少数基地。在这个云服务器中，隐私将是一个至关重要的问题，一个盲量子计算协议将是必要的，这样每个用户都可以使用服务器，而不会泄露计算的细节。能够验证服务器是否按照用户的指示执行计算也很重要，因为量子计算无法通过经典计算进行验证。本文提出了一种利用量子一次性密码本和类T门实现盲性，同时利用陷阱量子比特验证计算的协议。
2020-09-10 quant-ph
The universe as quantum computer
本文回顾了数字计算的历史，并探讨了计算的概念可以走多远。特别是，我提出的问题是，宇宙本身实际上是否是一台巨大的计算机，如果是这样，它是什么样的计算机。我将证明宇宙可以被看作是一台巨大的量子计算机。宇宙的量子计算模型解释了各种观察到的现象，这些现象不包括在普通物理定律中。特别是，该模型表明，量子计算宇宙自动产生随机性和秩序的混合，以及简单和复杂系统。
2013-12-16 physics.pop-ph quant-ph
Scalable NMR Quantum Computation
核磁共振为量子计算机的实现提供了一个诱人的前景，因为与核自旋相关的长相干时间，以及用射频脉冲操纵自旋的广泛实验室经验。然而，现有的方案受到信噪比的影响，该信噪比在量子计算机中的量子比特数量上呈指数衰减。这就严格限制了这种计算机所能完成的计算量;对这一限制的估计正好在传统计算机采取指数级更多步骤仍然可行的范围内。我们给出了一个NMR实现，其中的信噪比只取决于NMR技术的特点，而不是计算机的大小。这为NMR计算技术提供了一种方法，可以扩展到指数加速使量子计算能够解决经典计算机能力之外的问题。
1998-04-24 quant-ph
Quantum gravity computers: On the theory of computation with indefinite causal structure
量子引力计算机是一种与量子引力的特殊效应相关的计算机。在广义相对论中，因果结构是不固定的。在量子理论中，非固定量受量子不确定性的影响。因此，在量子引力理论中，我们很可能会有不确定的因果结构。这意味着，关于一个特定的时间间隔是否是类时的，将没有事实依据。我们研究这对计算理论的影响。经典计算和量子计算都是通过一系列时间步来演化计算机的状态。这对量子引力计算机来说很可能是不可能的，因为如果我们有不确定的因果结构，时间步长的概念就没有意义了。我们表明，即使在没有明确的因果结构的情况下，也可以建立一个计算模型，通过使用某种框架（causaloid形式主义），该框架是为了在这种情况下获取相关数据而开发的。与物理理论相对应的是因果线λ（这是一个数学对象，包含了不同时空区域之间因果联系的信息）。计算机由对{λ，S}给出，其中S是一组门。在因果关系形式主义的工作，我们探讨的问题，是否普遍的量子引力计算机是可能的。我们还研究了量子引力计算机是否可能比量子（或经典）计算机更强大。特别是，我们问不确定的因果结构是否可以用作计算资源。
2007-01-05 gr-qc quant-ph
Experimental verification of quantum computations
量子计算机有望提供比经典计算机更大的加速，并解决经典计算机难以解决的问题。除了这种实际意义之外，量子计算的概念还提出了新的基本问题，其中包括量子计算是否可以由本质上无法计算结果的实体进行认证。在这里，我们提出了量子计算的第一个实验验证。我们在理论和实验中展示了如何使用最少的量子资源来测试功能更强大的量子计算机。在这项工作中引入的新的验证协议利用盲量子计算的框架，是独立的实验量子计算平台使用。在我们的方案中，验证者只需要生成单个量子比特并将其传输到量子计算机。我们用四个光子量子比特实验证明了这个协议，并展示了验证器如何测试计算机执行基于测量的量子计算的能力。
2013-08-30 quant-ph
String breaking mechanism in a lattice Schwinger model simulator
本文利用光学晶格量子模拟器实验研究一维U(1)晶格规范理论中的弦断裂机制，通过调控质量和弦张力观测到共振条件下粒子-反粒子对的产生，为理解禁闭相和规范理论动力学提供了直接实验证据。
2024-11-23 cond-mat.quant-gas quant-ph
The problem of equilibration and the computation of correlation functions on a quantum computer
我们解决的问题，如何量子计算机可以用来模拟实验的量子系统在热平衡。本文提出了在量子计算机上制备平衡态的两种方法。对于这两种方法，我们表明，算法的输出状态，经过足够长的时间，是所需的平衡。我们提出了一个数值分析的小系统，这些方法之一。我们展示了如何平衡（时间）-关联函数可以有效地估计在量子计算机上，给定的平衡态的准备。我们提出的量子算法很难在经典计算机上模拟。这表明它们可以提供比经典设备所能实现的指数加速。
1999-05-04 cond-mat quant-ph
