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
Hybrid continuous-discrete-variable quantum computing: a guide to utility
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
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
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
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
Distributed computing quantum unitary evolution
本文提出基于Cannon算法的分布式计算方法，解决量子系统建模的维数灾难，在Tavis-Cummings模型上实现高维量子演化的高效模拟。.
2025-01-21 quant-ph
Quantifying the properties of evolutionary quantum states of the XXZ spin model using quantum computing
Ivan Franko National University of Lviv（利沃夫伊万·弗兰科大学）
本文通过量子计算和解析方法研究了XXZ自旋模型双自旋系统演化量子态的纠缠距离与演化速度的依赖关系，并验证了理论预测。
2026-01-19 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
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
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 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
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
Smarter Usage of Measurement Statistics Can Greatly Improve Continuous Variable Quantum Reservoir Computing
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
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
Fast Evolution of Single Qubit Gate in Non-Adiabatic Geometric Quantum Computing
我们在三能级系统中以单次激发的方式实现了几何量子计算的任意单量子比特门。通过考虑状态在布洛赫球上的最短轨迹，使门的演化时间最小化。门的持续时间随着旋转角$γ$从零开始增长，通过Rabi频率的参数化，T门的测试时间可以减少到传统橙切片路径非绝热完整量子计算（NHQC）方案的40%.我们还证明了某些脉冲对静态失谐误差和拉比误差是鲁棒的。与时间相关的失谐量和拉比频率被发现是由一个常数，这是由几何相位确定的彼此成比例。这样，一些以前的NHQC计划可以被视为特殊情况下，在我们的推广模型。
2022-08-29 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
Hybrid quantum computing
给出了构造一个同时处理连续和离散量子变量的混合量子计算机的充分必要条件。这种混合计算机被证明比传统的量子计算机更有效地执行各种量子算法，如计算本征向量和本征值。
2000-08-11 quant-ph
Robust fault tolerance for continuous-variable cluster states with excess anti-squeezing
连续变量团簇状态的巨大可扩展性激发了他们作为量子计算平台的研究，在充分压缩和适当编码的量子位的情况下，容错是可能的[Menicucci，PRL 112，120504（2014）]。在这里，我们通过证明额外的反压缩对容错阈值没有影响来扩展该结果的范围，从而消除了实验连续变量簇态量子计算的纯度要求。我们强调，容错应用程序的适当的实验目标是直接测量15-17 dB的压缩在集群状态，而不是更保守的上限20.5 dB。
2019-03-06 quant-ph
On The Power Of Coherently Controlled Quantum Adiabatic Evolutions
绝热量子计算面临的主要挑战是算法设计和纠错对于绝热量子计算可能是困难的。最近的工作已经考虑解决他的挑战，使用相干控制的绝热演化的经典控制的地方。一个重要的问题是：受控绝热演化相对于传统绝热演化的相对功率是多少？我们解决这一问题的方式表明，相干控制和测量提供了一种方法来平均不同的绝热演化的方式，导致其非绝热误差取消，允许绝热演化结合现有的绝热优化策略，是相互排斥的传统绝热QIP的最佳特性。这一结果表明，相干控制和测量可以为绝热态制备提供优势。我们还提供了上界的复杂性模拟这样的演变电路为基础的量子计算机和绝热量子计算的控制绝热演化的等价性提供了充分条件。
2014-03-26 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
Quantified convergence of general homodyne measurements with applications to continuous variable quantum computing
National Institute of Standards and Technology（美国国家标准与技术研究院）；University of Colorado, Boulder（科罗拉多大学博尔德分校）；Center for Theory of Quantum Matter, University of Colorado, Boulder（科罗拉多大学博尔德分校量子物质理论中心）；Department of Physics, University of Colorado, Boulder（科罗拉多大学博尔德分校物理系）；IonQ
本文研究了宽谱混频测量在连续变量量子计算中的收敛性，并通过实验验证了其在量子态制备和纠错中的应用价值。
2026-02-26 quant-ph
Quantum coherence and counterdiabatic quantum computing
Facultad de Ciencias, Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM)（墨西哥国立自治大学）；Departamento de Física, Universidad de Santiago de Chile (USACH)（智利圣地亚哥大学）；Kipu Quantum（Kipu量子）；Universidad Diego Portales（迭戈·波特莱斯大学）
本文研究了反迪阿巴特驱动框架下量子相干性在亚迪巴特演化中的作用，揭示了相干性层级与成功概率的关系，并展示了大相干性对算法性能的提升作用。
2025-04-24 quant-ph
Evolutionary-Based Circuit Optimization for Distributed Quantum Computing
Institute for Informatics LMU Munich（慕尼黑大学信息学研究所）
本文提出基于进化算法的分布式量子计算电路优化方法，通过减少全局门和通信成本提升计算效率。
2025-09-09 quant-ph
Optical continuous-variable qubit
在量子计算的一个新分支中，信息被编码成相干态，这是光通信的主要载体。为了利用它，需要这些相干态的量子比特，但众所周知，很难使这种连续变量态叠加。我们已经实现了两个光学连续变量状态的量子比特的完整工程和表征。以压缩真空为源，采用特殊的光子相减技术，可以高精度地制备压缩真空与压缩单光子的任意叠加态。这可能为相干态量子计算的演示开辟道路。
2010-02-17 quant-ph
Non-Gaussian states for continuous variable quantum computation via Gaussian maps
我们研究了非高斯态的光作为辅助输入，用于产生连续变量的量子计算所需的非线性变换。我们考虑了最近提出的一种制备立方相态的方法，找到了制备态的确切形式，并与理想立方相态进行了详细的比较。因此，我们确定了准备一个理想的立方相态的主要挑战，并描述了与非理想的准备状态实施的门。我们还找到了可以用辅助Fock态实现的一般形式的操作，以及高斯输入态、线性光学和压缩变换、零差检测和前馈，并讨论了利用辅助Fock态实现连续变量量子计算的可行性。
2007-07-23 quant-ph
Memory effects displayed in the evolution of continuous variable system
该研究针对耦合谐振子浴的量子布朗运动模型，分析其非马尔可夫记忆效应，探究不同模数高斯态的保真度、Petz-Rényi相对熵及量子纠缠的时间演化特性。
2022-04-19 quant-ph
Geometric phase and gauge theory structure in quantum computing
我们讨论了量子比特态及其规范结构演化过程中几何相位的存在。时间演化算符是自由能算符，而不是哈密顿算符。
2011-04-19 quant-ph
Implementing the Koopman-von Neumann approach on continuous-variable photonic quantum computers
本文探讨在连续变量光子量子计算架构上实现KvN方法，用于模拟复杂非线性动力学。
2025-12-15 quant-ph
Improved Quantum Computing with the Higher-order Trotter Decomposition
在设计量子控制时，通常需要用经典计算机模拟受控系统的演化。然而，计算时间演化算子可能是相当消耗资源的，因为总哈密顿量通常难以对角化。在本文中，我们通过用它们的Trotter分解替换时间演化段来缓解这个问题，这将传播子减少到单量子比特操作和固定时间系统演化的组合。由此产生的过程可以提供相当大的速度增益与传播误差的可接受的成本。作为示范，我们应用所提出的策略，以提高效率的梯度上升脉冲工程算法搜索最优控制领域。此外，我们表明，高阶Trotter分解可以提供有效的Ansätze变分量子算法，从而提高性能，解决基态问题。这里提出的策略也适用于许多其他量子优化和模拟任务。
2022-10-24 quant-ph
Evolution of an open system as a continuous measurement of this system by its environment
从开放系统的Feynman-Vernon影响泛函出发，重新推导了连续量子测量的限制路径积分（RPI）描述.为此，将由开放系统及其环境组成的复合系统的总演化算子分解为部分演化算子之和。相应地，开放系统的影响泛函被分解为部分影响泛函（PIF）的积分。如果选择部分演化算子或PIF，使它们退相干（不相互干扰），则RPI的形式有效地出现。开放系统的演化可以解释为环境对系统的连续测量。如果环境是宏观或介观的，这是可能的。
2002-11-19 quant-ph
Applying an Evolutionary Algorithm to Minimize Teleportation Costs in Distributed Quantum Computing
针对分布式量子计算中量子比特跨节点隐形传态带来的通信开销，提出一种按电路时间步分配量子比特并支持容量约束的进化算法，在随机与基准电路上优于图划分方法。
2024-09-17 quant-ph
Quantum Computing in Discrete- and Continuous-Variable Architectures
本论文提出非阿贝尔量子信号处理框架及高斯控制旋转协议，实现混合CV-DV系统中压缩态、猫态和GKP态的确定性制备，并建立高斯层级分类与有限能量GKP光子损失概率纠错理论，为可扩展容错量子计算奠定基础。
2025-07-01 quant-ph
State preparation and evolution in quantum computing: a perspective from Hamiltonian moments
在有噪声的中尺度量子（NISQ）器件上的量子算法有望模拟经典难以处理的量子系统，以展示量子优势。然而，NISQ器件上不可忽略的门误差阻碍了传统量子算法的实现。实用的策略通常利用混合量子经典算法来展示量子计算在NISQ时代的潜在有用应用。在众多的混合算法中，最近的努力突出了基于量子计算的哈密顿矩，$\langle ϕ| \hat{\mathcal{H}}^n | ϕ\rangle$（$n=1,2,\cdots$），相对于量子态$|ϕ\rangle$的量子算法的发展。在本教程中，我们将简要回顾这些量子算法，重点介绍使用量子硬件计算哈密顿矩的典型方法，并基于量子计算矩提高估计状态能量的准确性。此外，我们将提供一个教程，展示如何测量和计算四位海森堡模型的哈密顿矩，并在真实的IBM-Q NISQ硬件环境中利用虚时间演化计算模型的能量和磁化强度。沿着这条线，我们将进一步讨论与这些算法相关的一些实际问题。我们将通过概述在不久的将来在这个方向上的一些可能的发展和应用来结束本教程的回顾。
2021-09-30 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
Architecture and noise analysis of continuous-variable quantum gates using two-dimensional cluster states
连续变量量子光学因其独特的可扩展性，成为大规模量子计算的重要平台。特别地，可以以确定性的方式容易地生成适合于通用量子计算和量子模拟的具有二维拓扑的非常大的簇状态，并且已知经由玻色子量子纠错的容错路线。在这篇文章中，我们提出了一个完整的基于测量的量子计算架构，用于在最近生成的二维团簇态上实现一组通用的门[1，2]。我们通过估计和最小化相关的随机噪声以及由此产生的门错误概率，分析了在这些簇状态以及其他二维簇状态（双层正方形晶格和四轨晶格簇状态[3，4]）中执行的各种量子门的性能。我们比较了四种不同的状态，发现，虽然它们都允许通用计算，四轨晶格簇状态比其他三个状态，都表现出类似的性能表现更好。
2020-10-20 quant-ph
Spatially Dense, Continuous-Variable Quantum Computing with Solid State Spin Nonlinearities
Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；Institute for Soldier Nanotechnologies, Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院士兵纳米技术研究所）；Research Laboratory of Electronics, Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院电子研究实验室）；DEVCOM, Army Research Laboratory（美国陆军研究实验室）
本研究提出利用应变敏感固态自旋作为非线性元件的玻色型量子信息处理架构，可实现高空间密度逻辑量子比特，为可扩展量子计算提供路径。
2026-08-14 quant-ph
Continuous phase spaces and the time evolution of spins: star products and spin-weighted spherical harmonics
我们研究了单自旋的连续相空间，并对它们的时间演化进行了完整的描述。时间演化完全由所谓的星积来描述。我们明确确定这些星产品一般自旋数使用一个简化的方法，适用于自旋加权球谐函数。这种方法自然地将自旋数增加的相空间与它们的量子光学极限联系起来，并允许有效地近似大自旋数的时间演化。我们还近似相空间表示的某些量子态，是具有挑战性的计算大自旋数。所有这些应用程序中探讨了具体的例子，我们概述了扩展耦合自旋系统。
2018-11-07 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
Universal hybrid quantum computing in trapped ions
使用离散和连续变量子系统，量子信息的混合方法可以为相同的物理资源提供更多的量子计算能力。在这里，我们提出了一个混合方案，可以用来产生必要的高斯和非高斯操作的通用连续变量量子计算在囚禁离子。该方案利用两个线性自旋运动相互作用产生一组广泛的非线性有效的自旋运动相互作用，包括一个和两个模式压缩，分束器，和三压缩操作中捕获的离子系统。我们讨论了可能的实验实现使用激光为基础的和激光的方法。
2021-05-12 physics.atom-ph quant-ph
Evolution of Quantum Computing: A Systematic Survey on the Use of Quantum Computing Tools
量子计算（QC）是一种新兴的范式，它继承并构建了量子力学（QM）的概念和现象，具有巨大的潜力，可以解决科学家以前无法解决的复杂和计算上棘手的问题。近年来，QC的巨大努力和进步标志着比经典计算技术更有效地解决现实世界问题的重要里程碑。虽然近年来在量子计算方面取得了相当大的进展，但需要投入大量的研究工作来将这一领域从一个想法转变为一个工作范式。在本文中，我们对促进量子计算的论文、工具、框架、平台进行了系统的调查和分类，并从应用和量子计算的角度对其进行了分析。我们介绍了量子计算层，量子计算机平台的特征，电路模拟器，开源工具Cirq，TensorFlow Quantum，ProjectQ，这些工具允许使用强大而直观的语法在Python中实现量子程序。接下来，我们讨论了当前的本质，确定了开放的挑战，并提供了未来的研究方向。我们的结论是，在过去的几年中出现了大量的框架，工具和平台，改进现有的设施将利用量子研究界的研究活动。
2022-04-04 cs.SE quant-ph
Simulating quantum field theories on continuous-variable quantum computers
本研究提出基于光子的连续变量量子计算方法，通过构建演化器态、结合机器学习增强的非高斯操作实现任意哈密顿量下的量子态时间演化，并拓展出无需离散化场值的量子场论模拟框架，开辟了新研究方向。
2024-07-10 hep-ph hep-th quant-ph
Selective quantum evolution of a qubit state due to continuous measurement
我们考虑一个二能级量子系统（量子比特），它是连续测量的检测器。由检测器提供的信息被考虑到描述在测量过程的特定实现期间的演变。我们讨论了贝叶斯形式主义这样的“选择性”的个人量子位的演变，并将其应用到几个固态设置。特别地，我们展示了如何使用连续测量和反馈回路来抑制量子比特的退相干。
2000-09-18 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum Computing based Hybrid Solution Strategies for Large-scale Discrete-Continuous Optimization Problems
Robert Frederick Smith School of Chemical and Biomolecular Engineering, Cornell University（康奈尔大学罗伯特·弗雷德里克·史密斯化学与生物分子工程学院）；Quantum Computing Institute, Oak Ridge National Laboratory（橡树岭国家实验室量子计算学院）
量子计算（QC）由于其在速度和操作方法方面与经典计算机完全不同的独特能力而受到欢迎。本文提出了混合模型和方法，有效地利用互补的优势，确定性算法和QC技术，以克服组合的复杂性，解决大规模混合整数规划问题。四个应用，即分子构象问题，车间调度问题，制造单元形成问题，和车辆路径问题，具体解决。从分子设计到物流优化的多个尺度上的这些应用问题的大规模实例对于经典计算机上的确定性优化算法来说是计算上的挑战。为了解决计算挑战，提出了基于混合QC的算法，并提供了大量的计算实验结果来证明它们的适用性和效率。所提出的基于QC的解决方案策略在解决方案质量和计算时间方面具有很高的计算效率，通过利用经典和量子计算机的独特功能。
2019-10-29 cs.AI math.OC quant-ph
Continuous quantum measurement with observer: pure wavefunction evolution instead of decoherence
本文讨论了用弱耦合探测器（隧道点接触）对二能级系统（双点）的连续测量。虽然通常的治疗会导致逐渐的系统退相干由于测量，我们表明，测量结果的知识可以恢复纯波函数在任何时候（这可以通过实验验证）。该形式主义允许写一个简单的朗之万方程的随机演化的系统密度矩阵，这是反映和引起的随机检测器输出。该方程自然地描述了渐变波函数“突变”和量子芝诺效应。
1998-07-18 cond-mat.mes-hall quant-ph
Holography of Transmission Lines: Insights of Continuous MERA and AdS/CFT
本研究结合Yurke-Denker量子电路网络理论与AdS空间的连续MERA框架，分析传输线的量子化与相互作用，揭示其度规与电路电感的关联，为量子电路复杂现象调控及量子计算、通信研究提供新视角。
2024-08-13 hep-th quant-ph
Continuous quantum measurement with particular output: pure wavefunction evolution instead of decoherence
本文讨论了用弱耦合探测器（隧道点接触）对二能级系统（双点）的连续测量。虽然通常的治疗会导致逐渐的系统退相干由于测量，我们表明，测量结果的知识可以恢复纯波函数在任何时候（这可以通过实验验证）。该形式主义允许写一个简单的朗之万方程的随机演化的系统密度矩阵，这是反映和引起的随机检测器输出。该方程自然地描述了渐变波函数“突变”和量子芝诺效应。
1998-08-17 cond-mat.mes-hall quant-ph
Classical vs Quantum Games: Continuous-time Evolutionary Strategy Dynamics
本文统一了演化博弈和量子策略的概念。首先，我们陈述了经典进化策略的公式和性质，重点讨论了2人2策略博弈中进化的目的地。然后，我们介绍了一种新的形式主义的量子进化动力学，并给出一个例子，其中一个不断发展的量子策略，如果发挥其经典的对手奖励。
2011-04-20 cs.GT cs.IT math.IT
