Iterative Entanglement Distillation: Approaching full Elimination of Decoherence
量子纠缠的分布和处理构成了量子通信和量子计算的基础。这两者的实现是困难的，因为量子信息固有地具有对退相干的高敏感性，即对不可控的信息损失到环境的敏感性。对于纠缠分发，提出的解决方案是能够完全消除退相干，即迭代纠缠蒸馏。这种方法建立在大量的蒸馏步骤，每个步骤从大量的强退相干态中提取出大量的弱退相干纠缠态。在这里，第一次，我们实验证明纠缠的迭代蒸馏。已经蒸馏的纠缠态在第二个蒸馏步骤中得到了进一步的改进，并可用于后续步骤。我们的实验显示了实现纠缠蒸馏方案所需的积木，可以完全消除退相干。
2010-07-09 quant-ph
Topological cluster state quantum computing
量子计算方案中描述的物理。98，190504（2007），当被视为簇状态计算时，其特征在于3-D簇状态、能够仅通过校正Z个错误来校正一般错误的新颖的可调节强度错误校正、接近1%的阈值错误率以及低开销的任意长距离逻辑门。在这项工作中，我们审查的计划，仅在所需的3-D集群状态及其稳定剂的详细框架讨论。
2009-02-25 quant-ph
Quantum Cryptography Approaching the Classical Limit
当我们接近经典极限时，我们考虑连续变量量子密码的安全性，即，当发送站的未知准备噪声变得非常嘈杂或热（甚至高达真空模式方差的10，000倍）时。我们表明，只要信道传输损耗不超过50%，量子密码的安全性不依赖于信道传输，因此，对大量的过量准备噪声具有难以置信的鲁棒性。我们将这些结果扩展到第一次考虑波长比光学长得多的量子密码学，并发现安全区域仍然存在，一直到微波。
2013-04-15 quant-ph
Continuous Variable Quantum Algorithms: an Introduction
量子计算通常与具有离散本征值谱的离散量子态和物理量相关联。然而，量子计算通常是通过利用离散或其他物理量的量子性质来完成的任何计算。已经表明，具有连续本征值谱的物理量也可以用于量子计算。目前，连续变量量子计算无论在理论上还是在实验上都是一个快速发展的领域。在这个教学介绍中，我们介绍了它背后的基本理论概念和算法开发工具。本文的目标读者与离散量子计算的背景，谁是新的连续变量量子计算。
2021-07-05 quant-ph
Bell tests for continuous variable systems using hybrid measurements and heralded amplifiers
我们提出贝尔测试光学连续变量系统，结合混合测量（即测量粒子和波方面的光）和预示放大器。我们讨论两种类型的计划，其中放大器位于源，或在当事人的实验室。包括放大器有助于减少设置中损耗的不利影响。特别是，我们表明，在检测效率和传输损耗方面的要求显着降低，接近实验可访问的制度。
2012-03-01 quant-ph
Generalization of Grover's Algorithm to Multiobject Search in Quantum Computing, Part I: Continuous Time and Discrete Time
L. K. Grover在量子计算中的搜索算法在大型未排序数据库中搜索单个对象时给出了最佳的二次加速。在本文中，我们推广格罗弗的算法在希尔伯特空间框架中的连续和离散时间的情况下，隔离其几何本质的情况下，一个以上的对象满足搜索标准。
2000-07-31 quant-ph
Universal Quantum Computing with Measurement-Induced Continuous-Variable Gate Sequence in a Loop-Based Architecture
我们提出了一个可扩展的方案，光学量子计算使用测量诱导连续变量量子门在一个基于环路的架构。在此，在单个空间模式中的时间仓编码的量子信息由电可编程门序列在嵌套循环中确定性地处理。这种架构可以用几乎最少的资源处理任何输入状态和任意数量的模式，并为量子比特和连续变量提供了一个通用的门集。此外，可以通过已知的方案容错地执行量子计算，该方案用于在单个光模式的无限维希尔伯特空间中编码量子比特。
2017-09-21 quant-ph
Rate compatible reconciliation for continuous-variable quantum key distribution using Raptor-like LDPC codes
在实际的连续变量量子密钥分发（CV-QKD）系统中，后处理过程，尤其是纠错部分，对系统性能有着重要的影响。多边型低密度奇偶校验（MET-LDPC）码由于其在低信噪比下接近香农限的性能而适合于CV-QKD系统。然而，设计具有良好性能的低速率MET-LDPC码的过程是极其复杂的。因此，我们将Raptor类LDPC（RL-LDPC）码引入到CV-QKD系统中，既展示了Raptor码的速率兼容特性，又展示了MET-LDPC码的容量逼近性能。此外，该技术可以显著降低构建新矩阵的成本。我们设计了具有0.02码率的RL-LDPC矩阵，并且容易且有效地将该码率从0.016调整到0.034。仿真结果表明，在一定的码率变化范围内，仅使用一个RL-LDPC码就可以实现98%以上的协调效率，并且能够支持高速译码，信噪比小于-16.45 dB。该编码使系统在不同信噪比下都能保持较高的密钥提取率，为CV-QKD系统在不同传输距离下的实际应用铺平了道路。
2021-04-23 quant-ph
Generation of continuous-wave THz radiation by use of quantum interference
我们提出了一种产生连续波太赫兹辐射的方案。该方案需要一种介质，其中可以选择$Λ$配置中的三个离散状态，在两个较低的亚稳态之间具有太赫兹频率跃迁。我们考虑三频连续波电磁波（e.m.）通过$Λ$介质辐射。在共振激发下，由于跃迁的量子干涉，介质的吸收被大大降低，而非线性极化率被增强。这导致了非常有效的能量转移之间的电。波提供了太赫兹产生的可能性。我们证明，在这种技术中的光子转换效率接近统一。
1999-12-13 quant-ph
Interplay of resources for universal continuous-variable quantum computing
该研究在连续变量量子计算中发现新资源“辛相干性”，开发低辛相干性计算的高效经典模拟算法，确立其为通用性必要资源，并揭示其与非高斯性、纠缠的相互作用，类似离散变量中相干性、魔态、纠缠的关系。
2025-02-11 quant-ph
Continuous-variable quantum computing in the quantum optical frequency comb
本文介绍了连续变量（CV）的理论和实验进展，即，基于量子模代替基于量子位-大规模、容错量子计算和量子模拟。介绍了多体纠缠CV团簇态的物理和数学，并描绘了它们与实验概念的联系。还提出了实现容错的途径。作者希望通过这篇综述能吸引更多的人加入到这一领域，并促进这一领域向集成量子光子学这一有前途的技术的延伸。
2019-07-23 quant-ph
Universal Quantum Computing with Arbitrary Continuous-Variable Encoding
在连续变量系统中实现量子比特量子计算机通常需要根据编码基态设计特定的相互作用。在这项工作中，我们提出了一个统一的形式进行通用的量子计算与一个固定的操作集，但任意编码。通过以两个或四个qumode的奇偶校验存储量子位，所有计算过程可以通过基态准备、连续变量指数交换操作和交换测试来实现。我们的形式继承了量子信息与集体噪声解耦的优点，并且具有不同编码的逻辑量子比特可以在不解码的情况下相互作用。我们还提出了一个可能的实现所需的操作，通过使用各种连续变量系统中可用的相互作用。我们的工作将工程量子计算通用相互作用的“硬件”问题与为特定目的设计编码的“软件”问题分开。因此，量子计算机架构的开发可以简化。
2016-05-30 quant-ph
Efficient measurement-based quantum computing with continuous-variable systems
我们提出了严格有效的计划，可扩展的测量为基础的量子计算使用连续变量系统：这些计划是基于合适的非高斯资源状态，可以准备使用光与物质系统的相互作用，甚至纯粹的光学。在各个站点上，仅需要高斯测量，例如光学零差测量以及光子计数测量。这些方案克服了高斯团簇状态所带来的限制，高斯团簇状态对于无限长度的量子计算来说是不通用的，除非人们愿意将压缩的程度与整个系统的大小进行缩放。我们建立了一个框架，来自张量网络和矩阵产品的状态与无限的物理尺寸和有限的辅助尺寸一般足以提供一个框架，这样的计划。由于在所讨论的方案中的逻辑编码是有限维的，纠错的工具是适用的。我们还确定了一些进一步的限制，任何连续变量的计算方案，从其中可以说，没有更容易的连续变量的测量为基础的计算方式比目前的一个可以存在。
2012-07-09 quant-ph
Silicon qubit fidelities approaching incoherent noise limits via pulse engineering
容错量子计算的性能要求非常严格。量子比特必须以远低于1%的错误率进行操纵、耦合和测量。对于半导体实现，硅量子点自旋量子位已经证明了接近该阈值的平均单量子位Clifford门错误率，特别是在同位素富集的$^{28}$ Si/SiGe器件中具有0.14%的错误率。这种门的性能，以及高保真双量子比特门和测量，仅在假设噪声是不相干的情况下，才已知满足某些架构中的容错量子计算的阈值，并且需要更低的错误率来减少开销。在这里，我们的实验表明，脉冲工程技术，广泛用于磁共振，改善平均Clifford门错误率为0.043%的硅量子点自旋量子比特，一个因素3以前的最佳结果改善硅量子点设备。通过在随机基准中包括断层扫描完整的测量，我们推断出噪声的高阶特征，称为酉性，它测量噪声的相干性。这反过来又使我们能够从理论上预测，通过进一步的脉冲改进，可以实现低至0.026%的平均门错误率。这些性能最终受到马尔可夫噪声的限制，我们将其归因于从硅器件结构本身或环境发出的电荷噪声。
2020-01-28 cond-mat.mes-hall quant-ph
Cybersecurity for Quantum Computing
随着网络攻击频率和范围的不断增加，量子计算公司、机构和研究团体可能会成为民族国家行为者、网络犯罪分子和黑客分子的目标，因为随着量子计算竞赛的加剧，他们可能会进行破坏、间谍活动和财政动机。量子应用已经扩展到商业、经典的信息系统和服务，接近保护其网络、软件、硬件和数据免受数字攻击的必要性。本文讨论了量子计算技术的现状以及与之相关的量子威胁。我们进而概述了量子计算系统的威胁向量以及相应的防御措施、缓解措施和最佳实践，以抵御快速变化的威胁格局。随后，我们提出了如何通过威胁情报主动减少网络攻击面的建议，并通过量子软件和硬件组件的设计来确保安全性。
2021-10-27 cs.CR quant-ph
Hybrid continuous-discrete-variable quantum computing: a guide to utility
North Carolina State University（北卡罗来纳州立大学）；KBR, Inc.（KBR公司）；NASA Ames Research Center（NASA艾姆斯研究中心）；Pacific Northwest National Laboratory（太平洋西北国家实验室）；Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）；University of Washington（华盛顿大学）；Colorado State University（科罗拉多州立大学）
本文针对新兴的混合连续-离散变量量子计算范式，梳理其优势、跨物理/化学/计算机科学领域的潜在应用，以及相关算法与软件层面的考量，为该技术落地实用提供参考指引。
2025-11-17 quant-ph
Are all Gaussian states also cluster states? Essential diagnostic tools for continuous-variable one-way quantum computing
连续变量（CV）簇态是一种通用的量子计算平台，其在实验上超过了量子位平台的数量级。利用多模压缩高斯态，利用量子光学实现了CV团簇态的室温实现。也已经证明，CV量子计算的容错阈值可以在现实的压缩水平上达到。在本文中，我们表明，标准的方法来设计和表征CV集群状态可以错过纠缠系统中存在的。这种隐藏的纠缠可以用来增加量子计算机的功率，但如果未被检测到，它也会阻碍量子算法的成功实现。通过对高斯态结构的详细分析，我们推导出了一种算法，该算法可以揭示任意高斯态中隐藏的纠缠，并优化其在单向量子计算中的应用。
2021-07-23 quant-ph
Information transmission with continuous variable quantum erasure channels
量子容量是衡量量子信道传输量子信息能力的重要指标。识别不同类型的信道，评估相应的量子容量，寻找接近容量的编码方案是量子通信理论的主要任务。离散变量下的量子信道已经被大量讨论，涉及到各种误差模型，而连续变量下的误差模型由于无限维问题的存在，研究较少。本文研究了一种一般的连续变量量子擦除信道。通过定义连续变量系统的有效子空间，得到了连续变量随机编码模型。然后，我们推导出的连续变量擦除信道的量子容量的解耦理论的框架。本文的讨论填补了连续变量情形下量子擦除信道的空白，并对理解其他类型的连续变量量子信道具有启发意义。
2023-03-02 quant-ph
Quantum Computing with Continuous-Variable Clusters
连续变量的团簇态提供了实现量子计算机的潜在有前途的方法。本文扩展和进一步完善的理论基础和实验实施协议。我们通过光子探测给出了立方相位门的团簇态实现，它与零拍探测一起，促进了通用量子计算。此外，我们描述了通过无源线性光学产生任意图形状态所需的离线压缩资源。最重要的是，我们证明了有普遍的状态，每模式的离线压缩不增加集群的大小。通过引入连续变量图状态的简单表示，分析了图状态在可测条件下的变换和泛连续变量资源状态的存在性。
2009-03-19 quant-ph
Enhanced Predictive Capability for Chaotic Dynamics by Modified Quantum Reservoir Computing
针对时空混沌系统长期预测难题，提出一种改进哈密顿量下的新型量子储备池计算方案，通过同时捕捉输入数据的线性和非线性特征，实现了更鲁棒的混沌行为预测。
2025-03-01 quant-ph
Continuous-Variable Quantum Computing in Optical Time-Frequency Modes using Quantum Memories
我们提出了一种利用量子存储器进行时频编码连续变量团簇态量子计算的方案。特别是，我们提出了一种方法来产生，操纵和测量二维集群状态在一个单一的空间模式，利用拉曼量子存储器的固有的时间-频率选择性。时间-频率编码使得该方案非常紧凑，需要多个存储器，该存储器仅是计算状态被编码的不同频率的数量的线性函数，与其持续时间无关。因此，我们表明，量子存储器可以是一个强大的组成部分，可扩展的光子量子信息处理架构。
2014-11-21 quant-ph
Gaussian states of continuous-variable quantum systems provide universal and versatile reservoir computing
我们建立了机器学习任务的线性动力系统的连续变量高斯状态的潜力。具体来说，我们认为水库计算，一个有效的框架，在线时间序列处理。作为一个水库，我们考虑一个量子谐波网络建模，例如线性量子光学系统。我们证明了与通用量子计算不同，通用水库计算可以在没有非高斯资源的情况下实现。我们发现，将输入时间序列编码成高斯状态既是一个源，也是一种手段，以调整整体输入输出映射的非线性。我们进一步表明，所提出的模型的全部潜力，可以达到通过编码的量子涨落，如压缩真空，而不是经典的强场或热涨落。我们的研究结果为油藏计算引入了一种新的研究范式，利用量子系统的动力学和高斯量子态的工程，将这两个领域推向了一个新的方向。
2021-03-31 quant-ph
High threshold universal quantum computation on the surface code
我们提出了一个全面的和独立的简化审查的量子计算计划的物理。98，190504（2007），其特征在于量子位的2-D最近邻耦合晶格、接近1%的阈值错误率、自然非对称和可调节强度错误校正以及低开销任意长距离逻辑门。这些特点使它成为迄今为止设计的最好和最实用的量子计算方案。我们限制讨论直接操纵的表面码使用的稳定剂形式主义，这两个我们也简要回顾，使该计划面向广大受众。
2012-12-16 quant-ph
One-way quantum computing with arbitrarily large time-frequency continuous-variable cluster states from a single optical parametric oscillator
单向量子计算在实验上很有吸引力，因为它只需要对称为团簇状态的纠缠资源进行本地测量。记录大小，但非普遍的，连续可变的集群状态最近分别在时域和频域中被证明。我们建议将这些方法结合到一个可扩展的架构中，其中一个单一的光学参量振荡器和简单的干涉仪纠缠到（$3\times 10^3$频率）$\times$（无限数量的时间模式）到一个新的和计算通用的连续变量集群状态。我们引入了一个广义的测量协议，使这种新的纠缠资源的计算性能得到改善。
2016-09-28 quant-ph
Fault-Tolerant Measurement-Based Quantum Computing with Continuous-Variable Cluster States
关于高斯连续变量团簇态的一个长期悬而未决的问题是，它们是否能够实现基于测量的容错量子计算。答案是肯定的。簇中高于20.5dB阈值的初始压缩确保来自作用于编码量子位的有限压缩的误差低于已知的基于量子位的纠错码的容错阈值。通过与这些代码之一级联并使用基于辅助的纠错，理论上无限长度的容错测量量子计算是可能的，具有双压缩簇态。
2014-04-03 quant-ph
Client-friendly continuous-variable blind and verifiable quantum computing
提出了一种基于连续变量（CV）平台的辅助通用量子计算的可验证盲协议。该协议对客户端来说是高度实验友好的，因为它只需要后者的高斯运算能力。此外，服务器也不需要通用的量子计算能力，它的唯一功能是为客户端提供单模非高斯态的副本。普遍性是基于服务器的非高斯供应的状态注入。该协议是自动盲的，因为无论具体的计算如何，向服务器请求的非高斯资源总是相同的。反过来，验证是可能的，这要归功于一个有效的非高斯状态保真度测试，我们假设服务器的状态准备相同。它基于客户端对注入状态的高斯测量，这本身就很有趣。这里假设的客户端和服务器之间的量子硬件的划分与CV云量子计算的现实方案中预期的实验约束一致。
2018-06-24 quant-ph
Continuous-Variable Instantaneous Quantum Computing is hard to sample
瞬时量子计算是一种次通用的量子复杂性，其电路已经被证明是难以在离散变量（DV）领域中进行经典模拟的。我们扩展这个证明连续变量（CV）域通过使用压缩状态和零差检测，并通过探索后选择电路的属性。为了治疗后选择CV，我们考虑有限分辨零差检测器，对应于一个现实的计划的基础上离散的概率分布的测量结果。通过对量子信息进行量子比特到振荡器的GKP编码，抑制了由于使用量子压缩态而产生的不可避免的误差，这在以前被证明能够实现容错CV量子计算。最后，我们表明，为了使后选择的计算类CV有意义的，对数缩放的压缩参数与电路的大小是必要的，转化为多项式缩放的输入能量。
2017-02-20 quant-ph
Global control and fast solid-state donor electron spin quantum computing
我们提出了一个基于半导体中施主电子自旋的量子信息处理方案，该方案的架构与最初的凯恩方案互补。我们表明，一个天真的实现电子自旋量子比特只提供了适度的改进凯恩计划，但通过引入全局门控制，我们能够充分利用快速电子演化的时间尺度。我们估计，在$T_{2}/T_{ops}$接近$10^{6}$水平的情况下，潜在时钟速度是核自旋量子计算机的100-1000倍。
2004-11-15 cond-mat.other quant-ph
Molecular groundstate determination via short pulses on superconducting qubits
提出一种自由式超导脉冲优化方法，通过引入双量子比特通道提升抗噪性与执行速度，在真实硬件上以0.22 ns脉冲确定H2基态至化学精度内，并为LiH找到短脉冲达到最先进精度，有望加速量子计算性能。
2024-03-26 quant-ph
What is the best way to teleport a qudit?
对高保真度量子隐形传态的需求出现在各种量子算法和协议中。不幸的是，传统的连续变量隐形传态方案依赖于EPR态，该态产生的保真度仅在非物理压缩量的限制下接近1。Andersen和Ralph [Phys.Rev.Lett.]最近提出了一种利用单光子纠缠态的系综来传送连续变量态的新方法，该方法具有在有限资源下接近1的保真度。111，050504（2013）]。我们扩展这些想法，考虑使用任意维的最大纠缠态来传送连续变量状态的一般情况，并讨论相应的结果是如何受到影响的。
2013-10-11 quant-ph
The Hong-Ou-Mandel experiment: from photon indistinguishability to continuous variables quantum computing
我们广泛地讨论了红欧曼德尔实验采取一个原始的相空间为基础的观点。为此，我们分析时间和频率变量作为量子连续变量，与大质量粒子的位置和动量或电磁场的求积完全相似。我们将讨论如何使用这个实验来直接测量时频维格纳函数，并在这些变量中实现逻辑门。我们还简要地讨论了量子/经典方面的实验提供了一个一般的表达强度的相关性，明确了经典的Hong-Ou-Mandel像倾角和量子之间的差异。在整个手稿中，我们将经常关注并参考基于AlGaAs波导通过自发参数下转换发射光子对的特定系统，但我们的结果可以扩展到其他类似的实验系统和不同的自由度。
2022-06-03 quant-ph
Quantum Computing for nonlinear differential equations and turbulence
本文针对摩尔定律放缓背景下非线性微分方程与湍流模拟的计算需求，综述了非线性方程量子算法与量子硬件进展，并提出二者配对方案以开辟新模拟途径。
2024-06-07 physics.flu-dyn quant-ph
On the Teleportation of Discrete Variable Qubits Via Continuous Variable Lossy Channels
光的连续变量（CV）量子态允许传送离散变量（DV）光子量子比特。这样的操作在混合量子网络领域是有用的。然而，已知的是，经由高斯CV资源信道的DV量子比特的隐形传态在信道损耗下受到严重限制，其中对于超过0.5dB的小阈值的损耗，隐形传态保真度超过经典极限是不可达到的。在这项工作中，我们提出了一个新的非确定性隐形传态协议，结合了高斯CV资源信道与修改形式的贝尔状态测量，可容纳DV量子比特保真度超过经典的限制，信道损耗高达20 dB。除了这个数量级的改善，我们还展示了如何使用非高斯操作的CV资源通道可以导致一个DV量子比特保真度接近统一的任何通道损失。
2022-02-02 quant-ph
Multivariate quantum reservoir computing with discrete and continuous variable systems
Institute for Computational Physics, University of Stuttgart（斯图加特大学计算物理研究所）
本文提出三种多变量编码方案并引入混合能力作为新指标，评估量子共振计算处理多维数据的性能，揭示最优编码方法依赖于系统和任务，且量子效应提升计算性能。
2026-04-09 quant-ph
Quantum computing using continuous-time evolution
计算方法是我们除了科学实验之外，探索复杂生物系统特性的最有效工具。进展正在放缓，因为数字硅计算机在速度方面已经达到了极限。其他类型的计算使用完全不同的架构，包括神经形态和量子，承诺在速度和效率方面取得突破。量子计算利用量子系统的相干性和叠加性来并行探索许多可能的计算路径。这为解决某些类型的计算问题提供了一条从根本上更有效的途径，包括与生物模拟相关的几个问题。特别是，优化问题，凸和非凸，功能在许多生物模型，包括蛋白质折叠和分子动力学。早期的量子计算机将很小，让人想起早期的数字硅计算。了解如何利用第一代量子硬件对于在生物模拟和下一代量子计算机的开发方面取得进展至关重要。这篇综述概述了量子计算的当前状态和未来前景，并提供了一些指示如何以及在哪里应用它来加速生物模拟中的瓶颈。
2020-04-01 quant-ph
Magnetic-field resilience of 3D transmons with thin-film Al/AlO$_x$/Al Josephson junctions approaching 1 T
磁场弹性超导电路使传感应用和混合量子计算架构，涉及自旋或拓扑量子位和机电元件，以及研究通量噪声和准粒子损失。我们研究了高达1 T的面内磁场对薄膜三维铝传输子的光谱和相干时间的影响。使用不受强磁场影响的铜腔，我们可以单独探测磁场对传输子的影响。我们目前的数据上的单结和SQUID transmon，这是在同一腔冷却下来。正如预期的那样，transmon频率随着场的增加而降低，这是由于超导能隙的抑制和几何Fraunhofer贡献。尽管如此，薄膜transmons显示强磁场弹性：两个transmons显示微秒相干高达至少0.65 T，和$T_1$保持高于1 $\mathrmμ$ s在整个可测量范围。SQUID光谱是可行的高达1 T，我们的磁铁的极限。我们的结论是，薄膜铝约瑟夫森结是一个合适的硬件超导电路在高磁场制度。
2021-11-01 cond-mat.supr-con quant-ph
Quantum simulation of quantum field theory using continuous variables
在过去的几年里，在使用连续变量的量子计算领域取得了很大的进展。这包括产生极大的纠缠簇态（实际上有10，000个模式）以及容错架构。这导致连续变量量子计算确实可以被认为是通用量子计算的可行替代方案。考虑到这一点，我们提出了一种用于连续变量量子计算机的新算法，该算法比最著名的经典方法具有指数级加速。具体而言，这涉及到有效地计算标量玻色子量子场论中的散射振幅，这是一个被认为很难使用经典计算机的问题。在此基础上，我们给出了一个实验性的实现基于集群状态，是可行的，与今天的技术。
2015-03-27 quant-ph
Feedback Connections in Quantum Reservoir Computing with Mid-Circuit Measurements
Research Institute CODE, University of the Bundeswehr Munich（德国联邦国防军大学CODE研究所）；Center for Quantum Computing and Quantum Coherence (QC2), University of Basel（巴塞尔大学量子计算与量子相干中心（QC2））
本文提出一种整合反馈连接的量子回授计算方案，通过最小示例展示了其在短期记忆任务中的有效性，证明反馈连接能提升模型对过去输入的记忆能力。
2025-07-12 quant-ph
Exploring Parameter Redundancy in the Unitary Coupled-Cluster Ansatze for Hybrid Variational Quantum Computing
针对 UCCSD 拟设参数随系统规模不利增长的问题，本文结合自旋适配、小振幅过滤和基于熵的轨道选择识别参数冗余，在小分子上显著减少 VQE 优化参数数与收敛时间。
2023-04-06 quant-ph
Smarter Usage of Measurement Statistics Can Greatly Improve Continuous Variable Quantum Reservoir Computing
University of Turku（图尔库大学）；Turku Collegium for Science, Medicine and Technology, University of Turku（图尔库科学、医学与技术学院，图尔库大学）
针对连续变量量子储备池计算中高斯态性能挖掘问题，提出累积分布函数采样与经典存储器存储历史测量结果两种方法，有效提升储备池记忆与处理能力并缓解统计噪声。
2025-07-04 quant-ph
Quantum computing model of an artificial neuron with continuously valued input data
人工神经网络已被提出作为潜在的算法，可以受益于在量子计算机上实现和运行。特别是，它们有望大大增强人工智能任务，如图像细化或模式识别。神经网络的基本构建块是人工神经元，即对输入向量形式的数据集执行简单数学运算的计算单元。在这里，我们展示了如何设计实现先前引入的量子人工神经元[npj Quant. Inf. $\textbf{5}$，26]，其充分利用叠加态的使用来编码二进制值输入数据，可以被进一步推广以接受连续值输入向量而不是离散值输入向量，而不增加量子位的数量。这一进一步的步骤对于允许直接应用自动微分学习过程是至关重要的，自动微分学习过程将与二进制值数据编码不兼容。
2020-07-28 quant-ph
Experimental memory control in continuous variable optical quantum reservoir computing
Laboratoire Kastler Brossel, Sorbonne Universit\'e, ENS-Universit\'e PSL, CNRS, Coll\`ege de France, 4 place Jussieu, 75252 Paris, France
本文提出基于多模压缩态的连续变量光学量子储备池计算平台，通过频谱、时间与空间复用及电光反馈实现可控记忆，实验验证其在奇偶校验和混沌预测任务中的性能，显著提升表达能力和记忆容量。
2025-11-05 quant-ph
Flow conditions for continuous variable measurement-based quantum computing
本文提出CV-flow方法用于连续变量图态量子计算，解决无限维收敛问题，并扩展至qudit计算。
2022-07-13 quant-ph
Quantum Computing for Location Determination
量子计算为解决问题提供了一种新的方法，使经典计算机难以解决的问题得到有效解决。它是基于利用量子粒子的行为。随着世界各地的研究人员展示量子霸主地位以及为研究人员提供免费帐户的基于云的量子计算机的可用性，量子计算正在成为现实。在本文中，我们探讨的机遇和挑战，量子计算的位置确定研究。具体来说，我们介绍了一个例子，通过提供一个有效的量子实现著名的RF指纹识别算法，并运行它的IBM量子体验计算机的实例上使用量子算法的预期收益。所提出的量子算法的复杂度是指数优于其经典算法版本，无论是在空间和运行时间。我们进一步讨论了软件和硬件研究的挑战和机遇，研究人员可以在此基础上探索这个令人兴奋的新领域。
2021-06-24 cs.ET quant-ph
Enhanced measurement precision with continuous interrogation during dynamical decoupling
针对动力学解耦会抵消直流信号的问题，本文提出相位中继方法以在多个DD周期中连续询问直流信号，并在原子旋量BEC弱磁场测量中展示其可逼近SQL或HL灵敏度。
2023-06-01 quant-ph
Semiconductor-inspired design principles for superconducting quantum computing
超导电路在量子领域提供了巨大的设计灵活性，最近的成果是证明了几个量子比特系统接近容错量子信息处理的阈值。固态的竞争来自半导体量子比特，其中自然赋予了一些非常有用的性质，这些性质可以用于基于自旋量子比特的量子计算。在这里，我们开始探索如何从基于自旋的系统推导出的选择性设计原则可以用来推进超导量子比特科学。我们沿着这条道路迈出了第一步，提出了一种编码量子位的方法，可实现与国家的最先进的可调约瑟夫森结量子位。我们的研究结果表明，这种设计理念有希望，能够实现无微波控制，并为未来的量子位设计提供了一条新的途径，例如具有更高的保真度，或者可能在更高的温度下运行。该方法也特别适合于基于可变超半结的量子位。
2016-03-24 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum machine learning via continuous-variable cluster states and teleportation
提出一种基于连续变量簇态和量子隐形传态的测量型量子储备计算方案，实现分布式量子机器学习，具有内部记忆，适用于静态和时序信息处理，无需硬件修改。
2024-11-11 quant-ph
Quantum computing overview: discrete vs. continuous variable models
Portland State University（波特兰州立大学）
在这个近中尺度量子时代，云上有两种类型的近期量子设备：基于离散变量模型的超导量子处理单元（QPU）和基于连续变量（CV）模型的线性光学（光子学）QPU。离散变量模型中的量子计算在有限维量子态空间中进行，CV模型在无限维空间中进行。在实现量子算法时，CV模型提供了更多离散变量模型所不具备的量子门。基于CV的光子量子计算机使用不同的测量方法和截止维度的概念，提供了控制量子线路的输出矢量的长度的额外灵活性。
2022-06-15 cs.AI quant-ph
The Basics of Quantum Computing for Chemists
本文回顾了量子信息与量子计算的基础知识及其在量子化学模拟中的应用，探讨了当前发展现状与挑战，旨在帮助化学学家理解这一新兴范式。
2022-03-30 physics.chem-ph quant-ph
Quantum simulation and computing with Rydberg-interacting qubits
激发到里德伯态的光阱原子阵列最近已经成为量子模拟和计算的竞争性物理平台，其中高保真状态制备和读出、量子逻辑门和超过100个量子比特的受控量子动力学都已经被证明。这些系统现在正在接近这样一个点，即具有数百个量子比特和实际上数千个低错误率的多量子比特门的可靠量子计算应该是第一次可以实现的。在这篇文章中，我们概述了Rydberg量子工具箱，强调了编码量子比特，执行量子操作和工程量子多体哈密顿的高度灵活性。然后，我们回顾了国家的最先进的高保真量子运算和逻辑门，以及量子模拟在多体制度。最后，我们讨论了特别适合Rydberg平台的计算方案，以及通用量子模拟器和量子计算机道路上的一些剩余挑战。
2020-12-30 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Hybridlane: A Software Development Kit for Hybrid Continuous-Discrete Variable Quantum Computing
Pacific Northwest National Laboratory（太平洋西北国家实验室）；Colorado State University（科罗拉多州立大学）
Hybridlane是一种开源软件工具包，提供混合连续-离散变量量子计算的统一前端，通过自动导线类型推断和解耦门语义，实现高效且无需模拟的电路验证与操作。
2026-03-11 cs.ET quant-ph
Quantum computing in optical microtraps based on the motional states of neutral atoms
我们研究了光微阱中中性原子的量子计算，其中量子比特是在原子的运动态中实现的，即，在每个陷阱的两个最低振动态中。量子门的操作是通过电子学地接近两个陷阱并允许隧穿和冷碰撞发生来执行的。我们证明了这种方案能够实现交换门的平方根，并解决了双重占用和激发其他不需要的状态的问题。我们展开的两粒子波函数在一个正交的基础上，并分析整个门的过程中的量子关联。门操作的保真度被评估为在移动陷阱的绝热性程度的函数。模拟是基于铷原子在国家的最先进的光学微陷阱与量子门实现在几十毫秒的持续时间范围。
2002-06-14 cond-mat quant-ph
A Scalable Quantum Computing Platform Using Symmetric-Top Molecules
我们提出了一种新的可扩展的量子计算（QC）平台-碱土金属单甲醇盐（MOCH $_3$）家族的光学捕获顶部分子（STM）阵列。单独的STM形成量子位，并且该系统易于扩展到100至1000个量子位。与原子和双原子分子相比，STM量子位具有用于量子计算的期望特征。围绕对称顶轴的额外旋转自由度产生紧密间隔的相反奇偶性$K$ -双峰，其允许在低电场下完全对准，并且超精细结构自然地提供具有可切换电偶极矩的磁不敏感状态。这些特征导致对电场控制的要求大大降低，提供对环境扰动的最小灵敏度，并且允许可以随意开启的2量子位相互作用。我们详细研究了与我们提出的平台相关的STM的内部结构，考虑到包括超精细相互作用在内的完整有效分子哈密顿量，并确定了可用的STM量子比特状态。然后，我们研究了STM中的电偶极相互作用的影响，这不仅指导了高保真门的设计，而且阐明了STM中偶极自旋交换的性质。在现实的实验参数下，我们估计所提出的QC平台可以产生$10^{-3}$级别的门误差，接近容错量子计算所需的误差。
2019-05-15 physics.atom-ph quant-ph
Quantum-Computing Architecture based on Large-Scale Multi-Dimensional Continuous-Variable Cluster States in a Scalable Photonic Platform
量子计算是一种颠覆性范式，人们普遍认为它能够解决经典的棘手问题。然而，通往全尺寸量子计算机的道路受到与平台的可扩展性，量子位的连接性以及各种组件所需保真度相关的巨大挑战的阻碍。单向量子计算是一种有吸引力的方法，它将负担从高保真度量子门和量子存储器转移到产生高质量的纠缠资源态和高保真度测量。团簇态是单向量子计算的一个重要组成部分，一个紧凑、便携、可大规模生产的大规模团簇态平台对于单向量子计算的广泛部署至关重要。在这里，我们桥接两个不同的领域-克尔微梳和连续变量（CV）量子信息-制定一个单向量子计算架构的基础上可编程的大规模CV集群状态。该体系结构可以容纳数百个同时可寻址的纠缠光模复用在频域和无限数量的顺序可寻址的纠缠光模在时域。一维，二维和三维CV团簇状态可以确定性地产生。我们注意到，至少三维的集群状态需要容错的单向量子计算与已知的纠错策略。这种架构可以很容易地用硅光子学实现，为大规模的量子计算开辟了一条有前途的途径。
2019-09-21 cond-mat.quant-gas physics.optics quant-ph
