Realizable Quantum Adiabatic Search
Grover的非结构化搜索算法是迄今为止量子算法优于经典算法的最好例子之一。然而，由于其神谕性质，它的适用性受到许多人的质疑。我们提出了一种机制，进行量子绝热变体Grover的搜索算法使用一个单一的玻色子粒子放置在光晶格。通过研究在不同的空间维度的间隙和相关的矩阵元素的标度，我们表明，量子加速已经可以在三维。我们认为，建议的计划是可实现的与目前的实验能力。
2017-08-18 quant-ph
Adiabatic quantum search algorithm for structured problems
量子计算的研究一直是由希望找到有效的量子算法来解决经典难题。在这种情况下，量子算法的局部绝热演化已被证明可以解决一个非结构化的搜索问题的二次加速超过经典的搜索，就像格罗弗的算法。在本文中，我们研究如何结构的搜索问题可能被利用，以进一步提高这些量子绝热算法的效率。我们表明，通过嵌套一个部分搜索到一个全局搜索的变量减少，它是可能的设计量子绝热算法的复杂性，虽然仍然是指数级的，增长与减少的顺序在问题的大小。
2003-04-04 quant-ph
A measurement driven analog of adiabatic quantum computation for frustration-free Hamiltonians
绝热量子算法作为一种利用量子计算加速优化任务的潜在方法引起了人们的极大兴趣。该算法是最自然地实现在系统中，支持哈密顿演化，而不是离散门。我们探索一种替代方法，其中缓慢变化的测量被用来模拟绝热演化。我们表明，对于某些哈密顿量，保持沿绝热路径的挫折免费，必要的测量可以通过测量随机项的哈密顿量来实现。这为在基于门的量子计算机架构中实现绝热演化提供了一种新的、可能更可行的方法。
2017-06-08 quant-ph
Analog Grover search by adiabatic passage in a cavity-laser-atom system
在单模腔中N个全同三能级原子系统中研究了绝热Grover搜索的物理实现。一些原子通过在它们的两个基态之间存在能隙而被标记。搜索由两个部分延迟的激光器控制，这使得从初始纠缠态到标记态的确定性绝热转移成为可能。提出了精确或近似满足Grover加速比的脉冲方案，并计算了搜索的成功率。
2008-08-08 quant-ph
Quantum Search by Local Adiabatic Evolution
绝热定理最近已被用于设计一种新的量子算法，其中量子计算机发展得足够慢，使得它保持在其瞬时基态附近，这趋向于解[Farhi等人，quant-ph/0001106]。我们将这种含时哈密顿方法应用于Grover问题，即。例如，在非结构化数据库中搜索标记项目。我们发现，通过调整哈密顿量的演化速率，以保持在每个无穷小的时间间隔上的绝热演化，总的运行时间是$\sqrt{N}$的顺序，其中$N$是在数据库中的项目的数量。因此，我们恢复Grover的标准算法的优势相比，一个经典的搜索，缩放为$N$。这与Farhi等人开发的恒定速率绝热方法相反，其中绝热性的要求仅在整体上表达，导致有序时间$N$。
2001-07-03 quant-ph
Interferometry using spatial adiabatic passage in quantum dot networks
我们表明，空间绝热通道的技术可以用来实现一个电子干涉仪的几何形状类似于传统的Aharonov-Bohm环，通过使用相干传输绝热通道调制的设备的粒子的运输。该装置显示了系统的绝热和非绝热行为之间有趣的相互作用。非绝热和绝热行为之间的转变可以经由系统参数和协议被制定的总时间来调谐。观察到类似于静电Aharonov-Bohm效应的末态布居中的干涉效应。
2009-12-16 quant-ph
Shortcuts to adiabaticity in harmonic traps: a quantum-classical analog
本文利用 Nelson 随机量子化建立量子-经典类比，将经典过阻尼系统的最优协议转化为量子绝热捷径，并在含时谐振子上验证了该方法可同时优化过程时长与能量或动力学相位代价。
2024-08-06 quant-ph
Continuous-Time Quantum Algorithms for Unstructured Problems
我们考虑一个家庭的非结构化问题，我们提出了一种方法来构建模拟，连续时间量子算法，比他们的经典同行更有效。在这个家庭的问题，我们称之为“乱输出”的问题，一个必须找到一个给定的整数值的n位函数的输出值已被打乱在一些任意的方式的最小成本配置。这组问题的特殊情况是格罗弗的搜索问题，在非结构化数据库中找到一个有标记的项目，某些随机能量模型，以及Deutsch-Josza问题的功能。我们仔细考虑几个例子。首先，我们提供了一个确定性模拟量子算法来解决Deutsch和Josza的开创性问题，其中必须确定n位布尔函数是常数（在所有输入上为0或在所有输入上为1）还是平衡（在一半输入状态上返回0，在另一半输入状态上返回1）。我们还研究了随机能量模型的一个变体，并表明，正如人们所期望的那样，它的最小能量配置可以找到二次更快的量子绝热算法比经典算法。
2013-02-28 quant-ph
On the gap of Hamiltonians for the adiabatic simulation of quantum circuits
通过绝热演化模拟量子线路的时间或成本由模拟中涉及的哈密顿量的谱隙决定。在基于费曼哈密顿量的“标准”构造中，这样的间隙随着电路中的门的数量L多项式地减小。因为一个较大的间隙意味着一个较小的成本，我们研究的光谱间隙放大在这种情况下的限制。我们表明，在一些假设下的基态和成本的发展与哈密顿（适用于标准的建设），上界的差距秩序1/L如下。此外，如果哈密顿量满足无挫挫性质，则上界为1/L^2阶。我们的证明使用最近的绝热状态变换，光谱间隙放大，和连续时间量子查询算法的模拟结果。他们还考虑从非结构化搜索问题，其在甲骨文成本的下限转化为上限的差距减少。我们的研究结果的影响是，改善的差距超出了标准的建设（即，1/L^2），如果可能的话，是具有挑战性的。
2013-07-18 quant-ph
Polynomial Time Algorithms for Estimating Spectra of Adiabatic Hamiltonians
关于量子绝热优化的许多研究都集中在具有汉明对称势的随机哈密顿算子上，例如研究得很好的"尖峰"例子。由于大量的对称性，这些潜在的问题是很容易开放的分析和计算。然而，更现实的潜力没有这样的高度对称性，可能有许多局部极小值。在这里，我们提出了一个更现实的一类问题，由许多单独的汉明对称势阱。对于两个或三个这样的井，我们证明了这样的问题可以在量子位和井的数量的时间多项式中精确地解决。对于大于三个井，我们提出了一个紧密结合的方法，有效地分析这种哈密顿在绝热计算的性能。我们提供了几个基本的例子，旨在强调这个玩具模型的有用性，并深入了解使用紧密绑定方法来检查它，包括：（1）具有横向场驱动器和对标记项的先验猜测的绝热非结构化搜索和（2）用于精确模拟强相互作用自旋的小集合的基态的方案，并对伊辛模型哈密顿量进行了明确的演示。
2020-10-01 quant-ph
Quantum search by measurement
我们提出了一个量子算法来解决组合搜索问题，只使用一个序列的测量。该算法在精神上类似于通过绝热演化的量子计算，因为目标是保持在时变哈密顿量的基态。事实上，我们表明，这两个算法的运行时间是密切相关的。我们还展示了如何实现二次加速Grover的非结构化搜索问题，只有两个测量。最后，我们讨论了绝热和测量算法之间的一些异同。
2002-04-03 quant-ph
Rapid Data Search using Adiabatic Quantum Computation
我们表明，通过一个适当的选择时间相关的哈密顿量，搜索一个标记的项目在非结构化数据库中可以实现在单位时间内，使用绝热量子计算。这是一个相当大的改进，O（sqrt（N））在以前的算法所需的时间。折衷是在计算过程的中间阶段，计算机的基态能量增加到最大值O（sqrt（N）），然后在过程结束时返回到零。
2002-08-15 hep-th quant-ph
Adiabatic time-dependent metrics in PT-symmetric quantum theories
我们介绍了一种方法，散射问题的理论与非厄米哈密顿量，通常被称为PT对称量子理论，通过绝热切换的相互作用。通常的方法需要采用时间相关的指标的修改进行了说明。我们认为，类似的绝热定理持有时间依赖性度量和它的有效性形成的程序的一致性的必要条件。
2009-02-03 quant-ph
Mechanism of Efficacy in QAOA for Random k-SAT: From Adiabatic Manifold to Sublinear Parameter Optimization
School of Computer Science and Engineering, Southeast University（东南大学计算机科学与工程学院）；Key Laboratory of Computer Network and Information Integration (Southeast University), Ministry of Education（教育部计算机网络与信息集成重点实验室（东南大学））
本文研究了QAOA在随机k-SAT问题中的有效性机制，揭示了绝热态转移与QAOA算法之间的对应关系，并提出了一种基于绝热流形的参数优化策略，实现了亚线性参数优化和鲁棒初始化。
2026-05-19 quant-ph
Energetic cost of superadiabatic quantum computation
我们讨论量子计算的超绝热模型的能量成本。具体来说，我们调查的能量-时间互补一般无跃迁控制的演变和捷径绝热量子搜索在一个非结构化的列表。我们表明，所需的额外的能量资源的超绝热任意控制的演变可以通过使用概率动力学最小化，使最佳的成功概率是固定的进化时间的选择。在模拟量子搜索的情况下，我们表明，超绝热的方法诱导一个非预言的反非绝热哈密顿量，具有相同的能量-时间复杂度等效绝热实现。
2016-09-30 quant-ph
Adiabatic quantum computation: Enthusiast and Sceptic's perspectives
爱好者的观点：我们分析了AQC对于具有任意初始Hamilton量$H_I$的小秩问题Hamilton量$H_F$的有效性。我们证明了对于一般的$H_I$的运行时间不能小于$O(\sqrt N)$，其中$N$是希尔伯特空间的一个维度。我们还构造了一个显式的$H_I$，其运行时间确实是$O(\sqrt N)$。我们的算法可以用来解决标记项目数未知的非结构化搜索问题。怀疑论者的观点：我们表明，对于一个强大的设备，这样的$H_F$的运行时间不能比$O(N/\ln N)$小得多。
2010-04-29 cs.CC quant-ph
Energy and Efficiency of Adiabatic Quantum Search Algorithms
我们提出了一个一般的，非结构化的绝热量子搜索的数据库的$N$项目的详细分析的结果。特别是，我们研究的计算时间的影响，增加能量的系统。我们发现，通过增加的最低本征值的时间相关的哈密顿量{ \it暂时}的最大值$\propto \sqrt{N}$，它是可能的，在恒定的时间进行计算。这使我们得到的一般定理，它提供了绝热模拟的$\sqrt{N}$约束的传统量子搜索。结果表明，与含时哈密顿量中的预言项相关的作用量是绝热量子搜索所需资源的直接度量。
2003-02-26 hep-th quant-ph
Sum rule for non-adiabatic geometric phases
Uppsala University（乌普萨拉大学）
该研究提出了非绝热几何相位的求和规则，揭示了其在量子计算中的限制作用。
2026-01-11 quant-ph
Near-optimal quantum circuit for Grover's unstructured search using a transverse field
受Farhi等人（arXiv：1411.4028）提出的一类量子近似优化算法（QAOA）的启发，提出了一种基于电路的量子算法，用于大海捞针，获得了与Grover原算法相同的二次加速比。在我们的算法中，问题哈密顿量（oracle）和横向场交替施加到系统中的周期性方式。我们介绍了一种技术，基于自旋相干态，分析在一个单一的周期的复合幺正。该复合么正驱动分别与初始状态和目标状态具有高度重叠的两个状态之间的闭合转变。在我们的算法中的转移率是$Θ(1/\sqrt N)$的顺序，和重叠的顺序$Θ(1)$，产生一个接近最佳的查询复杂度为$T\simeq \sqrt N (π/2\sqrt 2\,)$。我们的算法是一个QAOA电路，展示了量子优势，具有大量的迭代，而不是来自于绝热量子优化（AGO）算法的Trotterization。它还表明，理解QAOA电路所需的分析涉及到一个非常不同的过程，从估计的能隙的哈密顿在AQO。
2017-06-12 quant-ph
Adiabatic quantum optimization with the wrong Hamiltonian
量子信息处理的模拟模型，例如绝热量子计算和模拟量子模拟，需要使系统服从精确指定的哈密顿量的能力。不幸的是，用于实现这些哈密尔顿算子的硬件将是不完美的，并且其精度有限。即使是很小的扰动和不精确也会对基态的性质产生深远的影响。在这里，我们考虑一个不完美的实现绝热量子优化，并表明，对于一个广泛适用的随机控制噪声模型，量子稳定器编码能够降低有效的噪声幅度，从而提高成功的计算或模拟的可能性。这种减少建立在两个设计原则上：等效逻辑运算符的求和以增加编码优化问题的能量尺度，以及包括包括代码稳定器元素的总和的惩罚项。我们说明我们的研究结果与伊辛梯和经典的重复编码大大增加的概率，即扰动模型的基态是未扰动模型的解码，而只使用现实的两体相互作用。最后，我们注意到重复编码是量子稳定器编码的一个特例，并表明这在原则上允许我们将我们的结果推广到许多类型的模拟量子信息处理，尽管以牺牲多体相互作用为代价。
2013-10-02 quant-ph
Quantum Analog of Carnot Engine
为了建立一个量子模拟的传统卡诺热机，一个常见的选择是用两个量子力学绝热过程代替两个热力学绝热过程。一般来说，这种量子卡诺热机有六个冲程。我们用微扰的方法分析了这种六冲程量子卡诺热机的效率。
2017-10-28 cond-mat.stat-mech quant-ph
Quantum Gates with Controlled Adiabatic Evolutions
我们引入了一类量子绝热演化，我们声称可以解释为量子门模型的幺正门的等价物。我们认为，这些门形成一个通用的集合，因此可以被用来作为积木在建设任意的“绝热电路”，类似的方式，其中门被用于电路模型。上述构造的一个含义是，任意经典布尔电路以及门模型电路可以直接转换为绝热算法，而不需要额外的资源或复杂性。我们表明，虽然这些绝热算法未能表现出某些方面的固有容错传统的量子绝热算法，他们可能有一定的其他实验优势作为量子门。
2015-02-18 quant-ph
Upper bound inequality for calculation time in simulated annealing analogous to adiabatic theorem in quantum systems
最近有报道称，经典系统具有状态演化的速度极限，尽管这种速度极限的概念一直被认为是量子系统所独有的。由于经典系统的速度限制，可以导出具有所需计算精度的模拟退火计算时间的下限。然而，这样的下限并不能作为在实际时间内完成计算的标准。在本文中，我们推导出一个类似于量子绝热定理的经典系统的不等式，该不等式给出了保证精度的涨落利用计算的计算时间。给出了计算时间与精度之间的折衷关系，其形式为实际应用中可接受的形式。
2021-07-07 math-ph math.MP quant-ph
Stimulated Raman adiabatic passage analogs in classical physics
受激拉曼绝热通过（STIRAP）是一种在三态量子系统中产生相干布居转移的成熟技术。本文利用这种量子系统的薛定谔方程与经典系统的牛顿运动方程之间的相似性，讨论了STIRAP的几个经典类似问题，特别是运动带电粒子在准静态磁场的洛伦兹力作用下的运动，磁矩在缓变磁场中的取向，科里奥利效应和惯性系拖曳效应。像STIRAP一样，这些现象发生在违反直觉的有序场脉冲中，并且对相互作用性质的微小变化不敏感。
2008-12-01 math-ph math.MP physics.class-ph
Spatial Adiabatic Passage of Massive Quantum Particles
在具有多重子晶格结构的周期势场中，通过对冷原子隧穿振幅的精细调控，我们可以在不填充中间子晶格的情况下，实现原子从一个子晶格到另一个子晶格的相干转移，这可以看作是受激拉曼绝热通过的空间模拟.关键是在Lieb型光晶格中存在形成平坦带的暗本征态。我们还成功地观察到奥特勒-汤斯双峰使用相同的设置的物质波模拟。这一工作揭示了一种新的冷原子在光学势中的相干控制。
2017-08-03 cond-mat.quant-gas quant-ph
Adiabatic Quantum Transport in a Spin Chain with a Moving Potential
在自旋链中实现量子态转移的许多方案对自旋-自旋耦合强度的随机波动都不鲁棒。为了实现稳健的量子态转移，本研究提出了一种绝热量子布居转移方案。该方案利用了一个缓慢移动的外部抛物势，并定性地解释了绝热以下的量子态的运动分界线结构的经典相空间中的钟摆类比。详细方面，我们的绝热人口转移计划，包括其鲁棒性，计算研究。我们的绝热方案在量子信息传输的应用进行了讨论，重点放在使用双自旋链编码量子相位。这些结果对于控制量子点阵列中的电子隧穿也是有用的。
2007-12-11 quant-ph
Lower Bounds on Quantum Annealing Times
本文推导了绝热区域之外成功执行量子退火所需时间的下界，该下界在三个已知快速退火方案模型中渐近饱和并证明其具有最优标度，同时揭示了量子相干性是快速退火的计算资源。
2023-04-05 quant-ph
Constant Depth Digital-Analog Counterdiabatic Quantum Computing
Kipu Quantum GmbH（基普量子有限公司）
本研究提出了一种数字-模拟量子计算方法，通过恒定深度电路实现高效反迪阿布拉特协议，提升量子态准备的资源效率。
2026-01-03 quant-ph
Adiabatic many-body state preparation and information transfer in quantum dot arrays
多体系统的量子模拟是量子技术研究的热点之一。其中之一是当能隙消失使冷却机制失效时，在其基态制备多体系统。绝热理论作为一种替代冷却的方法，可以用来驱动多体系统到其基态。本文研究了量子点阵列中两种最常见的无序现象，即交换耦合涨落和超精细相互作用，并在此基础上研究了这种系统中基态的制备。我们表明，绝热基态准备是非常强大的对这些无序的影响，使其成为良好的模拟模拟器。此外，我们还研究了自旋链上单重态-三重态的绝热经典信息传递。与基态制备相比，转移机制受无序的影响很大，特别是超精细相互作用对性能的破坏性很大。这表明，对于跨这种阵列的通信任务，绝热演化不是有效的，量子猝灭可能是优选的。
2015-04-27 quant-ph
Demonstration of Adiabatic Variational Quantum Computing with a Superconducting Quantum Coprocessor
绝热量子计算使得能够制备多体基态。这对于化学、材料科学等领域的应用至关重要。实现带来了重大的实验挑战：直接模拟实现需要复杂的哈密顿工程，而数字化版本需要深量子门电路。为了绕过这些障碍，我们提出了一个绝热变分混合算法，它采用短量子线路，并提供了一个系统的量子绝热优化的电路参数。量子绝热定理不仅保证了基态的存在，而且保证了激发态的存在.本文首次从实验上证明了在多量子位超导协处理器的辅助下，绝热变分算法可以有效地制备多体本征态.我们跟踪的实时演化的地面和激发态的横向场伊辛自旋的保真度，可以达到约99%。
2019-05-08 quant-ph
Bifurcation-based adiabatic quantum computation with a nonlinear oscillator network: Toward quantum soft computing
非线性系统的动力学特性随其参数的变化而发生质的变化，这就是所谓的分岔。量子力学非线性振子可以通过量子绝热演化通过其分叉点产生两个振荡态的量子叠加，称为薛定谔猫态。在这里，我们提出了一个量子计算机包括这样的量子非线性振荡器，而不是量子比特，解决困难的组合优化问题。非线性振子网络通过量子绝热演化找到最优解，其中非线性项缓慢增加，与传统的绝热量子计算或量子退火相反，其中量子涨落项缓慢减少。数值模拟的结果表明，量子叠加和量子涨落可以有效地找到最优解。还值得注意的是，本计算机类似于神经计算机，神经计算机也是非线性组件的网络。因此，本方案将为量子计算、非线性科学和人工智能开辟新的可能性。
2016-02-23 quant-ph
Resource-Efficient Digitized Adiabatic Quantum Factorization
IFF.CSIC.es（西班牙国家研究委员会物理研究所）
本文提出了一种基于核子空间编码的数字化绝热量子分解方法，通过QUBO方法实现更高效的整数分解。
2026-02-04 quant-ph
Adiabatic Quantum Phase Estimation
Center for Theoretical Physics, Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院理论物理中心）；Department of Mechanical Engineering, Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院机械工程系）
本文提出了一种简单的绝热协议，用于量子相位估计，实现了最优的海森堡极限缩放，同时在精度和失败概率上具有鲁棒性。
2026-05-21 quant-ph
Performance of a measurement-driven 'adiabatic-like' quantum 3-SAT solver
我描述了一个量子方法来解决3-可满足性（3-SAT），在计算机科学中众所周知的问题。该方法是基于反复测量的真值的条款形成的3-SAT命题使用非正交的基础。如果基础缓慢地演化，那么就有一个与绝热量子计算的强烈类比，尽管这种方法完全是基于电路的。为了解决n个变量的3-SAT问题，需要$n$量子位的量子寄存器，或者更准确地说，需要rebit，即相位仅需要为实数的量子位。对于高达n=26量子比特的情况，数值模拟表明该算法运行速度快，优于Grover算法，并且具有优于最佳报道的经典算法的n的缩放。有迹象表明，该方法具有固有的鲁棒性与不完善的基本操作。
2015-09-02 quant-ph
On fixed-gap adiabatic quantum computation
量子计算在加速算法和模拟分子等量子系统方面具有革命性的潜力。我们在这里报告的量子计算机设计，执行通用的量子计算内的一个单一的非简并基态保护从散肩噪声的能隙，我们认为是系统大小无关的。与传统的电路非常相似，它大大改变了量子计算机构造的要求，简化了测量、计时和加热问题。使用标准的绝热条件，我们提出的证据表明，这种设计允许“量子并发处理”分布在额外的量子位之间的量子计算，以执行N门的量子算法的时间量与N的平方根。我们工作的一个结果是绝热量子计算的固定间隙版本，几个参数暗示这可能是不可能的。
2014-01-21 quant-ph
How Fast Can Quantum Annealers Count?
我们概述了一个算法的量子计数问题，使用绝热量子计算（AQC）。我们表明，使用局部绝热演化，其中绝热过程以可变速率执行的过程，该问题以与类似的基于电路的算法相同的复杂性解决，即，比相应的经典算法快二次方。上述算法为AQC作为量子计算机上更有效解决问题的范例的潜在强大能力提供了进一步的证据，并且可以用作解决更复杂问题的基础。
2013-08-07 quant-ph
Hardness-dependent quantum adiabatic schedules for the maximum-independent-set problem
针对最大独立集问题与中性原子量子计算平台，提出一种依赖问题难度而非规模的高效绝热调度数值方法，性能优于基准且易硬件实现，已在256量子比特Aquila计算机上验证，扩展至混合算法有望用现有技术求解更难实例。
2025-06-12 quant-ph
Adiabatic graph-state quantum computation
基于测量的量子计算（MBQC）和完整量子计算（HQC）是两种截然不同的计算方法。MBQC中的计算由在大纠缠态上以特定顺序执行的自适应测量驱动。相反，在HQC中，系统在哈密顿量的基态子空间中开始，该子空间缓慢地改变，使得在子空间内发生变换。遵循Bacon和Flammia的方法，我们证明了任何基于测量的量子计算都可以转换成一个基于物理驱动的完整计算，我们称之为\emph{adiabatic graph-state quantum computation}（AGQC）。然后，我们研究如何AGQC的属性与MBQC的属性，如计算深度。我们确定了一个权衡，可以在AGQC中的绝热步骤的数量和$\dot{H}$的范数以及$H$的程度之间进行，类似于MBQC中看到的测量数量和经典后处理之间的权衡。最后，从标准MBQC不同的排序进行AGQC的影响进行了研究。
2014-12-19 quant-ph
Relativistic Adiabatic Approximation and Geometric Phase
本文对与电磁、引力和任意标量势最小耦合的Klein-Gordon场，发展了量子绝热近似的相对论模拟。计算了相应的绝热动力学相和几何相。本文介绍的方法避免了在Klein-Gordon方程的解空间上使用内积。在相对论朗道能级问题和旋转宇宙弦的分析中，证明了它的实用优势。
1998-07-01 hep-th quant-ph
Designing Adiabatic Quantum Optimization: A Case Study for the Traveling Salesman Problem
随着量子技术的进步，更复杂的量子退火装置变得可用。虽然它们为解决优化问题提供了新的可能性，但它们的真正潜力仍然是一个悬而未决的问题。由于绝热算法的优化设计在其评估中起着重要的作用，我们说明了在基于旅行商问题（TSP）的量子退火硬件上实现优化问题时要考虑的方面和挑战。我们证明了，如果量子动力学没有仔细定制的问题，局部极小值之间的隧道可以指数抑制。此外，我们表明，不平等的约束，特别是，模拟量子退火机的实施提出了一个主要的障碍。我们最后认为，可编程数字量子退火器可以克服许多这些障碍，并可以-一旦足够大的量子计算机存在-提供一个有趣的路线，使用量子退火的一大类问题。
2017-02-21 quant-ph
Resonant Adiabatic Passage with Three Qubits
我们研究了绝热量子隐形传态的非绝热实现，发现通过共振可以达到完美的保真度。我们阐明了隐形传态的物理机制，为三个量子比特，通过映射到两个平行的和相互相干的绝热通道的动力学。通过转换到绝热框架中，我们用自旋为1/2的粒子的磁共振来解释这种共振。我们的结果建立了一个快速和鲁棒的方法来转移量子态，并提出了一种替代路线向高精度量子门。
2012-01-23 cond-mat.mes-hall quant-ph
Non-Hermitian heat engine with all-quantum-adiabatic-process cycle
量子热机是一种量子器件，它可以用厄米哈密顿量来描述，但由于它是一个开放系统，在量子力学的背景下，只能唯象地引入贮库，而不能进行任何描述。一个非厄米特系统被期望描述一个开放的系统，它与外部储存器交换能量和粒子。相应地，在量子力学的背景下，这种交换可以是绝热的。我们首先通过一个具体的简单二能级系统提出了一个非厄米量子HE，该系统是一个S = 1/2的自旋在一个复杂的外部磁场。非厄米PT对称哈密顿量是一个完备的哈密顿量，它既描述了工作介质，又描述了储层。热机循环由完全量子绝热过程组成。令人惊讶的是，获得的热效率是相同的厄米量子奥托循环。一个经典的类似物，这个计划也提出。我们的发现为揭示非厄米哈密顿量在物理学中的作用铺平了道路。
2016-11-02 quant-ph
Diagonal Catalysts in Quantum Adiabatic Optimization
我们提出了一个协议的量子绝热优化，其中一个中间的哈密顿是对角线的计算基础是打开和关闭插值期间。这种“对角催化剂”的作用是偏向一个给定的自旋配置的能量景观，我们展示了如何这可以消除一阶相变中存在的铁磁$p$ -自旋和弱-强集群问题的标准协议。该协议的成功也清楚地表明了它是如何失败的：如果从基态的汉明距离和偏置状态的能量相关，则将能量景观偏向一个状态仅有助于找到基态。我们提出的例子中，偏向低能量状态，但仍然是非常远的汉明距离从基态可以严重恶化的算法的效率相比，标准协议。对角催化剂协议的结果是类似的绝热反向退火所表现出的结果，所以我们的结论应该适用于该协议以及。
2021-02-15 quant-ph
Behavior of Analog Quantum Algorithms
模拟量子算法是用哈密顿算子而不是幺正门来表示的，包括量子绝热计算、量子退火和量子近似优化算法（QAOA）。这些算法是近期量子应用的有希望的候选者，但它们通常需要通过退火时间表或变分参数进行微调。在这项工作中，我们探索这些模拟算法之间的连接，以及限制，在其中它们成为近似的最佳procedure.Notably，我们探讨如何最佳的程序接近一个平滑的绝热过程，但与叠加的振荡模式，可以解释在基态和第一个激发态之间的相互作用，影响非绝热跃迁的相干误差抵消。此外，我们提供了数值和分析的证据表明，QAOA模拟这个最佳的程序，每个QAOA层的长度等于周期的振荡模式。此外，QAOA刘海的比率由最佳过程的平滑、非振荡部分确定。我们提供的最佳程序的产品公式扩展这些现象的参数。通过这些论证，我们得出结论，不同的模拟算法可以在不同的限制和近似下模拟最优协议。最后，我们提出了一个新的算法，更好地近似最优协议使用的分析和数值的见解，从其余的文件。在实践中，数值上，我们发现，该算法优于标准QAOA和朴素量子退火程序。
2021-07-02 quant-ph
Large time-step discretisation of adiabatic quantum dynamics
本文研究绝热量子计算数字化模拟的离散化开销，证明可采用独立于误差和演化时间的大均匀步长，并在边界消除条件下使一阶 Trotter 呈指数收敛；用于无结构搜索可达到 Grover 下界且无需预知标记态数量。
2025-08-29 cs.NA math.NA quant-ph
Quantum Zeno effect versus adiabatic quantum computing and quantum annealing
Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf（德累斯顿-罗斯多夫亥姆霍兹中心）；Technische Universität Dresden（德累斯顿工业大学）
研究绝热Grover搜索算法中环境耦合导致的退相干，发现量子芝诺效应通过持续测量抑制量子跃迁，从而限制量子加速，并推广到基于Landau-Zener跃迁的绝热量子算法和量子退火方案。
2026-05-22 quant-ph
Coherence and Entanglement Monogamy in the Discrete Analogue of Analog Grover Search
Grover的搜索算法是最优的量子算法，它可以比任何已知的经典算法快二倍地搜索非结构化数据库。纠缠和相关性在搜索算法中的作用已经被非常详细地研究，并且已知对于Grover搜索算法的纯状态实现，量子位之间的纠缠对于获得二次加速是必要的。本文系统地研究了离散模拟$\textit{analog analogue of Grover search algorithm}$中的量子相干性和纠缠单偶行为。Grover搜索的模拟类似物是基于绝热哈密顿演化的连续时间量子算法，其给出了二次加速，类似于原始的Grover搜索算法。我们表明，减少量子相干性，量化使用各种相干单调，是一个明确的签名，达到最大的成功概率在模拟Grover搜索。我们还表明，对于系统的任何两个量子比特约化的密度矩阵，并发度的演化非常接近于成功概率的增加率。此外，我们证明了该系统满足任意时间的$n$ -party monogamy不等式，从而限制了量子搜索过程中$n$ -量子比特纠缠的数量。
2016-11-14 quant-ph
Determining probability density functions with adiabatic quantum computing
本文提出结合绝热模拟演化与门电路的量子算法，通过编码累积分布函数并以参数移位规则求导，从而确定一维概率密度函数。
2025-01-06 hep-ph quant-ph
Analog Superconducting Quantum Simulator for Holstein Polarons
我们提出了一个基于超导电路QED系统的Holstein分子晶体模型的模拟量子模拟器。通过改变超导谐振器上的驱动场，人们可以很容易地访问这个模型的绝热和反绝热制度。也可以达到小极化子形成所需的强e-ph耦合。我们证明了在谐振腔中施加微波脉冲可以产生任意准动量的小极化子态。我们还表明，显着的压缩，可以实现在极化子交叉制度，通过一个基于测量的计划的谐振腔模式。
2013-12-04 cond-mat.mes-hall quant-ph
Generating shortcuts to adiabaticity in quantum and classical dynamics
无跃迁量子驱动快速实现绝热演化，使用反非绝热哈密顿量来抑制非绝热跃迁。在这里，这种策略是投在绝热运输发电机方面，导致一个经典的模拟：无耗散经典驱动。对于单粒子活塞，这种方法产生的经典和量子反非绝热项的简单和精确的表达式。这些结果进一步推广到偶幂律势在一个自由度。
2013-05-21 cond-mat.stat-mech physics.class-ph quant-ph
Dissipative search of an unstructured database
非结构化数据库的搜索相当于从$N$元素中找到具有特定属性的一个元素。使用oracle一次检查一个元素的经典搜索平均需要$N/2$步。量子搜索的Grover算法及其酉Hamilton演化模拟在$\mathcal{O} (\sqrt{N})$时间步长中渐近最优地完成搜索。我们重新制定的搜索问题作为一个耗散马尔可夫过程的$N$水平的系统弱耦合到一个热浴。假设系统的能级代表数据库元素，我们表明，与适当的选择的光谱和物理上允许的，长程跃迁率之间的能级，系统松弛到基态，对应于所寻求的元素，在时间$\mathcal{O} (\ln N)$。
2022-04-04 cond-mat.stat-mech cs.DS quant-ph
Quantum Hamiltonian daemons: unitary analogs of combustion engines
哈密顿守护进程最近被经典地定义为小的封闭哈密顿系统，其可以表现出从高频到低频自由度的长期能量转移（稳定下转换），类似于内燃机中从分子激发的高太赫兹频率到活塞运动的低千赫兹频率的能量稳定转移。经典的守护进程通过利用非线性共振在一个小的封闭系统内实现下变频;绝热定理允许它们的操作，但对它们的效率施加了非平凡的限制。在这里，我们研究一个量子力学守护进程的简单例子。在对应机制中，它服从与经典机制类似的效率极限，但在强量子力学机制中，守护进程以完全不同的方式运行。它以一种独特的量子力学形式保持着一种类似发动机的行为：通过一系列动量的量子跳跃，以稳定的平均速率举起重物，每一次跳跃都消耗一个量子的燃料。量子守护进程可以通过非绝热朗道-齐纳跃迁在任何时候停止下转换，并且量子守护进程的继续操作与快速和慢速自由度之间的稳定增长的纠缠相关联。
2017-06-14 quant-ph
Efficient implementation of quantum signal processing via the adiabatic-impulse model
RIKEN Center for Quantum Computing, RIKEN（理研量子计算中心）；Quantum Research Institute and Physics Department, The University of Michigan（密歇根大学量子研究所与物理系）
本文提出通过绝热-脉冲模型实现量子信号处理算法，利用非绝热高振幅驱动提高量子电路鲁棒性并实现快速量子逻辑门。
2025-12-01 cond-mat.mes-hall quant-ph
Diabatic quantum gates
目前，已经提出了几种量子计算模型。绝热量子计算方案特别提供了这种可能性，并且基于系统的足够慢的时间演化，其中没有跃迁发生。在这项工作中，量子计算的一个新的策略是从相反的角度来看。我们的目标是控制一些状态之间的非绝热跃迁，以产生所需的退出状态后的演变。该模型是通过绝热量子计算和非弹性原子碰撞之间的类比。通过一个简单的两态模型，再现了几个量子门，并由此得出了非绝热泛容错量子计算的可能性。更进一步，一个新的量子非绝热计算模型被瞥见，其中精心选择的哈密顿量可以在初始状态和所寻求的最终状态之间进行非绝热跃迁。
2012-10-11 quant-ph
