Rademacher complexity of noisy quantum circuits
量子系统中的噪声是在大型量子线路上实现许多量子算法的主要障碍。在这项工作中，我们研究了噪声对量子线路的Rademacher复杂性的影响，这是一种统计复杂性的度量，它量化了这些电路产生的函数类的丰富性。我们考虑的噪声模型，表示由凸组合的酉通道，并提供了上限和下限的Rademacher复杂性的量子线路，其特征在于这些噪声模型。特别是，我们找到了一个下界的Rademacher复杂度的噪声量子线路，取决于相应的无噪声量子线路的Rademacher复杂度以及电路的自由鲁棒性。我们的结果表明，量子线路的Rademacher复杂度随着噪声的增加而降低。
2021-03-04 quant-ph
Quantum Circuit Learning
我们提出了一个经典-量子混合算法的机器学习在近期量子处理器，我们称之为量子线路学习。由我们的框架驱动的量子线路通过调整其上实现的参数来学习给定的任务。参数的迭代优化允许我们绕过高深度电路。理论研究表明，量子线路可以近似非线性函数，数值模拟进一步证实了这一点。混合低深度量子线路和经典计算机的机器学习，所提出的框架铺平了道路，为量子机器学习的近期量子设备的应用。
2019-04-24 quant-ph
Optimal synthesis of multivalued quantum circuit
虽然多值量子逻辑综合已经有了很多工作，但多值量子线路是否比传统的二值量子线路更有效的问题仍然没有解决。在这篇文章中，我们致力于一般多值量子线路的优化。改进了多值量子Shannon分解（QSD），使所得电路对所有维数d都是渐近最优的。对均匀多重控制$R_y$旋转的综合也进行了优化，使电路进一步简化。研究了多值量子线路复杂度的理论下界，提出了一个衡量多值量子线路综合效率的指标--效率指数.这里给出的qudit电路的算法是一个有效的综合例程，它产生所有维度d的最佳已知结果，并且对于这两种情况，qudit n的数量都很小，并且是渐近的。多值量子线路确实比二值量子线路更有效。事实上，量子电路的复杂性下限的主导因素与量子比特电路相比小了d-1倍，并且渐近效率指数随着维数d的增加而增加，揭示了量子电路相对于一般量子比特电路的潜在优势。用本文给出的算法综合的一般n量子电路和一般二量子电路是比最有效的量子电路更有效的实用电路。
2015-06-14 quant-ph
Designing Efficient Programmable Quantum Circuits
构建通用可编程电路，使其能够在量子处理器上有效地运行任何给定的幺正算子，这具有根本的重要性。我们提出了一种新的量子线路设计技术，产生了两种通用的可编程电路方案。电路方案可用于通过设置电路中的角度值来模拟任何给定的算子。这提供了一种固定的电路设计，其角度以有效的方式从给定矩阵的元素确定，该矩阵可以是非酉的。我们还给出了这些电路的经典和量子复杂性分析，并表明，电路需要一些经典计算，它们的量子复杂性几乎与非一般电路相同。
2012-07-22 quant-ph
Equivalent Quantum Circuits
为了更好地理解量子算法和协议，量子算法和协议通常被表示为量子线路。我们给出了一个等价规则的列表，这些规则可以帮助量子线路的分析和设计。作为实例应用，我们研究了量子隐形传态和密集编码协议的一个简单的XOR交换电路，并给出了一个基本的门隐形传态电路的直观图片。
2011-10-13 quant-ph
Quantum Circuit Cutting with Maximum Likelihood Tomography
本文提出最大似然片段层析（MLFT）电路切割方法，通过从片段测量数据中推断最可能的输出概率分布，在有限量子比特设备上以更高保真度估计分簇电路输出。
2021-03-16 quant-ph
Quantum circuit debugging and sensitivity analysis via local inversions
随着由最先进的量子处理器实现的量子线路的宽度和深度迅速增加，通过经典模拟进行电路分析和评估变得不可行。因此，开发新的方法来识别大型复杂量子线路中的重要误差源至关重要。在这项工作中，我们提出了一种技术，精确定位的量子线路的部分，影响电路输出最大，从而有助于确定最重要的错误来源。该技术不需要对电路输出进行经典验证，因此是用于调试电路形式的大型量子程序的可扩展工具。我们证明了所提出的技术的实用性和有效性，将其应用到IBM量子机上实现的示例算法电路。
2023-02-07 quant-ph
Simulating Circuit Layout for Distributed Quantum Computing
George Mason University（乔治梅森大学）；Florida Atlantic University（佛罗里达大西洋大学）
本文提出了一种用于分布式量子计算的电路布局模拟工具，通过分而治之的方法实现电路的编译和组装。
2025-12-24 quant-ph
Minimization of Quantum Circuits using Quantum Operator Forms
本文提出了一种利用量子算符形式（QOF）最小化可逆量子线路的方法，给出了基于CNOT、CV和CV $^\dagger$量子门的量子线路和量子实现可逆线路的新表示.所提出的形式是对著名的Reed-Muller形式的量子扩展，但与Reed-Muller形式不同，QOF允许使用不同的量子门。因此，QOF允许通过使用与仅多控制Toffoli门不同的门的性质来最小化量子线路。我们介绍了一组最小化规则和一个伪算法，可以用来设计电路的CNOT，CV和CV $^\dagger$量子门。我们展示了如何使用QOF来最小化可逆量子线路，以及如何使用上述量子门来获得精确的实现。
2017-01-08 quant-ph
Entaglement-Based Quantum Mean Estimator Circuit
本文提出了一种计算给定量子态平均值的量子线路。该电路通过查询量子随机存储器来获取集合的值，并利用叠加、干涉和纠缠现象来估计$\mathcal{O}(\frac{1}ε\log{Nd})$复杂度的平均值。在IBM Q Experience上对所提出的量子均值估计器电路进行了仿真，结果表明所提出的量子线路具有增强许多基于均值的机器学习算法的潜力。
2019-11-28 quant-ph
Quantum Circuit Distillation and Compression
本文提出量子电路蒸馏方法，利用强化学习生成短且抗噪的电路，应用于IQFT和Shor算法，在IBM量子处理器上实现正确计算，并发现近似n量子比特IQFT的通用规则，提升噪声量子处理器性能。
2023-09-05 quant-ph
Function Approximation with Quantum Circuit
引入一个可训练对--算符和量子线路--的数学命题来逼近用三次泰勒多项式表示的函数，数值模拟了三种情况。
2018-03-30 quant-ph
Universal quantum circuit for n-qubit quantum gate: A programmable quantum gate
量子计算由于其在多项式时间内解决经典NP问题的潜力而引起了人们的广泛关注。因此，人们对建造量子计算机的兴趣越来越大。其中一个基本步骤是实现能够实现给定幺正运算的量子线路。这个任务已经解决了使用分解的酉矩阵在更简单的，直到达到量子线路只有单量子比特和hocTs门。通常目标是找到能够解决给定问题的最小量子线路。在这篇文章中，我们走了一个不同的方向。我们提出了一个通用的量子线路，它可以通过正确设置参数来实现任何特定的量子线路。换句话说，我们提出了一种可编程的量子线路。这开启了构建一个真正的量子计算机的可能性，在同一个硬件中可以实现几个不同的量子操作。提出的配置和它的光学实现进行了讨论。
2006-05-29 quant-ph
Universal Quantum Circuit of Near-Trivial Transformations
任何酉变换都可以分解为一组近似平凡变换的乘积。详细研究了近平凡变换的普适量子线路的构造。我们首先构造了两个能在任意精度下实现任意单比特旋转的通用量子电路$R_y(θ)$和$R_z(θ)$，然后构造了能在任意精度下实现任意单比特变换的通用量子线路.最后，利用$R_y(θ)$和$R_z(θ)$的通用量子电路构造了一个实现任意$n$ -量子比特近平凡变换的通用量子线路.在所提出的通用量子线路中，每个量子变换被编码成一个比特串，该比特串用作辅助输入。电路的输出由相关的比特串和近平凡变换的结果组成。我们的结果可能对未来通用量子计算机的设计有一定的参考价值。
2011-05-09 quant-ph
Quantum Circuit Simplification and Level Compaction
量子线路是描述量子计算过程的时间依赖图。通常，量子算法必须映射到量子线路中。量子线路的优化综合是一个棘手的问题，必须采用启发式方法。随着计算机技术的使用，电路的最优性不再得到保证。在本文中，我们考虑一种基于模板的局部优化技术来简化和减少非最优量子线路的深度。我们提出并分析了一般情况下的模板，并提供了具体的细节，由非，CNOT和受控平方非门电路。我们应用模板优化各种常见的电路实现多个控制Toffoli门和量子布尔运算电路。我们还展示了如何模板可以用来压缩的量子线路的水平的数量。我们的实现的运行时间是小的，而减少的量子门和数量的水平是显着的。
2008-02-27 quant-ph
Complete set of circuit equations for Stabilizer Quantum Mechanics
我们找到了量子线路之间的一组充分的方程，从这组方程我们可以导出稳定器量子线路之间的任何其它方程。为了建立这个结果，我们依赖于现有的工作的图形ZX语言的量子过程的完整性。电路方程的复杂性，与对数量少得多的ZX方程的非常直观的阅读相反，主张用后者来执行量子线路的计算。
2014-04-16 quant-ph
Equivalence Checking of Dynamic Quantum Circuits
尽管近年来量子计算发展迅速，但最先进的量子器件仍然只包含非常有限数量的量子比特。在近期量子设备中执行更现实算法的一种可能方法是采用动态量子线路，其中测量可以在电路期间发生，并且其结果用于控制电路的其他部分。这种技术可以帮助显著减少实现量子算法的给定精度所需的资源。然而，由于这种类型的量子线路更灵活，它们的验证更具挑战性。本文给出了动态量子线路的形式定义，并提出用线性算子系综来描述其功能。基于这种新的语义，如果两个动态量子线路具有相同的功能，则它们是等价的。我们进一步提出并实现了两个基于决策树的动态量子线路等价性检验算法。实验表明，将经典逻辑嵌入到传统的量子线路中不会带来显著的时间和空间负担。
2021-06-03 quant-ph
Learning Quantum Phase Estimation by Variational Quantum Circuits
针对QPE因精度提升导致电路深度增加的问题，提出用VQC近似逆QFT以降低深度与噪声，并在真实硬件上验证其优于标准及含噪声QPE。
2023-11-08 quant-ph
Qubit Reuse Beyond Reorder and Reset: Optimizing Quantum Circuits by Fully Utilizing the Potential of Dynamic Circuits
Technical University of Munich（慕尼黑工业大学）；Munich Quantum Software Company GmbH（慕尼黑量子软件有限公司）；Software Competence Center Hagenberg GmbH (SCCH)（哈根贝格软件能力中心有限公司）
通过引入动态电路原语，该研究优化量子电路，显著减少所需量子比特数量，尤其在QPE、QFT和VQE等电路中表现突出，提升近期设备运行复杂电路的能力。
2025-12-09 quant-ph
Exact Equivalence between Quantum Adiabatic Algorithm and Quantum Circuit Algorithm
我们给出了一个严格的证明，证明了量子线路算法可以转化为量子绝热算法，并且具有完全相同的时间复杂度。这意味着从$L$门的量子线路算法可以构造时间复杂度为$O(L)$的量子绝热算法。此外，我们的构造表明，通过适当地选择演化路径，可以指数地加速一些量子绝热算法。
2018-10-23 quant-ph
Diagonal quantum circuits: their computational power and applications
对角量子线路是在计算基中仅包括对角门的量子线路。尽管对角量子线路在所有门的交换性意义上具有经典特征，但它们的计算能力极有可能优于经典电路，并且它们被开发用于量子信息任务中的应用。本文综述了对角量子线路的计算能力及其应用。本文研究了一类特殊的对角量子线路--瞬时量子多项式时间（IQP）线路的计算能力。然后，我们回顾了随机态的近似生成作为对角量子线路的应用，其中随机态是均匀分布在希尔伯特空间中的纯态的系综。我们还提出了一种利用对角量子线路的经典哈密顿量的热化算法。这些应用是可行的，实验上实现现有技术，由于一个简单的和强大的结构的对角门。
2014-08-04 quant-ph
An Improved Volumetric Metric for Quantum Computers via more Representative Quantum Circuit Shapes
在这项工作中，我们提出了一个推广目前最广泛使用的量子计算硬件度量称为量子体积。量子卷指定了一系列随机测试电路，这些随机测试电路被定义为使得逻辑电路深度等于计算中使用的量子位的总数。然而，这种方形电路形状并不直接涉及人们可能希望使用量子计算机的许多特定应用。基于对已知量子算法的可用资源估计的调查，我们将量子体积推广到少数代表性的电路形状，我们称之为量子体积类，基于逻辑电路深度（时间）与问题大小（量子比特数）的缩放行为。
2022-07-14 quant-ph
Quantum circuit to estimate pi using quantum amplitude estimation
本研究提出一种利用算术电路及量子振幅估测来估测π值的量子线路。我们回顾了两种类型的量子乘法器，并提出了基于乘法器的量子平方电路作为执行量子计算所需的基本算术电路。用门尺寸为$ O(n) $的量子加法器实现的平方器需要$ O(n^2) $门和至少一个辅助量子位，而用量子傅里叶变换（QFT）实现的平方器需要$ O(n^3) $门而不需要辅助量子位。所提出的估计π的量子线路是基于蒙特卡罗方法、量子幅度估计和量子平方器。该电路采用量子场论的量子平方器，以$ 2^{2n} $为采样点，在$ 4n + 1 $量子比特中实现。所提出的方法是使用量子计算机模拟器与$ n $是从2到6的变化，所得到的结果进行了比较，通过执行一个经典的计算。
2020-10-21 quant-ph
Quantum circuits for solving one-dimensional Schrödinger equations
我们构造了求解一维薛定谔方程的量子线路。对三个典型实例进行了仿真，谐振子、方势阱和库仑势的计算结果表明，用8个量子比特可以得到合理的结果。我们的模拟表明，简单的量子线路可以解决标准的量子力学问题。
2009-07-20 quant-ph
Fidelity and purity of quantum electrical circuit states and quantum tomograms
综述了量子力学的概率表示和辛层析成像方法。考虑了纳米电路、约瑟夫森结和两个相互作用的高质量谐振电路的高斯态的例子。研究了量子力学层析表象中量子态的Shannon熵、量子信息、保真度和纯度。
2012-12-23 quant-ph
Evolving Quantum Circuits using Genetic Algorithms
文章被删除了。
2007-01-11 quant-ph
Quantum Circuit Identities
存在简化量子线路的量子线路恒等式，从而减少物理上实现它们所需的努力。本文从一个量子比特操作的公共集合中提取3个或更少的操作来构造所有的恒等式，并解释了它们如何用于简化构造量子线路恒等式的成本。
2003-07-16 quant-ph
Compact quantum circuits from one-way quantum computation
在本文中，我们解决的问题，翻译单向量子计算（1WQC）到电路模型。我们首先给出一个简单的电路表示的任何1WQC，在引入许多辅助线的成本。然后，我们提出了一组四个简单的电路身份，探讨纠缠资源和1WQC的校正结构之间的关系，使人们能够获得等效电路作用于更少的量子比特。最后，我们与一些例子和开放的问题的讨论。
2012-09-23 quant-ph
A practical overview of image classification with variational tensor-network quantum circuits
量子机器学习的电路设计仍然是一个巨大的挑战。受张量网络在不同领域的应用及其在经典机器学习环境中的新颖存在的启发，设计变分电路的一种方法是将电路架构基于张量网络。在这里，我们全面描述张量网络量子线路以及如何在模拟中实现它们。这包括利用电路切割，这是一种用于评估具有比当前量子设备更多量子位的电路的技术。然后，我们通过使用PennyLane（一个用于量子计算机差分编程的开源Python库）模拟各种张量网络量子线路来说明计算要求和可能的应用。最后，我们演示了如何将这些电路应用于日益复杂的图像处理任务，完成了对设计可应用于工业相关机器学习任务的电路的灵活方法的概述。
2022-09-22 quant-ph
Neural-network Generated Quantum State Can Mitigate the Barren Plateau in Variational Quantum Circuits
The University of Alabama in Huntsville（阿拉巴马大学亨茨维尔分校）
本研究通过神经网络生成量子态来缓解变分量子电路中的贫瘠高原问题。
2025-11-27 quant-ph
Quantum Circuit Partitioning For Effective Utilization of Quantum Resources
The Washington Institute for STEM Entrepreneurship and Research (WISER)（华盛顿STEM创业与研究研究所）；Naval Nuclear Laboratory（海军核实验室）
研究通过对比不同电路划分方法，评估其在提升保真度、支持分布式执行和扩展电路规模方面的有效性，发现对大规模高互联电路有显著提升，但对某些电路类型在大尺度下性能下降。
2026-04-24 quant-ph
Machine Learning Optimization of Quantum Circuit Layouts
量子线路布局（QCL）问题是映射一个量子线路，使得器件的约束条件得到满足。我们介绍了一个量子线路映射启发式算法QXX及其机器学习版本QXX-MLP。后者自动推断最佳QXX参数值，使得所布置的电路具有减小的深度。为了加速电路编译，在布局电路之前，我们使用高斯函数来估计编译电路的深度。这个高斯函数也会告诉编译器哪个电路区域对结果电路的深度影响最大。我们提出了经验证据的可行性学习的布局方法，使用近似。QXX和QXX-MLP为可行的大规模QCL方法开辟了道路。
2022-09-25 quant-ph
Machine learning of noise-resilient quantum circuits
噪声的缓解和减少对于从近期量子计算机中获得有用的答案至关重要。在这项工作中，我们提出了一个基于机器学习的一般框架，用于减少量子硬件噪声对量子线路的影响。我们的方法，称为噪声感知电路学习（NACL），适用于电路设计计算一个幺正变换，准备一组量子态，或估计一个多量子比特状态的观察。给定一个任务和一个设备模型，该模型捕获有关设备中量子比特的噪声和连接性的信息，NACL输出一个优化的电路，以在存在噪声的情况下完成该任务。它通过最小化电路深度和电路结构上的特定于任务的成本函数来实现。为了证明NACL，我们构建电路弹性细粒度的噪声模型来自门集断层扫描的超导电路量子器件，应用包括量子态重叠，量子傅立叶变换，W-状态的准备。
2021-02-21 quant-ph
Genuinely Multipartite Entanglement vias Shallow Quantum Circuits
多体纠缠是量子通信和量子计算的重要资源。本文的目标是根据浅量子线路来刻画一般多体纠缠态。我们首先证明了有限维空间中的任何真正的多体纠缠都可以通过由两个可分的量子信道组成的两层浅量子电路来产生，这是浅量子线路模型中最小的非平凡电路深度。我们进一步提出了一个依赖于量子线路第二层局域连接能力的半器件无关纠缠模型。这意味着区分真正的多体纠缠态的完整层次。它表现出与量子网络纠缠完全不同的多体非定域性。这些结果为多体纠缠、量子网络和基于测量的量子计算提供了新的见解。
2022-12-11 quant-ph
A new quantum ripple-carry addition circuit
提出了一种新的线性深度纹波进位量子加法电路。以前的加法电路需要线性的许多辅助量子位;我们的新加法器只使用单个辅助量子位。此外，我们的电路具有较低的深度和较少的门比以前的纹波进位加法器。
2004-10-22 quant-ph
Quantum Circuit Unoptimization
本文提出量子电路去优化原语，在保持等价性的前提下引入冗余，并用于等价性测试、编译器基准评估及量子优势数据集等应用。
2025-05-13 quant-ph
Circuit Partitioning and Transmission Cost Optimization in Distributed Quantum Circuits
针对分布式量子电路传输成本过高问题，提出基于QUBO模型的电路划分与动态前瞻优化方法，实验显示运行时间更短且传输成本显著降低。
2025-03-01 quant-ph
Quantum circuits and low-degree polynomials over F_2
本文研究有限域F_2上的量子线路与低次多项式之间的对应关系。任何由Hadamard、Z门、受控-Z门和受控-受控-Z门组成的量子线路都产生F_2上的一个三次多项式，使得计算量子线路的幅度等价于计算相应多项式的零。我们在两个方向上利用这种联系，这对于这个特定的门组来说特别干净和简单。首先，我们基于量子线路概念给出经典硬度结果的证明。其次，我们发现有效的经典模拟算法的某些类的量子线路的有效算法的基础上类的多项式。
2016-07-28 quant-ph
Exploiting dynamic quantum circuits in a quantum algorithm with superconducting qubits
量子线路在真实系统上的执行在很大程度上被限制在那些简单的时间有序序列的幺正操作之后的投影测量。随着量子计算的硬件平台在规模和能力上不断成熟，使量子线路超越其传统结构势在必行。在这里，我们进入了基于超导的量子系统上的动态量子线路的领域。动态量子线路不仅涉及整个计算过程中量子态的演化，而且还涉及在比电路的执行时间更短的时间尺度内周期性地测量电路中间的量子比特子集以及对所产生的经典信息的并发处理。使用嘈杂的量子硬件，我们探索最基本的量子算法之一，量子相位估计，在其自适应版本，利用动态电路，并比较结果的非自适应实现相同的算法。我们证明，当系统中的噪声和延迟足够低时，具有动态电路的实时量子计算版本可以提供实质性和有形的优势，为真实量子系统上的可用算法的新领域打开了大门。
2021-02-02 quant-ph
A dynamic programming approach for distributing quantum circuits by bipartite graphs
近期的大型量子计算机无法作为单个处理单元运行。因此，需要将量子线路划分为更小的部分，然后在小单元上执行每个部分。这种方法被称为分布式量子计算。在这项研究中，提出了一个动态规划算法，以尽量减少在分布式量子线路（DQC）的通信数量。该算法包括两个步骤：首先将量子电路转化为二分图模型，然后提出一种动态规划方法（DP）将模型划分为小容量的量子线路。所提出的方法进行了评估的一些基准量子线路显着减少所需的传送的数量。
2020-05-03 quant-ph
A Practical Method of Constructing Quantum Combinational Logic Circuits
本文描述了一种用基本的量子逻辑门如非门和一般的$n$位Toffoli门构造量子组合逻辑电路的实用方法。这种方法有助于找到量子线路，以评估最适合在给定量子计算机上实现的形式的逻辑函数。在卡诺图的帮助下，获得最有效电路的规则得到了最好的利用。解释了由于量子逻辑电路与经典逻辑电路的不同，卡诺图的使用规则发生了变化。
1999-11-12 quant-ph
Everything You Always Wanted to Know About Quantum Circuits
在这项工作中，我们提供了一个概述电路的量子计算。我们介绍了量子计算中使用的门，然后提出了资源成本测量用于评估电路从这些门。然后，我们说明如何门显示，然后组合成量子线路的基本算术功能。显示了加法、减法、乘法和除法的架构。我们演示了如何计算量子线路的资源成本。最后，我们通过举例说明基本量子线路在图像旋转操作中的应用来总结这一概述。
2022-08-24 quant-ph
VeriQBench: A Benchmark for Multiple Types of Quantum Circuits
在本文中，我们介绍了VeriQBench -一个开源的量子线路的基准测试。它提供了各种电路类型的高级量子电路抽象，包括1）组合，2）动态，3）顺序和4）变化量子线路，其中几乎涵盖了文献中所有现有类型的量子线路。同时，VeriQBench是一个通用的基准，可以用于验证不同应用的量子软件，如现有的工作所证明的，包括量子线路验证（例如，等价性检查[Hon+21 a; WLY 21]和模型检查[Yin 21]），仿真（例如，故障模拟），测试（例如，测试模式生成[CY 22]）和调试（例如，运行时断言[Li+20 b]）。所有电路都在OpenQASM中描述，并在Qiskit和QCOR仿真器上进行了验证。VeriQBench的发布网址是：https://github.com/Veri-Q/Benchmark，希望它能被其他研究人员使用。
2022-06-22 quant-ph
Fault-tolerant circuit synthesis for universal fault-tolerant quantum computing
提出了一种基于级联码实现通用容错量子计算的量子线路综合算法。为了实现容错量子计算，需要将容错量子协议转换为基于最近邻相互作用的可执行量子线路。与基本上基于局部运算定义的拓扑码不同，对于级联码，可以通过应用量子线路综合来获得由局部运算组成的电路。然而，通过现有的为普通量子计算算法开发的量子线路综合，在所得到的电路中可能不能保持协议的容错性。此外，实现通用容错量子计算的量子线路还需要考虑更多的问题。首先，当选择量子位移动路径（一系列\emph{SWAP}门）以满足几何局域性约束时，我们不必在数据量子位上传播量子错误。第二，电路应该是独立的，这样无论情况如何都可以独立行动。第三，对于通用的容错量子计算，我们需要多个容错量子协议的多个容错量子线路作用于同一输入，一个逻辑数据量子比特。最后，我们需要回顾一下容错协议，如综合征测量和编码器隐含地包括以测量结果为条件的经典控制处理，因此必须在时间流中划分量子线路以执行经典控制。本文提出了电路综合的方法来解决这一问题，并给出了如何综合$[[7,1,3]]$ Steane码的通用容错协议集和$[[23, 1, 7]]$ Golay码的伴随式测量协议。
2022-06-06 quant-ph
Quantum circuits of CNOT gates
我们详细研究了由CNOT门产生的量子线路的代数结构。我们的研究结果使我们能够提出多项式时间算法，以减少在一个给定的CNOT电路中使用的门的数量，我们也给出了算法，以优化这种类型的电路在某些特定情况下。最后，我们展示了当一个CNOT电路作用于一个完全因式分解态时，如何产生一些有用的纠缠态。
2020-12-16 quant-ph
Possibilistic simulation of quantum circuits by classical circuits
在突破性的工作中，Bravyi、Gosset和König（BGK）[Science，2018]无条件地证明了恒定深度的量子线路比经典线路更强大。在某种意义上，他们的结果相当于说，一个特定的恒定深度量子线路族需要至少$Ω(\log n)$深度的经典电路来“模拟”。在我们的论文中，我们形式化他们的意义上的模拟，我们称之为“可能性模拟”或“p-模拟”，并构建显式经典电路，可以p-模拟任何深度$d$量子线路与Clifford和$t$ $T$ -门深度$O(d+t)$。我们的经典电路使用扇入$\leq 2$的$\{\text{NOT, AND, OR}\}$门。
2022-12-07 quant-ph
Reducing Circuit Depth in Quantum State Preparation for Quantum Simulation Using Measurements and Feedforward
本文提出利用中途测量和前馈技术结合一元编码，在增加电路宽度的代价下大幅降低量子模拟中量子态制备的电路深度，并实现恒定深度概率制备Bethe波函数。
2025-05-30 quant-ph
Hybrid simplification rules for boundaries of quantum circuits
我们描述规则，以简化量子线路在其边界，即在状态准备和测量。在那里，任何严格不相干的操作都可以被推入经典数据的预处理或后处理中。这些规则可以大大简化量子线路的实现，并且对于噪声中等规模量子硬件上的混合算法特别有用，例如在量子模拟的上下文中。最后，我们说明如何电路切割可以使规则适用于更多的位置。
2022-06-07 quant-ph
Molecular representations of quantum circuits for quantum machine learning
本文建立量子电路与多原子分子子空间的同构关系，用分子指纹和库仑矩阵的 Gershgorin 圆尺寸表征量子支持向量机电路性能，从而缩小量子电路组合优化搜索空间，并表明从特定分子集合采样可高概率获得高精度量子算法。
2025-03-07 quant-ph
Short Proofs of Linear Growth of Quantum Circuit Complexity
量子门的复杂度是指构成量子门所需的最小基本门数，是量子信息和计算中的一个重要概念。最近的研究表明，由随机量子线路构建的量子门的复杂性几乎肯定会随着构建块的数量线性增长。在这篇文章中，我们提供了两个简短的证明这一事实。我们还讨论了一个离散版本的量子线路的复杂性增长。
2022-05-11 quant-ph
Reusability Report: Optimizing T-count in General Quantum Circuits with AlphaTensor-Quantum
Max Planck Institute for the Science of Light（马克斯·普朗克光科学研究所）
本研究针对量子电路T门数量优化问题，扩展AlphaTensor-Quantum方法使其可简化不同量子比特数的随机量子电路且无需重新训练，实验表明其通用智能体T计数减少效果优于现有方法，突显通用性与更广泛应用潜力。
2025-11-13 quant-ph
Improved Gap Estimates for Simulating Quantum Circuits by Adiabatic Evolution
我们使用基本变分的参数来证明，并改善，间隙估计中出现的绝热演化模拟量子线路。
2006-05-17 quant-ph
Simultaneous estimation of multiple eigenvalues with short-depth quantum circuit on early fault-tolerant quantum computers
提出MM-QCELS方法，在早期容错量子计算机上同时估计多个本征值，电路深度达海森堡极限，仅需一个辅助量子比特，数值上比QPE缩短约两个数量级。
2023-10-01 quant-ph
Classical simulators as quantum error mitigators via circuit cutting
Argonne National Laboratory（阿贡国家实验室）
该研究提出模拟量子误差缓解（SQEM）框架，通过逐量子比特切割电路并经典重组输出分布实现可扩展的量子误差缓解，在VQE拟设中对LiH取得化学精度的基态能量结果。
2026-10-20 quant-ph
