Noisy dynamics of confined quantum walks on a chip
ENEA（意大利国家新能源、可持续发展和环境研究所）；QuiX Quantum B.V.（QuiX量子有限公司）
本研究利用芯片多模干涉仪探讨了受限量子行走中噪声对平移对称性和干涉图案的影响，揭示了加速效应、局域化和相干振荡在实际量子动力学中的重要性。
2025-11-24 quant-ph
Systematic Dimensionality Reduction for Quantum Walks: Optimal Spatial Search and Transport on Non-Regular Graphs
连续时间量子行走为设计新算法和模拟量子传输和状态转移问题提供了一个重要的框架。通常，表示问题结构的图包含某些对称性，这些对称性将动力学限制在完整希尔伯特空间的较小子空间中。在这项工作中，我们使用不变子空间方法（可以使用Lanczos算法系统地计算）来获得包含手头问题动态特性的精简状态集，而无需底层对称性的具体知识。首先，我们应用这种方法来获得新的实例图的空间量子搜索算法是最佳的：完整的图与断开的链接和完整的二分图，特别是星图。这些例子表明，不需要规则性和高连通性来实现最佳空间搜索。我们还表明，这种方法大大简化了量子输运效率的计算。此外，我们观察到通过从高度对称图中删除一些链接来提高效率。最后，我们表明，这种减少方法也使我们能够获得一个XY自旋网络上的单个量子比特传输的保真度的上限。
2015-11-02 quant-ph
Decoherence-free subspaces in the noisy dynamics of discrete-step quantum walks in a photonic lattice
Univ. Lille, CNRS, UMR 8523 – PhLAM – Physique des Lasers Atomes et Molécules（里尔大学，法国国家科学研究中心，联合研究实验室8523 - 激光原子与分子物理实验室）；Institute of Fundamental Physics IFF-CSIC（西班牙国家科学研究委员会基础物理研究所）
研究一维光子晶格中周期驱动的离散步量子行走的噪声动力学，发现周期性时间噪声导致无退相干动量子空间，而完全随机噪声迅速破坏相干性，并通过非微扰主方程和双光纤环实验验证。
2026-05-26 cond-mat.dis-nn physics.optics quant-ph
Coarse-grained quantum state estimation for noisy measurements
我们引入了一个简单的数值粗粒化方案来估计量子态的一组噪声测量结果，这是很难校准，这是完全基于从这些结果收集的测量数据。该方案涉及加权熵函数的最大化，该加权熵函数易于实现，并且可以容易地扩展到测量设置中的任何数量的校准不良的噪声结果，从而为一般断层扫描实验提供实际适用性，而无需关于噪声结果的结构的额外知识或假设。对两量子比特量子态的模拟结果表明，粗粒化可以提高从低到中等高的噪声水平范围内的层析效率。
2013-04-06 quant-ph
Universally Optimal Noisy Quantum Walks on Complex Networks
输运性质在生物学、化学、社会学、信息科学和物理学等多个科学领域中起着至关重要的作用。许多运行在复杂网络上的动力学过程的行为都与底层拓扑的几何结构密切相关，但当量子效应发挥作用时，这种联系变得更加难以理解。在这里，我们利用Kossakoski-Lindblad形式主义的量子随机行走调查的能力，快速和强大的传输能量（或信息）之间的两个遥远的点在非常大的复杂的结构，显着辅助外部噪声和量子特性的相干性。非常令人惊讶的是，经典和量子传输的最佳混合对于一大类复杂网络来说是相当普遍的。这种广泛的行为证明对于几何形状的变化也是非常稳健的。这些结果可能为设计高效传输纳米结构的最佳生物启发几何形状铺平道路，这些纳米结构可用于太阳能以及量子信息和通信技术。
2014-04-16 cond-mat.stat-mech quant-ph
How Quantum is a "Quantum Walk"?
我们通过引入两个可计算的措施，这是强于步行者的位置概率分布的方差来表征所谓的量子行走（其动力学是由量子力学）的量子性。第一个度量是基于比较量子漫步和所有经典随机漫步的概率分布（通过分布的经典相对熵），并且它量化了漫步概率分布的非高斯性。接下来，在分配一个密度矩阵的经典行走，我们引入了一个更强大的措施，采用量子相对熵。我们证明了这个措施超过了第一个步行的量子相干性。有步行标记经典的方差，而我们的措施确定一些量子。作为应用，我们研究了一个简单晶格上的量子（能量）输运模型，并比较了它的相对输运效率和量子性的行为。我们的测量有助于部分解释为什么在某些量子输运现象中可能出现相当高的效率-这就是量子性是可感知的。
2018-10-08 quant-ph
Transport properties of continuous-time quantum walks on Sierpinski fractals
我们的量子传输模型，描述了连续时间量子行走（CTQW），确定性的谢尔宾斯基分形，区分谢尔宾斯基垫片和谢尔宾斯基地毯，以及他们的双重结构。传输效率的定义方面的确切和平均的返回概率，以及平均生存概率时，吸收陷阱。在垫圈的情况下，已经可以识别小网络（代）的本地化。对于地毯，我们的数值结果表明，朝着本地化的趋势，但只有相对较大的结构。垫圈和地毯的比较进一步意味着，不同于相应的经典连续时间随机游走，谱维数并不完全决定CTQW的演变。
2014-09-03 cond-mat.stat-mech quant-ph
Noisy Cyclic Quantum Random Walk
本研究探讨均匀循环图离散量子随机游走的静态噪声特性，通过三参数幺正硬币控制光谱结构，分析两种传播机制中噪声的影响，发现φ_s=π/3处的急剧转变，证实本征态参与比可有效预测局域化。
2025-08-08 quant-ph
Dynamics of discrete-time quantum walk with time-correlated unitary noise
研究了时间相关噪声作用下离散时间量子行走的动力学行为。在每一步之前，噪声被描述为一个酉硬币型算子，注意力集中在高斯奥恩斯坦乌伦贝克过程产生的噪声上，超出了通常的电报噪声，其中随机变量仅由-1和1组成。在BCH公式的一阶近似下，导出了含噪离散时间量子行走的主方程。主方程给出的动力学与数值模拟给出的动力学在一定的步长内是一致的，这是由噪声参数控制的。在数值模拟中观察到长时间噪声动力学的两个显著行为，对应于两个相反的噪声区：在慢噪声区，随着噪声幅值的增加，量子相干性被抑制，噪声离散时间量子游走的动力学逐渐过渡到经典随机游走的动力学.在快噪声区，步行者被限制在较少的格点中，波包的宽度比慢噪声区窄得多。
2020-11-24 physics.data-an quant-ph
Noisy Qudit vs Multiple Qubits : Conditions on Gate Efficiency for Enhancing Fidelity
该研究比较了噪声环境下量子比特与多量子比特系统的平均门保真度损失，推导出关键门时间比曲线，并证明特定量子比特平台在门效率上可与最先进量子比特平台竞争。
2025-05-27 cond-mat.mes-hall math-ph math.MP
Non-Markovian evolution: a quantum walk perspective
量子噪声信道的量子非马尔可夫性通常表现为信息回流，其特征在于中间映射偏离完全正性，尽管我们指出某些噪声信道不表现出这种行为。在复杂系统中，由于子系统动力学，非马尔可夫性变得更加复杂。在这里，我们研究了非马尔可夫进化的各个方面，在创造量子漫步的背景下，特别强调消除内部与环境对非马尔可夫回流的贡献。针对上述消歧问题，本文提出了一种基于迹距离等可分辨性测度或互信息等相关性测度的通用功率谱消歧方法。我们还研究了在考虑非马尔可夫噪声模型下，从量子到经典随机游走的过渡中量子关联的各个方面。指出了这种分析在复杂系统量子统计动力学中的应用潜力。
2019-01-08 quant-ph
Quantum cryptography compatible with noisy intermediate-scale quantum devices based on Parrondo dynamics in discrete-time quantum walks
National Institute of Science Education and Research（国家科学教育研究中心）；Homi Bhabha National Institute（霍米·巴巴国立研究所）
提出一种基于离散时间量子行走的密码方案，利用Parrondo动力学实现周期演化，并在NISQ设备上通过Qiskit仿真验证其抗噪声能力，分析截获重发和中间人攻击下的量子比特错误率。
2026-07-03 cond-mat.dis-nn quant-ph stat.CO
Quantum Financial Modeling on Noisy Intermediate-Scale Quantum Hardware: Random Walks using Approximate Quantum Counting
本文针对量子硬件噪声限制，提出使用更少双量子比特纠缠门的量子近似计数电路来替代传统量子计数，并将其用于量子随机游走模拟资产价格，验证了电路对噪声的鲁棒性，并通过股票指数和房地产市场数据展示了该方法的有效性。
2023-12-15 cs.CE quant-ph
Observing quantum chaos with noisy measurements and highly mixed states
从底层量子描述中出现经典行为的一个基本要求是，某些观察到的量子系统随着它们的作用相对于$\hbar$的增加而过渡到混沌动力学。虽然实验已经证明了这种转变的某些方面，但具有正李雅普诺夫指数的量子轨道的出现从未被直接观察到。在这里，我们消除了实现这一目标的一个主要障碍，表明，对于Duffing振荡器，过渡到一个积极的李雅普诺夫指数可以清楚地解决从观察到的轨迹，即使测量效率低至20%。我们还发现，积极的李雅普诺夫指数是强大的高度混合，低纯度的状态和系统的参数变化。
2016-11-22 quant-ph
Quantifying quantumness via commutators: an application to quantum walk
见证或量化量子系统的非经典性的问题已经以各种方式解决。对于一个给定的系统或理论，我们建议将其与可容许状态的不相容性相鉴别。我们利用两态交换子的Hilbert-Schmidt范数来量化量子系统的非经典性。作为该测度的一个特殊应用，我们研究了带噪声硬币的离散时间量子行走的经典化。
2013-12-04 quant-ph
Entanglement detection by violations of noisy uncertainty relations: A proof of principle
众所周知，局域测不准关系的破坏可以作为纠缠存在的指示。不幸的是，在过去，这些非线性证人的实际使用仅限于少数特殊情况。然而，计算不确定性界限的新方法已经出现。在这里，我们报告的实验实施基于不确定性的纠缠证人，基准的制度占主导地位的强本地噪声。我们结合新的计算方法与本地噪声层析成像，以设计噪声适应纠缠证人。这个原理验证实验表明，量子噪声可以成功地处理一个完全量子模型，以提高纠缠检测效率。
2018-11-22 quant-ph
Controlling quantum chaos via Parrondo strategies on noisy intermediate-scale quantum hardware
针对NISQ系统的量子混沌控制问题，本研究基于Parrondo策略，利用经QFT优化的DTQW在三台NISQ设备上实现混沌到有序的转变，验证了该方案的可行性与应用价值。
2025-11-04 cond-mat.dis-nn cs.AR nlin.CD
Quantum walk-based portfolio optimisation
本文提出了一种高效的量子算法的投资组合优化针对近期噪声的中间规模的量子计算机。Hodson等人（2019）的最新研究探索了混合量子经典算法在金融投资组合再平衡问题中的潜在应用。特别是，他们处理的投资组合优化问题，使用量子近似优化算法和量子交替算子Answer。在本文中，我们展示了更好的性能，使用新开发的量子行走优化算法在寻找高质量的解决方案的投资组合优化问题。
2021-07-26 quant-ph
Persistence of Topological Phases in Non-Hermitian Quantum Walks
已知离散时间量子行走表现出奇异的拓扑状态和相位。在噪声环境中实现量子行走可能会破坏这些相位。我们研究了有耗环境下量子行走中拓扑态的行为。量子行走动力学中的环境效应是使用非厄米哈密顿方法解决的。我们表明，拓扑相位的量子行走是稳健的适度损失。只要哈密顿量是$\mathcal{PT}$ -对称的，一维分步量子行走的拓扑序就保持不变。虽然拓扑性质在二维量子行走中也存在，但$\mathcal{PT}$对称性在那里没有作用。此外，我们还观察到二维量子行走中噪声诱导的拓扑相变。
2021-05-19 quant-ph
Experimental quantum stochastic walks simulating associative memory of Hopfield neural networks
随着量子信息和机器学习之间的交叉，神经网络的量子模拟受到了前所未有的关注，特别是Hopfield神经网络的联想记忆模拟，由于其广泛的应用和相对简单的结构，允许更容易地映射到量子机制。量子随机游走是一种非常有效的量子动力学分析工具，它可以用来模拟依赖于汉明距离的放电模式和联想记忆。我们成功地将理论方案映射到三维光子量子芯片中，并通过对传播常数的良好控制失谐实现了量子随机行走演化。我们证明了一个很好的匹配率之间的实验量子方案和Hopfield神经网络的预期结果的联想记忆。神经网络的一个重要特征的量子模拟的能力，结合我们的方法的可扩展性，通过低损耗集成芯片和简单的哈密顿工程，提供了一个主要的，但稳定的一步光子人工智能设备的优化和计算任务的效率大大提高。
2019-04-20 physics.optics quant-ph
Quantum walks on Erdos-Renyi networks
研究了Erdos-Renyi网络上连续时间量子行走（CTQW）的相干激子输运。通过以概率$p$连接每对节点来构造N个节点的Erdos-Renyi网络。我们数值计算了网络两节点间量子输运的系综平均跃迁几率。对于有限网络，我们发现极限转移概率非常快地达到。对于谱密度服从周期律的无限网络，在不同平均度的网络上比较了经典输运和量子输运的效率。在长时间限制下，我们考虑了系综平均跃迁几率的分布，并指出在初始节点处有很高的几率找到激子。这样高的返回概率在很大的连接概率p范围内几乎不变，但当网络接近全连接时，返回概率迅速增加。对于拓扑结构不是极端连通的网络，返回概率与网络大小N成反比。此外，运输动力学与随机图模型，其中每个节点的度等于平均度的Erdos-Renyi网络进行了比较。
2008-01-27 quant-ph
Symmetry-noise interplay in quantum walk on an n-cycle
通过广义相位门G增加产生量子行走的幺正变换对于线上的噪声和无噪声量子行走都是对称的，在这个意义上，它使位置概率分布保持不变。然而，这种对称性在n-圈上的量子行走的情况下被打破，因此可以被视为行走拓扑的探针。噪声，这里建模为相位翻转和广义振幅阻尼通道，往往恢复对称性，因为它经典化的步行。然而，对称性恢复甚至发生在步行者不完全经典的情况下，因为噪声也具有使操作G对步行拓扑不敏感的效果。我们讨论了物理实现的方法，并讨论了凝聚态系统的更广泛的影响。
2008-11-24 cond-mat.other quant-ph
Decoherence in quantum walks and quantum computers
退相干是实现大规模量子计算机的主要障碍。人们已经设计出巧妙的方法来克服退相干，但它们的成功仅被证明适用于过于简化的系统-环境相互作用模型。在面对更现实的模型时，这种方法是否可靠是一个基本的悬而未决的问题。在这篇部分教学文章中，我们使用\emph{quantum walks}语言研究了量子信息处理的两个玩具模型。退相干以3种方式结合-通过耦合到有噪声的“投影测量”系统，以及通过耦合到振荡器和旋转浴。
2007-11-09 quant-ph
Routing Qubits on Noisy Networks
Quantum Technology Lab, Dipartimento di Fisica Aldo Pontremoli , Università di Milano（米兰大学阿尔多·蓬特罗莫利物理系量子技术实验室）；Dipartimento di Scienze Fisiche, Informatiche e Matematiche, Università di Modena e Reggio Emilia（摩德纳和雷焦艾米利亚大学物理、信息和数学科学系）；Centro S3, CNR-Istituto di Nanoscienze（CNR纳米科学研究所S3中心）；INFN, Sezione di Milano（意大利国家核物理研究所米兰分部）
本文研究了在噪声网络中实现鲁棒量子路由的方法，通过模拟量子漫步者的位置来传输量子比特，并评估了不同噪声环境下路由协议的鲁棒性。
2026-01-21 quant-ph
Quantum circuit model for discrete-time three-state quantum walks on Cayley graphs
本文为凯莱图上的离散时间三态量子行走提出基于 qutrit 门的电路模型，给出电路复杂度上界，并通过数值模拟表明门噪声对概率分布的影响显著大于振幅阻尼和相位阻尼误差。
2024-01-19 cs.DM quant-ph
Trapped-ion quantum simulation of excitation transport: disordered, noisy, and long-range connected quantum networks
激发的输运支配着物质的基本性质。特别丰富的物理学出现在无序和环境噪声之间的相互作用中，即使在光合生物分子这样的小系统中也是如此。与直觉相反，噪声可以增强相干量子传输，这已经被提出作为在光合复合物中观察到的高传输效率背后的机制。这种效应被称为“环境辅助量子传输”（ENAQT）。在这里，我们提出了一个量子模拟的激发输运在一个开放的量子网络，利用电流捕获离子实验的高度可控性。我们的计划允许控制研究的各种不同方面的激发转移，范围从静态无序和相互作用范围的影响，在马尔可夫和非马尔可夫退相的效果，连续插入的激发的影响。我们的建议讨论了实验误差来源和现实的参数，表明它可以实现在国家的最先进的离子链实验。
2017-12-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.quant-gas quant-ph
Hybrid classical-quantum linear solver using Noisy Intermediate-Scale Quantum machines
我们提出了一个现实的混合经典量子线性求解器来解决特定类型的线性方程组，并证明了它的可行性使用Qiskit的IBM Q系统。该算法利用了在$\mathcal{O}(\log(N))$量子比特组成的量子线路上以$\mathcal{O}(N\log(N))$时间运行的量子随机游走。输入和输出是经典数据，因此可以很容易地访问。它对噪声具有鲁棒性，并准备在机器学习等应用中实现。
2019-06-06 quant-ph
Two-walker discrete-time quantum walks on the line with percolation
量子行走研究的一个目标是利用多个行走者的内在量子性质，以实现模型的全部计算能力。在这里，我们研究两个非相互作用的粒子进行量子行走的线时，晶格缺陷的可能性，在丢失的链接的形式，被认为是行为。我们调查两个制度，静态和动态渗流，对应于不同的时间尺度的缺陷演化相对于量子行走。通过研究三个两粒子数量的定性行为有不同的概率丢失的债券，我们认为，所选择的对称性下的粒子交换的输入状态强烈影响输出的步行，即使在嘈杂和高度非理想的制度。我们提供的证据对收集信息的可能性的步行者的不可逆性从聚束现象的输出分布的观察，在所有这些情况下，需要平均量之间的比较。虽然传播的步行是没有实质性的改变，通过添加第二个粒子，我们表明，存在多个步行者可以是有益的程序，以估计有一个断开的链接的概率。
2016-02-25 quant-ph
Neighborhood-History Quantum Walk
历史依赖的离散时间量子行走（QW）由于其格点遍历性质而经常被研究。文献中的一个特定模型使用每个站点的记忆量子位的状态来记录访问并控制行走的动力学。我们将这个模型推广到邻域历史量子行走（NHQW），其中行走动力学和粒子位置邻域中的记忆量子位的状态是相互依赖的。为了证明这一点，我们构造了一个一维晶格上的NHQW，具有一个简单的邻域。量子格子气自动机（QLGA）的单粒子扇区可以实现几个动态有趣的历史相关量子阱。相比之下，本文构造的NHQW是作为更一般的量子元胞自动机（QCA）的单粒子扇区来实现的。NHQW动力学的复杂性为更丰富的行走策略提供了一条有希望的途径，并为量子计算的噪音中尺度量子（NISQ）时代提供了潜在有用的QW模型。它还修改了量子阱，使其可以对包含量子场与粒子相互作用的基础物理进行建模。
2019-06-17 quant-ph
Revisiting quantum walk advantages: A mean hitting time perspective
Institute of Theoretical Physics and Astrophysics, University of Gdańsk（格但斯克大学理论与天体物理研究所）
本文从平均击中时间角度探讨量子行走优势，指出其与经典行走的比较可能因非高斯分布特性而不同，并通过分析显示量子行走在随机重置下具有更优性能。
2026-03-19 quant-ph
Quantum walk processes in quantum devices
本文研究NISQ设备中量子游走的电路实现问题，分析图与量子电路的对应关系，并提出超立方体图和任意图上量子游走的量子电路表示方法。
2023-04-22 quant-ph
Review on Quantum Walk Computing: Theory, Implementation, and Application
本文综述量子游走的理论模型、物理实现与算法应用，总结其超越经典计算及实现通用量子计算的潜力与挑战。
2024-04-05 quant-ph
Noisy Tree Data Structures and Quantum Applications
本文提出行走树技术，用于构建带噪声的红黑树和线段树，保持渐近复杂度不变，并应用于量子算法，提出字符串排序的新量子方案，其上下界相差对数因子且优于经典方法。
2023-05-15 cs.DS quant-ph
Noise-Resilient Spatial Search with Lackadaisical Quantum Walks
Federal University of Rio de Janeiro（里约热内卢联邦大学）
本文研究了噪声环境下惰性量子漫步在二维环形网格中的空间搜索性能，发现自环显著提高了其鲁棒性，拓展了LQWs在噪声环境中的应用优势。
2026-01-26 quant-ph
Quantum state transfer and periodicity in discrete-time quantum walks under non--Markovian dephasing noise
Indian Institute of Technology Jodhpur（印度焦浦尔理工学院）；National Institute of Technology Agartala（印度阿加塔拉国家技术学院）
研究探讨了非马尔可夫德相位噪声对离散时间量子漫步中周期性和状态传输的影响，展示了噪声环境下实现量子态传输的可行性。
2025-12-03 quant-ph
Optimizing resource efficiencies for scalable full-stack quantum computers
提出 MNR 整体方法论，通过融合量子物理、量子信息与使能技术来量化优化全栈量子计算机的资源效率，发现不同于计算优势的量子能量优势，为构建节能量子处理器奠定理论基础。
2023-10-16 cond-mat.mes-hall quant-ph
Impact of Bivariate Gaussian Potentials on Quantum Walks for Spatial Search
本研究探讨二元高斯势对量子行走空间搜索的影响，发现标准差增大导致成功概率迅速衰减，可有效模拟噪声预言机，并比较了AKR模型与Hadamard硬币模型，为优化算法提供鲁棒性见解。
2025-01-09 quant-ph
Quantum walks on a programmable two-dimensional 62-qubit superconducting processor
量子游走是经典随机游走的量子力学模拟，是量子模拟、量子搜索算法，甚至是通用量子计算的一个非常强大的工具。在我们的工作中，我们设计并制作了一个由62个功能量子位组成的8 × 8二维正方形超导量子位阵列。我们用这个装置演示了高保真的单粒子和双粒子量子行走。此外，利用量子处理器的高度可编程性，我们实现了一个马赫-曾德尔干涉仪，其中量子步行者在干涉和退出之前在两条路径上进行相干遍历。通过调节演化路径上的无序，我们观察到了单、双步行者的干涉条纹。我们的工作是该领域的一个重要里程碑，使未来更大规模的量子应用更接近于在这些嘈杂的中等规模量子处理器上实现。
2021-07-21 quant-ph
Quantumness in decoherent quantum walk using measurement-induced disturbance
线或n圈上的退相干离散时间量子行走的经典化可以用各种方式来证明，这些方式不一定提供几何无关的描述。例如，在前一种情况下，位置概率分布变得越来越高斯，伴随着标准偏差的下降，但在后一种情况下不是这样。作为另一示例，线上的量子行走的每个步骤可以经受任意相位门，而不影响位置概率分布，无论行走是无噪声的还是有噪声的。这种对称性，这是缺乏的情况下，无噪声循环行走，但恢复存在足够的噪音，作为一个指标的经典化，但只有在循环的情况下。在这里，我们表明，硬币和位置自由度之间的量子相关程度，通过基于由局部测量引起的干扰的测量来量化（Luo，Phys.Rev.A77，022301（2008）），提供了跨越两种类型的步行的经典化的合适测量。应用这一措施来比较这两种行走，我们发现，循环量子行走往往经典化速度比量子行走线，因为更有效的相位随机化由于两个反向旋转波的自干涉。我们将噪声建模为作用在硬币上，并由压缩广义振幅阻尼（SGAD）通道给出，该通道推广了广义振幅阻尼通道。
2010-06-24 cond-mat.other quant-ph
Performance of teleportation-based error correction circuits for bosonic codes with noisy measurements
玻色子量子纠错码为减少容错量子信息处理所需的硬件开销提供了一个可行的方向。一大类玻色码，即旋转对称码，可以通过它们的相空间旋转对称性来表征。然而，迄今为止，它们的性能仅在理想的噪声模型中进行了研究。在这里，我们进一步分析的纠错能力的旋转对称码使用基于传送的纠错电路。为此，我们数值计算平均门保真度，包括测量误差到数据量子位的噪声模型。专注于物理测量模型，我们评估的外差和自适应零差检测的性能相比，以前研究的规范相位测量。此设置使我们能够在解码编码信息时阐明当前可用的不同测量方案的作用。我们发现，目前在微波光学可实现的测量效率，玻色旋转代码进行了大幅下降，其盈亏平衡的潜力。此外，我们进行了详细的分析Gottesman-Kitaev-Preskill（GKP）代码使用类似的纠错电路，使我们能够分析现实的测量模型对不同的代码的影响。在比较RSB码，我们发现GKP码的性能更大的减少，连同光子数失相的脆弱性。我们的研究结果表明，高效的测量协议构成了一个重要的基石，对错误校正量子信息处理玻色子连续变量系统。
2022-05-16 quant-ph
Nonlocality, quantum correlations, and violations of classical realism in the dynamics of two noninteracting quantum walkers
随着时间的推移，量子行走者的自旋和位置之间可以产生量子关联，这是无可争议的。在两个步行者系统中也有报道说产生了二分纠缠。然而，在这种情况下，由于整体状态位于一个四体希尔伯特空间中，问题就出现了，真正的多体纠缠是否会随时间发展。此外，由于空间自由度可以被视为双自旋部分的噪声通道，人们可能想知道其他非经典方面，如贝尔非定域性，爱因斯坦-波多尔斯基-罗森转向，量子不和谐和对称量子不和谐，在行走过程中如何随时间演变。缺乏分析和数值的证据，这将使一个解决这些问题可能是由于通常的计算困难与递归性质的量子行走。在这里，我们通过引入一个简化的高斯模型来解决这个问题，该模型在给定的域中被证明是非常准确的，并且对于分析研究来说是强大的。然后，对于一个涉及两个非相互作用的量子步行者，其自旋在单重态开始的例子，我们量化上述非经典功能作为时间的函数，并评估违反现实主义和相关方面的地方。此外，我们还分析了初始双自旋态受白噪声影响的情况。发现的典型情况是，虽然真正的四体纠缠随着时间的推移而增加，但所有研究的非经典特征都消失了（突然或渐近），除了基于实在论的非局域性。此外，现实主义在所有有限的时间内都被阻止。我们的发现为理解量子行走中量子资源的动力学打开了视角。
2019-10-14 quant-ph
Overdispersion in gate tomography: Experiments and continuous, two-scale random walk model on the Bloch sphere
针对NISQ量子计算机噪声效应聚合被现有模型低估的问题，本文提出基于布洛赫球面连续随机游走叠加第二尺度随机游走的三参数分布模型，并通过实验和贝叶斯分析验证其拟合效果优于单尺度模型。
2024-07-04 quant-ph
Experimental implementation of a discrete-time quantum walk on biological networks
Algorithmiq；IBM Quantum（IBM量子）
本文提出了一种利用对称性编码和后选择策略，在量子硬件上实现生物网络离散时间量子漫步的方法，并展示了其在蛋白质相互作用网络中的应用及高保真度实验结果。
2026-09-03 quant-ph
The effect of quantum noise on algorithmic perfect quantum state transfer on NISQ processors
量子游动是量子系统中经典随机游动的一种模拟。在某些类型的图上，与经典的随机游动相比，量子游动具有更小的命中时间，这导致了基于量子游动的算法的量子优势。量子漫步的一个重要特征是，它们伴随着从一个位点到另一个位点的激发转移，并且击中目标位点的时刻的特征在于在该位点上观察到激发的最大概率幅度。因此，考虑将这些问题作为量子优势演示的候选问题是有前景的，因为门错误可以涂抹出作为时间函数的转移概率的峰值，然而仍然使其可区分。我们研究了量子噪声对一个典型的量子行走问题--量子比特链上的完美态转移（PST）的命中时间和保真度的影响。我们模拟了量子比特链上的单个激发的动力学，在量子处理器的典型噪声（均匀和非均匀泡利噪声，串扰噪声，热弛豫和失相噪声）的存在下。我们发现泡利噪声主要影响激发转移保真度的峰值，而量子比特之间的串扰主要影响命中时间。关于这些噪声模式的知识使我们能够提出一个错误缓解程序，我们使用它来改进在嘈杂的量子处理器的模拟器上运行PST的结果。
2021-10-28 quant-ph
Efficient and scalable quantum walk algorithms via the quantum Fourier transform
量子行走（QW）作为唯一量子行为的例子而引起人们的兴趣，并且适用于各种量子搜索和模拟模型。从这两个角度来看，在量子设备上实现QW是有用的。我们描述了一个原型的一维离散时间量子阱算法，节省其实施所需的资源。我们的算法只需要一个移位（增量）操作。它还允许完全灵活地选择移位电路，这是QW实现的资源密集型部分。我们使用量子傅里叶变换（QFT）实现移位，产生迄今为止，最有效和可扩展的，二次尺寸，线性深度电路的基本量子阱。这对于有噪声的中间尺度量子（NISQ）设备是期望的，其中更少的计算意味着更快的执行和降低的噪声和退相干的影响。由于QFT对角化了酉循环矩阵，我们推广了基本QW中的移位以在QW中引入空间卷积。我们证明了我们的基本QW算法使用QFT为基础的移位运行在公开访问的IBM量子计算机上。
2020-01-13 quant-ph
One-Sided Device-Independent Quantum Key Distribution over Noisy Metropolitan Links: Noise Thresholds and Purification-Assisted Recovery
Hamad Bin Khalifa University（哈马德·本·哈利法大学）
本研究提出抗噪声的1SDIQKD方案，通过引入噪声模型并结合纠缠纯化协议，提高了实际量子网络中的安全密钥率和效率要求。
2026-09-25 quant-ph
Quantum Paths: a Quantum Walk approach
University of Naples Federico II（那不勒斯费德里科二世大学）
本文提出通过量子随机行走框架实现量子开关的替代方法，以更可行的方式模拟其功能。
2026-01-12 cs.NI quant-ph
Non-unitary enhanced transfer efficiency in quantum walk search on complex networks
本文通过在搜索图中添加陷阱顶点，研究混合经典-量子游走的传输效率，发现非酉动力学可增强或降低传输，取决于拓扑和参数，并关联熵衰减率。
2025-10-17 cs.DS quant-ph
Gate-level Implementation and Resource Analysis of Lackadaisical Quantum Walk Search
DI-ENS, École Normale Supérieure, Université PSL, CNRS, INRIA（巴黎高等师范学院、巴黎文理研究大学、法国国家科学研究中心、法国国家信息与自动化研究所）；Ramakrishna Mission Vivekananda Educational and Research Institute（罗摩克里希那传教士维韦卡南达教育与研究机构）；Ramakrishna Mission Vivekananda Centenary College（罗摩克里希那传教士维韦卡南达百年学院）；A K Choudhury School of Information Technology, University of Calcutta（加尔各答大学 A.K.楚杜里信息技术学院）
本文提出懒散量子行走搜索的门级实现框架，验证其搜索性能并分析资源开销，为量子硬件上的懒散量子行走搜索提供实用实现方案及容错资源评估。
2026-08-25 cs.ET quant-ph
A NISQ-friendly Coined Quantum Walk Algorithm for Chaos-based Cryptographic Applications
Aalto University（阿尔托大学）
本文提出一种电路深度为O(n² + nt)的LAQW算法，相比现有CAQW模型有显著深度降低，适用于NISQ设备，并展示其在基于混沌的对称密钥生成中的应用。
2026-04-16 quant-ph
Sensitivity of quantum speedup by quantum annealing to a noisy oracle
胶合树问题是迄今为止已知的唯一一个量子退火提供指数加速的例子，尽管在预言环境中部分使用了激发态进化。这种加速对oracle上的噪声有多鲁棒？为了回答这个问题，我们构建了现象学的短程和长程噪声模型，以及打破或保持频谱反射对称性的噪声模型。我们表明，在长程噪声模型下，保留了指数量子加速比。然而，我们认为，一个经典的算法与等效的远程噪声模型也表现出指数加速无噪声模型。在量子背景下，长程噪声能够提升问题的谱隙，使问题从非绝热演化到绝热演化。在经典设置中，长程噪声产生步行者直接降落在EXIT顶点上的显著概率。在短距离噪声下，指数加速丢失，但对于足够弱的噪声，多项式量子加速被保留。与噪声范围相比，我们发现噪声对谱对称性的破坏对噪声算法的性能没有显着影响。我们的研究结果的远程模型强调，必须小心选择唯象噪声模型，以便不改变计算问题的性质。我们从短程噪声模型的结果得出结论，在胶合树问题的指数加速是不鲁棒的噪声，但多项式量子加速仍然是可能的。
2019-01-10 quant-ph
Physics-inspired Generative AI models via real hardware-based noisy quantum diffusion
Department of Physics and Astronomy（物理与天文学系）；University of Florence（佛罗伦萨大学）；LENS - European Laboratory for Non-Linear Spectroscopy（欧洲非线性光谱实验室）；Department of Engineering（工程系）；University Pompeu Fabra（庞培法布拉大学）
提出两种物理启发的量子扩散模型协议，通过量子随机游走和真实IBM量子硬件噪声生成图像，证明量子噪声可作为有用资源提升生成式AI性能。
2026-10-12 cond-mat.dis-nn cs.AI cs.CV
Adaptive Fidelity Estimation for Quantum Programs with Graph-Guided Noise Awareness
QuFid通过图引导噪声意识框架，实现量子程序的自适应保真度估计，有效降低测量成本并保持保真度精度。
2026-01-21 cs.AI quant-ph
Quantum spatial search on graphs subject to dynamical noise
我们解决图上的量子空间搜索及其实现的连续时间量子行走的动力学噪声的存在。特别是，我们重点关注完全图和$N$阶的星图上的搜索，证明后者在计算极限$N \gg 1$中也是最优的，对于小的$N$也几乎是最优的。随机电报噪声（RTN）的独立源，动态扰动的图形的链接的噪声建模。我们观察到两种不同的行为，这取决于RTN的切换速率：快速噪声只会略微降低性能，而慢速噪声则更有害，并且通常会降低成功概率。特别是，我们仍然发现一个二次加速的平均运行时间的算法，而与外部目标节点的星形图，我们观察到一个过渡到经典的缩放。我们还解决了噪声的影响如何依赖于图的顺序，并讨论了图的拓扑结构的作用。总的来说，我们的研究结果表明，量子空间搜索的实现是可能的，与当前的技术，也表明星形图作为噪声量子行走的实施的完美候选者，由于其简单的拓扑结构和几乎最佳的性能也只有几个节点。
2018-11-28 quant-ph
