State preparation and symmetries
本文证明在VQE中保持哈密顿量的全部对称性(如总自旋、平移和反射对称性)能显著改善变分方法收敛,在标准算法失效时仍能获得近乎精确的基态解。
2025-10-08 quant-ph
The hidden cost of quantum teleportation and remote state preparation
在标准量子隐形传态或远程态制备过程中传输的信息量等于传输态的制备信息,而不是各自协议所要求的经典通信。这通过注意到指定验证传输状态的操作所需的信息与准备信息在给定的精度水平m(以比特为单位)下是相同的来示出。根据投影希尔伯特空间的分辨率,可以使准备信息任意精确,因此比经典的通信成本无限大。因此,经典的通信是不足以解释的准备信息,这是归因于爱因斯坦-波多尔斯基-罗森通道的传输。简要讨论了相对论量子信息处理的一些基本影响。
2001-04-26 quant-ph
Black-box quantum state preparation without arithmetic
黑盒量子态制备是许多量子算法中的一个重要子程序。标准方法要求量子计算机进行算术运算,这是复杂性的关键因素。在这里,我们提出了一个新的算法,避免算术。因此,我们减少了门的数量的一个因素的286-374比最好的先前的工作,为现实的精度;改善因素的精度增加。由于量子态的制备是量子计算机物理模拟中的一个关键子程序,我们的新方法使有用的量子模拟更接近现实。
2019-01-31 quant-ph
Universal quantum computation using only projective measurement, quantum memory, and preparation of the 0 state
什么资源是量子计算的通用资源?在标准模型中,量子计算机由一系列酉门组成,这些酉门相干地作用于构成计算机的量子比特。这篇论文表明,一个非常不同的模型,只涉及投影测量,量子存储器,以及准备的能力,|0>态对于量子计算也是普适的。特别是,计算中不涉及相干么正动力学。
2001-08-06 quant-ph
Graph State Preparation and Cluster Computation with Global Addressing of Optical Lattices
我们提出了一种新的方法来操纵超冷原子,其中四个原子能级被适当调谐的光晶格捕获。当用于通过全局控制执行量子计算时,这种独特的结构大大减少了控制过程中涉及的步骤数量,无论是对于标准,网络,模型还是单向量子计算。使用远蓝失谐晶格和磁不敏感的计算基础,使该计划对退相干鲁棒。本方案是一个很有前途的候选人的实验实现量子计算和图形状态准备在一个,两个或三个空间维度。
2005-01-28 quant-ph
Efficient separate quantification of state preparation errors and measurement errors on quantum computers and their mitigation
针对量子计算机中态制备误差与测量误差难以分离的问题,本文提出一种资源高效的分别量化方法,并设计线性复杂度的态制备误差缓解方案,使结果保真度较标准方案提升一个数量级,且对门噪声具有鲁棒性。
2025-04-18 quant-ph
Unlocking Heisenberg Sensitivity with Sequential Weak Measurement Preparation
本研究提出基于中心自旋序列测量的态制备协议,可无需非线性相互作用生成高度纠缠自旋态,其计量灵敏度超标准量子极限、对称耦合下达海森堡极限,为现有实验条件下的量子增强计量提供新路径。
2025-01-03 quant-ph
Conditional preparation of a quantum state in the continuous variable regime: generation of a sub-Poissonian state from twin beams
我们报告的第一个实验演示的非经典光态的连续变量制度的条件准备。从产生阈值以上量子强度相关信号和闲频“孪生光束”的非简并OPO出发,仅当闲频落在比其标准偏差窄的值的带内时,我们才保持信号强度的记录值。通过这种非常简单的技术,我们产生一个亚泊松态4.4dB以下的散粒噪声从双光束表现出7.5dB的噪声减少的强度差。
2003-10-07 quant-ph
Efficient Symmetry-Preserving State Preparation Circuits for the Variational Quantum Eigensolver Algorithm
变分量子本征求解器是利用噪声中尺度量子处理器进行化学模拟的最有前途的方法之一。该算法的效率关键取决于在量子处理器上准备多量子比特试验状态的能力,这些试验状态包括或至少接近模拟问题的实际能量本征态,同时避免与它们几乎没有重叠的状态。对称性在确定最佳试验状态中起着核心作用。在这里,我们提出了有效的状态准备电路,尊重粒子数,总自旋,自旋投影和时间反转对称性。这些电路包含的变分参数需要完全跨越适当的对称子空间所规定的化学问题,同时避免希尔伯特空间的所有不相关的部门的最小数量。我们展示了如何构建这些电路的任意数量的轨道,电子和自旋量子数,我们提供明确的分解和门计数在每种情况下的标准门集。我们在$H_2$和$LiH$分子的量子模拟中测试我们的电路,发现它们在精度和电路深度方面优于标准状态制备方法。
2020-01-15 quant-ph
Quantum Simulation of Field Theories Without State Preparation
我们提出了一种算法,用于计算实时可观的量子处理器,同时避免了需要准备完整的量子态。这种量子资源的减少是通过使用标准格点场论在时间上对配置进行经典采样来实现的。然后,这些配置可以传递给量子处理器进行时间演化。这种方法遇到了一个信号噪声的问题,我们的特点,我们演示了标准的格点量子色动力学方法,以减轻它的应用。
2020-01-30 hep-lat quant-ph
Characterisation of state-preparation uncertainty in quantum key distribution
为了实现安全的量子密钥分发,源单元中的所有缺陷必须被纳入安全证明中并在实验室中测量。在这里,我们执行的实验技术的原理证明演示的商业量子密钥分发系统中的源相位和强度波动的特征。当我们将测量的相位波动间隔应用于考虑状态准备中的波动的安全证明时,它预测了超过100 km的光纤的密钥分布距离。然而,测得的强度波动间隔是如此之大,证明预测零键,表明源的改进可能是必要的。我们的表征方法为未来的认证标准铺平了道路。
2023-01-09 quant-ph
Quantum Preparation Games
准备游戏是一项任务,其中玩家顺序地将多个量子态发送给裁判,裁判探测每个量子态并宣布测量结果。每轮的测量设置以及比赛的最终比分由裁判根据过去的设置历史和测量结果决定。量子信息中的许多实验任务,如纠缠量化或魔态探测,都可以投为准备游戏。在本文中,我们介绍了一般的方法来设计$n$轮准备游戏,与严格的边界上的平均游戏分数可实现的球员受到限制,他们的准备设备。我们说明了我们的结果,设计新的自适应测量协议的纠缠检测和量化。令人惊讶的是,我们发现,在纠缠检测的标准程序,即,估计$n$倍的平均值的一个给定的纠缠见证,是在一般的次优检测特定的量子态的纠缠。相反,存在$n$轮实验场景,其中检测已知状态的最佳纠缠需要自适应测量方案。
2021-08-18 quant-ph
High-fidelity quantum state preparation using neighboring optimal control
提出了一种基于邻域最优控制理论的$n$-量子比特态的单次高保真制备方法。这代表了邻近最优控制形式主义的一个新的应用,该形式主义最初被开发用于产生单次高保真度量子门。为了说明这种方法,并提供一个原理证明,我们使用它来准备两个量子比特贝尔态$|β_{01}\rangle = (1/\sqrt{2})\left[\, |01\rangle + |10\rangle\,\right]$与错误概率$ε\sim 10^{-6}$($10^{-5}$)的理想(非理想)控制。使用文献中的标准方法,可以利用这些高保真贝尔状态来容错地准备逻辑状态$|\overlineβ_{01}\rangle$。
2017-09-15 quant-ph
Pauli Decomposition over Commuting Subsets: Applications in Gate Synthesis, State Preparation, and Quantum Simulations
量子计算中的一个关键任务是应用一系列门来实现特定的酉运算。然而,将任意幺正操作分解成更简单的量子门是一个非平凡的问题。在这里,我们提出了一个通用的和强大的协议分解任何目标酉成一系列的泡利旋转。该过程涉及到确定一个交换的泡利运营商的子集具有高的跟踪重叠与目标酉,其次是数值优化其相应的旋转角度。该协议是通过分解几个标准的量子操作。最后介绍了该方案在量子态制备和量子模拟中的应用。最后,我们描述了一个实现三体量子模拟的NMR实验,其中上述分解技术用于传播子的有效实现。
2016-03-22 quant-ph
Constant-Depth Unitary Preparation of Dicke States
University of California at Berkeley(加州大学伯克利分校)
本文提出首个恒深单位元制备狄克态协议,突破传统电路模型的对数深度限制,利用全局交互实现精确制备常重量狄克态及近似制备单重量狄克态。
2026-08-27 cs.CC quant-ph
Fault-tolerant ancilla preparation and noise threshold lower bounds for the 23-qubit Golay code
在容错量子计算方案中,开销通常由可靠地准备码字的成本决定。该成本通常与底层量子纠错码的块大小成二次方地增加。因此,大的代码,否则是非常有效的发现有限的容错应用。因此,容错准备电路是优化的重要目标。我们研究了Golay码,这是一种23量子比特的量子纠错码,可以保护逻辑量子比特的距离为7。在模拟中,即使使用一个天真的辅助准备过程中,Golay码是竞争力与其他代码的开销和可容忍的噪声阈值。我们提供了两个简化的电路容错准备戈莱码编码的辅助。新电路最大限度地减少了错误传播,与标准编码电路相比,开销大约减少了四分之一。通过将恶性集计数技术应用于去极化噪声,我们进一步证明了每个门的阈值高于1.32 x 10^{-3}噪声。
2013-04-12 quant-ph
Classical Communication Cost in Distributed Quantum Information Processing - A generalization of Quantum Communication Complexity
我们研究了分布式量子信息处理所需的经典通信量。特别地,我们引入了量子态的“远程制备”的概念。给定一组状态,爱丽丝的任务是帮助在遥远实验室的鲍勃准备她选择的状态。我们发现了几个例子的合奏熵S的远程准备可以做的通信成本低于标准的隐形传态所需的量(2S)。我们推测,对于任意的N维纯态,其远程制备需要2log_2N比特的经典通信,如在标准的隐形传态。
2000-04-14 quant-ph
Comparison of ancilla preparation and measurement procedures for the Steane [[7,1,3]] code on a model ion trap quantum computer
我们在一个具有弹道输运的模型离子阱结构上安排了Steane [[7,1,3]]误差校正。我们比较了一级错误率的综合征提取使用Shor方法的辅助准备在验证猫状态的Diabenzo-Aliferis方法没有验证。该研究考察了量子纠错电路的延迟和错误如何随可用辅助设备的数量以及辅助设备准备和测量协议的选择而变化。我们发现,除了少数例外的Diabenzo-Aliferis方法没有猫状态验证优于标准的Shor方法。我们还发现,额外的辅助总是减少延迟,但并没有显着改变的错误,由于高的记忆保真度。
2013-05-13 quant-ph
Taming numerical errors in simulations of continuous variable non-Gaussian state preparation
连续变量量子态制备的数值模拟是优化现有量子信息处理协议的必要工具。一个强有力的工具,这样的模拟是在Fock状态表示的数值计算。它合理地使用了一个近似的无限维福克空间的有限复杂的向量空间实现与经典的数字计算机。在这个近似中,我们分析了几个目前可用的方法计算截断相干位移算子的准确性。为了克服它们的局限性,我们提出了一种基于标准矩阵指数的具有改进精度的替代方案。然后,我们将该方法应用于分析基于双模压缩真空相干位移的非高斯态制备方案,并进行了光子计数测量。我们比较不同的检测机制,包括雪崩光电二极管,他们的级联,和光子数分辨探测器的工程非线性压缩立方态和建设的真空和单光子状态之间的量子比特叠加的背景下。
2022-10-07 quant-ph
From Joint to Single-System Psi-Onticity Without Preparation Independence
Research Center for Philosophy of Science and Technology, Shanxi University(山西大学科学技术哲学研究中心)
本研究展示了在不依赖准备独立性公理的情况下,通过量子力学的张量积结构直接推导出单个子系统的ψ-本体性,从而强化了ψ-本体论的基础。
2026-01-25 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
State Preparation Boosters for Early Fault-Tolerant Quantum Computation
在各种应用中,量子计算被认为对于化学和材料的模拟特别有用。近年来,在用于量子模拟的近期量子算法的开发方面取得了重大进展,包括VQE及其许多变体。然而,这样的算法是有用的,他们需要克服几个关键的障碍,包括无法准备高质量的近似的基态。当前对状态准备的挑战,包括贫瘠的高原和优化景观的高维性,使得通过随机优化的状态准备不可靠。在这项工作中,我们介绍了基态升压的方法,它使用有限深度的量子线路,以可靠地增加与基态的重叠。这个电路,我们称之为一个助推器,可以用来增加一个从VQE或被用作一个独立的状态准备方法。升压器以可控的方式将电路深度转换为基态重叠。我们通过模拟一种特殊类型的助推器,即高斯助推器,用于制备$N_2$分子系统的基态的性能,数值演示助推器的能力。除了将基态制备作为直接目标之外,许多量子算法(诸如量子相位估计)依赖于将高质量的态制备作为子例程。因此,我们预见基态提升和类似的方法将成为该领域过渡到使用早期容错量子计算机的重要算法组件。
2022-10-03 quant-ph
Deterministic Ground State Preparation via Power-Cosine Filtering of Time Evolution Operators
Yonsei University(延世大学)
本文提出了一种高效非变分协议,利用幂余弦量子信号处理(QSP)滤波器来确定性地准备量子多体基态,通过单个辅助量子比特控制相干时间演算算符,减少了空间开销,并在等效电路深度下优于标准TASP方法。
2026-05-20 quant-ph
Loss-tolerant quantum cryptography with imperfect sources
原则上,量子密钥分发(QKD)提供了基于物理定律的无条件安全性。在实践中,状态准备中的缺陷破坏了QKD系统的安全性,因为处理状态准备缺陷的标准理论方法不是容损的。窃听者可以通过量子信道损耗来增强和利用这种缺陷,从而显著降低密钥生成速率。最重要的是,大多数现有QKD实验的安全性分析是相当不现实的,因为它们通常忽略了这种影响。在这里,我们提出了一种新的和一般的方法,使量子密钥分配损失容忍状态准备缺陷。重要的是,它表明QKD中的状态准备过程可能比最初想象的要精确得多。我们的方法可以广泛应用于其他量子密码协议。
2013-12-19 quant-ph
Quantum state preparation and macroscopic entanglement in gravitational-wave detectors
长基线激光干涉仪引力波探测器在宽频带内以标准量子极限(SQL)的10倍(振幅)工作。这种低的经典噪声预算已经允许创建一个受控的2.7公斤宏观振荡器的有效本征频率为150赫兹和占用数为200。这一结果以及进一步改进的前景预示着使用引力波探测器实验探测宏观量子力学(MQM)--日常经验领域中物体的量子力学行为--的新可能性。在本文中,我们提供了数学基础的第一步的MQM实验:准备一个宏观的测试质量到一个接近最小海森堡有限的高斯量子态,这是可能的,如果干涉仪的经典噪声击败SQL在一个宽频带。我们的形式主义,维纳滤波的基础上,允许一个简单的转换从经典的噪声预算的激光干涉仪,在噪声光谱方面,到量子态的准备策略,和准备状态的质量。使用这种形式主义,我们考虑如何高斯纠缠可以建立在两个宏观的测试质量,和性能的计划先进的LIGO干涉仪在量子态的准备。
2009-02-28 quant-ph
Exclusion reshapes the operational manifestation of preparation contextuality
S. N. Bose National Centre for Basic Sciences(S.N. 玻色基础科学国家中心);Department of Physics and Center for Quantum Frontiers of Research and Technology (QFort), National Cheng Kung University(国立成功大学物理系与量子前沿研究与技术中心(QFort))
本文研究了在无奇偶约束下,排除替代检索任务如何改变准备上下文性的操作表现,发现排除在量子领域具有优势,而检索则没有。通过引入POREC码,证明了在素数符号大小m下,经典和非准备上下文编码提供了紧致的非上下文界限,而首个非平凡情况下的精确量子位最优解违反了这一界限。
2026-05-09 quant-ph
Weighted Nested Commutators for Scalable Counterdiabatic State Preparation
Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid ICMM-CSIC(马德里材料科学研究所);Departamento de Física Teórica de la Materia Condensada, Universidad Autónoma de Madrid(马德里自治大学凝聚态物理理论系);Joint Quantum Institute and Joint Center for Quantum Information and Computer Science, NIST/University of Maryland(马里兰大学/美国国家标准与技术研究院联合量子研究所和联合量子信息与计算科学中心)
本文提出加权嵌套对易式方法,用于近似非局域的亚稳态势能,通过局部算符提升变分空间,实现大规模多体系统中高效制备一维矩阵积态和非积分量子ising模型的基态。
2026-03-26 quant-ph
Verifiable blind quantum computing: Comparative analysis and design considerations for client architectures
QuTech, Delft University of Technology(代尔夫特理工大学 QuTech);Kavli Institute of Nanoscience, Delft University of Technology(代尔夫特理工大学 卡弗里纳米科学研究所);Quantum Computer Science, EEMCS, Delft University of Technology(代尔夫特理工大学 EEMCS 量子计算机科学)
本文对与物质量子比特服务器的可验证盲量子计算客户端架构作比较分析,识别出基于发射、测量、旋转的三类架构及多种变体,从多维度评估,给出执行协议速率方程等,为特定场景选最合适架构提供考量框架。
2026-07-08 quant-ph
Variational quantum state preparation for quantum-enhanced metrology in noisy systems
本研究利用QFI-Opt软件包模拟低深度变分量子电路,在退相干噪声环境下优化量子态制备以最大化量子Fisher信息,发现最优量子态可分为猫态、压缩态和直积态三种状态,为下一代量子传感器设计提供了重要指导。
2024-07-24 quant-ph
A Theory of Quantum Preparation
基于对两种传统量子纠缠子--Stern-Gerlach量子纠缠子和屏幕中的洞量子纠缠子的分析,认为四种实体可以作为量子纠缠子的一般理论的基本组成部分。这些是复合系统作为子系统之间的适当相互作用的结果而产生的(对象加量子化器)状态、称为触发事件的适当量子化器投影器、作为量子化器上的触发事件的发生的结果而产生的量子对象的条件量子态(密度算符)、以及最后,在准备之后作用的对象子系统的么正演化算符。一个一般的条件状态和追溯的概念明显的理想发生(出现在理论)进行了相当详细的讨论。介绍了理想产状和选择性Lüders公式。动力学和几何学在一般理论中是有区别的。它们由相同的实体以相同的方式描述,但从坍塌的标准解释的角度来看,它们是根据不同的物理机制描述的。
2010-05-08 quant-ph
Low $T$-count preparation of nuclear eigenstates with tensor networks
University of Surrey(萨里大学);AWE(英国原子武器研究所);Los Alamos National Laboratory(洛斯阿拉莫斯国家实验室);École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL)(洛桑联邦理工学院)
本文提出利用经典计算高效制备强关联费米子系统初始态的协议,通过张量网络近似核壳层本征态,利用Clifford+T门集优化量子电路,实现低T计数制备高保真度核本征态。
2026-03-26 quant-ph
No-cloning theorem for 2WQC and postselection
针对双向量子计算机(2WQC)可能违反无克隆定理的担忧,本文扩展原始证明,表明该定理在2WQC和后选择下依然成立,保障了量子密码协议的安全性。
2024-07-22 quant-ph
Trading Imaginary Time for Randomness in Ground State Preparation
Harvard University(哈佛大学);Pacific Northwest National Laboratory(太平洋西北国家实验室);Massachusetts Institute of Technology(麻省理工学院)
本研究提出扭转虚时间演化(TITE),用随机实时间演化替代一半虚时间,二次降低基态制备的成本,在不可积伊辛链的噪声模拟中性能优于标准虚时间演化(ITE)。
2026-08-04 quant-ph
Cheaper and more noise-resilient quantum state preparation using eigenvector continuation
本文提出利用特征向量延拓从截断的 ITE、ASP 和 VQE 制备的低能态构建子空间,以更低成本提升基态能量精度,并验证其在能级交叉、能隙消失及噪声环境下的鲁棒性。
2025-02-04 quant-ph
Generalized Nonlinear Imaginary-Time Evolution
Leiden Institute of Advanced Computer Science, Universiteit Leiden(莱顿大学高级计算机科学研究院);Applied Quantum Algorithms, Universiteit Leiden(莱顿大学应用量子算法);Instituut-Lorentz, Universiteit Leiden(莱顿大学洛伦兹研究所)
研究提出广义非线性虚时演化(NITE)用于量子态制备,给出其硬件高效变分实现及与量子自然梯度下降的联系,应用于多个子例程任务,证明有局部指数收敛率,优于标准梯度下降,可用于基态制备外的变分任务。
2026-07-13 quant-ph
Experimental Bayesian estimation of quantum state preparation, measurement, and gate errors in multi-qubit devices
我们引入了一种贝叶斯方法来估计量子器件中的单量子比特误差,并使用它来表征三个27量子比特超导量子比特器件上的这些误差。我们自洽地估计每个量子位的状态准备,读出和门误差的多达七个参数,分析这些误差随时间变化的稳定性,并在量子计算实验之前演示易于实现的减轻不同误差的方法。在所研究的设备上,我们发现不可忽略的量子比特重置错误,其不能被参数化为对角混合状态,而是表现为叠加的相干相位,其中来自量子比特的激发态的贡献很小。我们能够通过对初始化的量子比特施加预旋转来减轻这种错误,我们用多量子比特纠缠态来证明这一点。我们的研究结果表明,贝叶斯估计可以解决小参数-包括那些有关的量子门错误-具有较高的相对精度,在较低的测量成本相比,标准的表征方法。
2022-03-10 quant-ph
Hybrid Quantum Image Preparation via JPEG Compression
本文提出了一种通过JPEG压缩实现混合量子图像准备的方法,通过减少量子门数量和电路深度,同时保持高质量的图像重建。
2026-02-05 quant-ph
Preparation of a Bell state in an analogue device hosting the transverse-field Ising model
Qilimanjaro Quantum Tech(奇力马尼霍量子科技);Universitat de Barcelona(巴塞罗那大学)
该研究提出一种在横向场伊辛模型模拟器件中仅通过直接控制哈密顿量项制备单重态贝尔态的协议,利用绝热插值和共振布居转移两步实现,在约100纳秒内达到与门基方案相当的保真度,并具鲁棒性。
2026-09-09 quant-ph
Dissipative quantum state preparation and metastability in two-photon micromasers
研究了在双光子微脉塞中制备相干量子态的方法,并将其应用于量子精密测量。虽然这种设置原则上可以在许多物理系统中实现,但我们考虑原子与腔场的相互作用。我们重点讨论了由Jaynes-Cummings哈密顿量描述的相互作用的情况,这是不能通过常规的方法实现的,三能级原子与腔场耦合在双光子共振。我们发现,需要额外的水平,以取消斯塔克位移出现在领先的顺序。一旦完成,腔的动力学特征是纯态的简并定态流形。我们推导出这些态的解析形式,并表明它们包括具有可调平均光子数的薛定谔猫态。我们还证实了这些状态可以在相位估计协议中使用,其量子费舍尔信息超过标准限制。考虑到现实的缺陷,我们考虑单光子从腔中的损失,原子能级的有限寿命,以及在远失谐极限的高阶修正,这导致以前的稳定腔状态的亚稳态和长时间的动态与一个独特的混合稳态。尽管是混合的,这种定态仍然可以具有高于标准极限的量子费舍尔信息。我们的工作提供了一个全面的概述,双光子微脉泽动力学,特别是侧重于相位估计的应用,而我们考虑的设置与原子耦合到一个腔,结果可以直接转化为光机械系统。
2020-04-30 quant-ph
Efficient Preparation of Quantum States via Randomized Truncation
QICI Quantum Information and Computation Initiative, School of Computing and Data Science, The University of Hong Kong(香港大学计算与数据科学学院量子信息与计算倡议);Shenzhen International Quantum Research Institute(深圳国际量子研究院);Key Laboratory of Atomic and Subatomic Structure and Quantum Control (Ministry of Education), Guangdong Basic Research Center of Excellence for Structure and Fundamental Interactions of Matter, School of Physics, South China Normal University(华南师范大学物理学院原子与亚原子结构及量子控制教育部重点实验室、广东省物质结构与基本相互作用卓越基础研究中心);Guangdong Provincial Key Laboratory of Quantum Engineering and Quantum Materials, Guangdong-Hong Kong Joint Laboratory of Quantum Matter, Frontier Research Institute for Physics, South China Normal University(华南师范大学物理前沿研究院量子工程与量子材料广东省重点实验室、粤港量子物质联合实验室);Center on Frontiers of Computing Studies, Peking University(北京大学计算前沿研究中心);School of Computer Science, Peking University(北京大学计算机学院)
本文提出一种随机化量子态制备方法,通过概率放大小振幅以减少门操作数量,显著提升复杂态初始化的效率和可行性。
2026-01-14 quant-ph
Natural proofs for quantum state preparation lower bounds
Columbia University(哥伦比亚大学)
本文为量子态制备下界建立了Razborov-Rudich自然证明障碍的量子类比,证明在标准密码学假设下,自然性质无法证明超多项式下界,并指出现有技术均属此类。
2026-10-06 cs.CC quant-ph
Scalable high-fidelity and near-deterministic preparation of large photon-number states
College of Physics, Nanjing University of Aeronautics and Astronautics(南京航空航天大学物理学院);China Mobile (Suzhou) Software Technology Co., Ltd.(中国移动(苏州)软件技术有限公司)
本文提出了一种可扩展的控制协议,利用本征的自旋-振子操作制备大光子数态,通过交替Jaynes-Cummings相互作用和相空间位移,实现高保真度和近确定性的制备。
2026-03-30 quant-ph
Minimal evolution times for fast, pulse-based state preparation in silicon spin qubits
本文通过数值优化微波与交换脉冲,研究了硅自旋量子比特上基于脉冲的态制备的最小演化时间,并展示了快速交换和强微波驱动对加速态制备的关键作用。
2024-06-16 quant-ph
Quantum state-preparation control in noisy environment via most-likely paths
Chulalongkorn University(朱拉隆功大学);Mahidol University(玛希隆大学)
本文提出基于噪声可能性的量子态制备控制策略,通过最可能路径积分求解控制函数,提升在强退相干噪声下的制备成功率,与传统方法对比显示更高成功率。
2025-09-28 quant-ph
Quantum error correction of a grid-state qubit with state preparation and measurement errors below $10^{-3}$
Nord Quantique;Département de Physique et Institut quantique, Université de Sherbrooke(舍布鲁克大学物理系与量子研究所)
研究网格态量子比特的量子纠错,利用高性能QEC实现基数态和魔术态的重复直到成功态制备,结合改进测量协议校正多种误差,实验实现低于\(10^{-3}\)的态制备和测量误差,相比现有技术提升两个数量级。
2026-07-09 quant-ph
Scalable Quantum State Preparation for Encoding Genomic Data with Matrix Product States
University of Melbourne(墨尔本大学);Wellcome Trust Sanger Institute(威康信托桑格研究所);University of Oxford(牛津大学)
提出基于矩阵乘积态的可扩展量子电路方法,用于将基因组数据编码为量子态,通过ΦX174噬菌体基因组15量子比特编码实验,分析键维、重构误差与电路复杂度的权衡。
2026-06-18 quant-ph
Comparative Computational Strength of Quantum Oracles
这是一个既定的事实,对于许多有趣的问题,量子算法的基础上查询的标准甲骨文带来的显着改善相比,已知的经典算法。可以想象,还有其他算法重要性的神谕以不太直观的方式起作用,这些限制不适用于这些方式。因此,本文提出了一个更广泛的理解什么是一般的量子预言。我们提出了一个量子预言机的一般定义,并根据其查询的特征值和特征向量的行为对量子预言机进行了分类。我们的目标是确定量子预言机的计算特性,这些特征值和特征向量。在这个框架内,我们试图描述类的量子预言机,有效地模拟了标准的预言机和比较不同种类的量子预言机的计算强度的对手的论点,使用三角多项式。
2004-04-14 quant-ph
High-Fidelity Remote Graph State Preparation for Blind Quantum Computation
MasonQ;Center for Hybrid Quantum Networks (Hy-Q), Niels Bohr Institute, University of Copenhagen(哥本哈根大学尼尔斯·玻尔研究所混合量子网络中心)
本文提出远程图态制备(RGSP)框架,直接从单个高维光子量子比特制备任意图态,减少服务器端纠缠操作,并在噪声下保持拓扑无关保真度,显著降低量子比特开销,实现资源高效的盲量子计算。
2026-10-06 quant-ph
On the Improvement of Frequency Stardards with Quantum Entanglement
讨论了存在退相干时频率测量的最佳精度。我们分析了n个二能级系统的不同制备以及不同的测量过程。我们表明,标准的拉姆齐光谱的不相关原子和最大纠缠态的最佳测量提供了相同的分辨率。最好的解决方案是实现使用部分纠缠制剂具有高度的对称性。
1997-07-04 quant-ph
A Theory of Quantum Preparation and the Corresponding Advantage of the Relative-Collapse Interpretation of Quantum Mechanics as Compared to the Conventional One
分析两个标准的解释器,斯特恩-格拉赫和孔在屏幕上,它被证明是四个实体的理论的基本成分:复合系统的主物状态(作为子系统之间的适当相互作用的结果而出现)、适当的可观察的干扰器、其特征投影器之一被称为触发事件,以及,最后,所述条件对象状态对应于所述触发事件的发生。在量子力学的传统解释中讨论了条件态和回溯表观理想发生的概念。在这个解释中,在一个均衡器的一般理论中,第一类和第二类均衡器被区分开来。它们由相同的实体以相同的方式描述,但根据不同的物理机制。在这篇文章中,相对崩溃的解释是扩展到包括也制冷剂(除了测量仪器)。在这种解释中,机制也变得相同,并且只有一种分解器。
2001-07-11 quant-ph
Enhanced Maximum Independent Set Preparation with Rydberg Atoms Guided by the Spectral Gap
Korea University(韩国大学)
通过谱隙引导的调度工程方法ADGLB有效提升了Rydberg原子在最大独立集制备中的性能。
2026-02-20 quant-ph
Investigation of Hardware Architecture Effects on Quantum Algorithm Performance: A Comparative Hardware Study
School of Information Technology and Engineering, Kazakh British Technical University(信息技术与工程学院,哈萨克英国技术大学)
本研究通过比较不同硬件平台,揭示了量子算法性能对硬件架构和噪声特性的重要依赖,为NISQ时代的算法选择和基准测试提供了指导。
2026-01-07 cs.AR cs.ET quant-ph
Optimized Amplitude Amplification for Quantum State Preparation
针对依赖多次耗时预言机查询的标准量子态制备振幅放大方法,本文提出优化算法,制备指定系数的量子态速度达现有最优算法的两倍,可提升处理大规模经典输入的量子算法的实际性能。
2025-02-17 cs.CC quant-ph
On fault tolerant single-shot logical state preparation and robust long-range entanglement
针对容错量子计算中逻辑态制备的时间开销问题,推广Raussendorf-Bravyi-Harrington簇态方法,证明任意量子LDPC码可实现单次逻辑态及编码GHZ态制备,揭示自适应噪声恒定深度电路能生成通用鲁棒长程纠缠。
2024-11-07 cond-mat.str-el quant-ph