Simple scheme for implementing the Deutsch-Jozsa algorithm in thermal cavity
我们提出了一种基于热腔中两原子相互作用的Deutsch-Jozsa算法的简单实现方案。强共振经典场的加入消除了演化算符中与光子数相关的部分。因此，我们的计划是免疫的热场，并不要求腔保持在真空状态，整个过程。此外，原子和腔之间的大失谐也不是必需的，从而导致量子操作的潜在加速。最后，我们通过数值模拟表明，所提出的计划是等同于演示的Deutsch-Jozsa算法具有高保真度。
2006-12-06 quant-ph
Recursive multiport schemes for implementing quantum algorithms with photonic integrated circuits
我们提出了递归多端口方案，实现量子傅里叶变换和格罗弗算法的反演步骤上的集成线性光学器件。具体地，每个方案示出了如何使用用于$d$模式上的相同操作的一对电路来执行$2d$模式上的量子操作。该电路对路径编码量子比特进行操作，并使用具有$O\left(d^2\right)$光学元件的线性光网络实现对这些状态的$d$维幺正变换。为了评估这些方案对实际误差的影响，我们使用硅基光子集成器件的简单制造模型进行了原理验证实验的模拟，该光子集成器件分别采用定向耦合器和热光调制器作为分束器和移相器。我们发现，高保真度的性能是可以实现的与我们的多端口电路的$2$ -qubit和$3$ -qubit量子傅立叶变换，和四项和八项数据库的量子搜索。
2016-01-10 quant-ph
A Generalized Quantum Optical Scheme for Implementing Open Quantum Walks
开量子行走是一种完全由与外部环境的耗散相互作用驱动的新型量子行走，它被表述为图上的完全正的保迹映射.提出了一种实现非零温度环境的量子阱的广义量子光学方案。在该量子光学方案中，二能级原子扮演“步行者”的角色，腔模的Fock态对应于“步行者”的晶格位置。使用小么正旋转的方法，系统的有效动力学被证明是一个OQW。对于所选择的参数集，环境温度的增加导致系统比之前提出的环境温度为零的方案更快地达到渐近分布。在这种情况下，渐近分布由稳定的高斯分布给出。
2020-04-03 quant-ph
Teleportation scheme implementing contextually the Universal Optimal Quantum Cloning Machine and the Universal Not Gate. Complete experimental realization
通过对量子态隐形传态的标准协议进行重大修改，实现了量子力学严格禁止的两个过程：通用非门和通用最优量子克隆机.特别地，已经报道了Tele-UNOT Gate的第一个实验演示，一种新的量子信息协议（cfr. quant-ph/0304070）。一个完整的实验实现的协议在这里。
2003-10-03 quant-ph
Discrete time quantum walk with nitrogen-vacancy centers in diamond coupled to a superconducting flux qubit
我们提出了一个量子电动力学计划实现离散时间，创造量子行走与沃克对应的相位自由度的准磁振子场实现在金刚石中的氮空位中心的系综。硬币被实现为超导通量量子比特。我们的计划改进了现有的建议，实现量子行走腔量子电动力学通过删除繁琐的要求，根据平均准粒子数的不同驱动脉冲持续时间。我们的改进是相关的所有间接抛硬币腔量子电动力学实现的量子行走。数值分析表明，该方案可以在实际条件下实现离散量子行走。
2013-07-16 quant-ph
A tunable coupling scheme for implementing high-fidelity two-qubit gates
具有量子优势的计算硬件的前景关键取决于量子门运算的质量。非理想双量子比特门是实现可扩展量子信息处理器的主要瓶颈。在这里，我们提出了一个可推广和可扩展的方案，通过调制耦合器频率来控制量子比特-量子比特耦合的双量子比特耦合器开关。双量子比特门操作可以通过在色散区操作耦合器来实现，这对量子比特状态是非侵入性的。我们通过在超导量子线路上模拟一个通用的双量子比特门来研究该方案的性能，发现来自已知寄生效应的误差被强烈抑制。该方案与现有的高相干硬件兼容，从而有望与当前技术的更高的门保真度。
2018-03-26 quant-ph
Tunable coupling scheme for implementing two-qubit gates on fluxonium qubits
超导磁通鎓电路是一种RF-SQUID型通量量子比特，它使用由约瑟夫森结阵列或高动力学电感材料构建的大电感。该电感以指数方式抑制电荷灵敏度，以二次方式抑制磁通灵敏度。与transmon量子比特相比，fluxonium的非谐性可以是大的和正的，允许电路的低能量量子比特流形和更高的激发态之间更好的分离。在这里，我们提出了一种可调耦合方案，用于在固定频率的通量量子比特上实现两个量子比特门，偏置在半通量量子上。在该系统中，量子比特和耦合器都是电容耦合的，并被实现为具有额外谐波模式的磁通鎓电路。我们通过模拟一个通用的双量子比特fSim门来研究该方案的性能。在所提出的方法中，我们依赖于一个平面片上架构的整个设备。我们的设计与基于transmon的设备的现有硬件兼容，具有更低量子比特频率的额外优势，便于高精度门控。
2021-09-26 quant-ph
Implementing Quantum Walks Using Orbital Angular Momentum of Classical Light
我们提出了一种实现激光束在轨道角动量空间中量子行走的方案。该方案利用环形干涉仪，包含一个四分之一波片和一个q板。这种设置使人们能够执行任意数量的量子行走步骤。此外，实现方案的经典性质使得实时观察量子行走演化成为可能。我们利用激光束的偏振态与其轨道角动量的非量子纠缠来实现量子行走。
2013-07-07 quant-ph
Implementing quantum walks with a single qubit
量子游走在量子信息中有着广泛的应用，如普适量子计算，因此深入研究量子游走的性质具有重要意义。提出了一种仅用单个量子比特实现离散时间量子行走的新方法，该方法将硬币和行走都编码在单个量子比特的二维状态空间中，仅用单个量子比特门实现操作，自然地获得离散时间量子行走的高维最终态.与以往的方法相比，这种“单量子比特”方法可以在大多数量子系统中更容易地实现DTQW实验，并且可以研究DTQW的所有基于量子态的性质（如量子相关性和相干性）。通过这种方法，我们在实验上实现了单粒子和两粒子DTQWs与七个步骤，使用单光子。此外，我们系统地研究了DTQW系统的量子关联和相干性（基于硬币和步行者的全态）与不同的初始状态的硬币，这还没有得到和研究DTQW实验。作为应用，我们还研究了利用实验得到的双粒子DTQW的全态对量子相干性的辅助蒸馏。首次研究了高维混合态的可压缩相干性的最大增长，得到了它的上、下界。我们的工作为实现DTQW实验和更好地探索量子行走的性质打开了一扇新的大门。
2022-06-08 quant-ph
Implementing a neutral-atom controlled-phase gate with a single Rydberg pulse
人们可以通过利用里德堡封锁来实现快速的两量子比特纠缠门。虽然已经提出了各种理论方案，但由于实验的限制，实验人员还没有能够证明高保真度的双原子门。我们提出了一种新的方案，它只使用一个单一的里德堡脉冲照射两个原子，中性原子控制相位门的建设。与现有的方案相比，我们的方法更容易实现，既不需要单独寻址原子，也不需要绝热过程。利用基于实际实验场景估计的参数，可以实现高于0.99的门保真度。
2016-02-24 quant-ph
Implementing the Grover Algorithm in Homomorphic Encryption Schemes
本研究将适用于多项式$T/T^{\text{\dagger}}$门电路的量子同态加密方案应用于Grover算法，完成3量子比特电路仿真，分析门复杂度并给出n量子比特电路的同态实现方案，还提出了单标记项场景下更高效的解密实现算法。
2024-03-07 quant-ph
Circuit design implementing longitudinal coupling: a scalable scheme for superconducting qubits
我们提出了一种新的固定频率超导量子比特的电路结构，并展示了它如何可以扩展到具有严格局域相互作用的网格。我们提出的电路QED实现实现了超导量子比特和任意数量的$LC$谐振器之间的$σ_z$型耦合。由此产生的\textit{longitudinal coupling}本质上不同于通常的$σ_x$型\textit{transverse coupling}，后者是最常用于超导量子比特的一种。在固定频率量子比特和具有特定模式的始终开启相互作用的谐振器的网格中，耦合严格限于最近和次最近的相邻谐振器;从来没有任何直接的量子比特-量子比特耦合。我们注意到，只有四个不同的谐振器频率，只有一个唯一的量子比特频率，足以满足该方案的可扩展性。两个相邻量子位之间的受控相位门可以通过量子位上的微波驱动来实现，而不会影响其他量子位。这一事实是该方案的可扩展性的最大优势。
2016-05-02 quant-ph
Implementing a topological quantum model using a cavity lattice
Kitaev模型既有阿贝尔激发又有非阿贝尔激发。它可以作为拓扑量子计算的起点。然而，这个模型的哈密顿量是很难实现的自然凝聚态系统。本文提出了一种量子模拟方案，通过构造耦合腔晶格中的Kitaev模型哈密顿量，其中腔中嵌入了$Λ$型三能级原子。在该方案中，几个参数是可调的，例如，通过外部激光场。重要的是，我们的计划是基于目前现有的技术，它提供了一个可行的方式实现Kitaev模型探索拓扑激发。
2012-09-07 quant-ph
Experimental quantum-walk revival with a time-dependent coin
我们证明了一个量子行走与时间相关的硬币偏见。利用这种技术，我们实现了一个实验性的单光子一维量子行走与线性斜坡的时间依赖的抛硬币操作，从而证明了两个周期性复苏的沃克分布。在我们的光束位移干涉仪中，行走对应于作为晶格位置的场的离散分离的横模之间的运动，并且通过在每一步中实现半波片的光轴与光传播之间的不同角度来实现与时间相关的抛硬币。实现复活所需的每个量子行走步骤包括两个顺序的正交硬币翻转算子，其中一个硬币具有恒定的偏置，另一个硬币具有依赖于时间的斜坡硬币偏置，然后是行走器的条件平移。
2015-08-09 quant-ph
Reversion of Quantum Walks via interventions on coin space
在这项研究中，我们展示了一种通过在硬币步行者系统向前发展期间对硬币自由度引入干预来实现n维量子步行反向进化的方法。只需要一次干预就可以将一条线上的量子步行者逆转到其初始位置，并且干预的数量随着步行的维度而增加。我们提出了一个分析处理来证明这些结果。这种逆转方案可以用来产生周期性的有界量子行走，并控制粒子以最高概率被发现的位置。从量子计算和模拟的角度来看，该方案可以用于重置量子操作和实现某些量子门。
2018-03-22 quant-ph
Implementing the Deutsch's algorithm with spin-orbital angular momentum of photon without interferometer
Deutsch算法是最简单的量子算法，体现了量子计算机的加速性。本文从理论上提出了一种在自旋轨道角动量空间中实现量子Deutsch算法的方案。我们的方案利用了一种新开发的称为“q板”的光学器件，它可以同时耦合和操纵自旋-轨道角动量。由于没有干涉仪，该实验装置在理论上具有很高的稳定性和效率。
2012-07-24 quant-ph
Implementing quantum control for unknown subroutines
我们提出的设置为实际实现的未知的子程序添加控制，补充现有的量子光学计划的黑箱控制与对应的量子控制的顺序的操作序列。我们还提供了计划，以实现任何一个任务，使用被困离子。这些实际规避最近的不去定理是基于现有的技术。我们认为，在实践中添加控制未知的操作的可能性是许多物理系统的一个共同特征。基于所提出的实现，我们讨论了理论与实践之间的明显矛盾。
2014-03-13 quant-ph
Almost Public Quantum Coins
本文提出一种将私有量子硬币方案提升为几乎公开的量子硬币方案的技术，通过对称子空间投影实现验证，并基于标准假设证明其安全性，首次构造出接近公开且可证明安全的量子货币方案。
2024-11-25 cs.CR quant-ph
Proposal for implementing universal superadiabatic geometric quantum gates in nitrogen-vacancy centers
我们提出了一个可行的方案来实现一个通用的量子门的几何相位和超绝热量子控制的基础上。结合两种策略的优点，所提出的量子门具有鲁棒性和快速性。以金刚石氮-空位中心体系为例进行了说明。我们表明，这些门可以实现在一个简单的两级配置，通过适当控制的幅度，相位和频率的微波场。门的鲁棒性和快速的功能被确认通过比较保真度的建议超绝热几何相位（受控相位）门与其他两种相位（受控相位）门。
2016-04-27 quant-ph
Security Analysis of Ensemble-Based Quantum Token Protocol Under Advanced Attacks
本研究针对可实现不可克隆量子硬币的基于系综的量子令牌协议，提出并刻画高级攻击场景，证明了协议在这类攻击下的安全性，通过数值模拟和IBM量子平台实验验证结果，表明增加令牌数量可提升安全性，支持该协议在任意量子系统的安全部署。
2025-08-01 quant-ph
Simplified Approach to Implementing Controlled-Unitary Operations in a Two-Qubit System
介绍了一种在双量子比特系统中实现任意受控幺正操作的方案。如果2 \times 2酉矩阵是特殊酉矩阵（具有单位行列式），则可以在单脉冲操作中实现受控酉门操作。在我们的方案中，脉冲将构成在任意最大值和“计算”最小值之间变化的系统参数之一。该参数将构成系统的可变参数，而包括两个量子位之间的耦合的其他参数将被视为固定参数。参数的值是我们使用我们的方法求解的，以实现任意的受控酉运算。我们进一步表明，该操作的计算复杂性是不大于所需的控制非（CNOT）门。由于传统方案通过将其分解为一系列单量子位和CNOT门操作来实现受控酉操作，因此我们的方法是一种改进，因为我们不仅需要更短的持续时间，而且需要更少的控制线来实现相同的操作。为了证明比其他方案的改进，我们显示，作为例子，如何两个控制酉操作，一个是控制Hadamard门，可以实现在一个单一的脉冲操作，使用我们的计划。此外，我们的方法可以应用于广泛的耦合方案，并可以用来实现门操作通过伊辛，海森堡和各向异性相互作用耦合的两个量子比特之间。
2012-02-09 quant-ph
Practical scheme for quantum dense coding between three parties using microwave radiation in trapped ions
我们提出了一个在微波和磁场梯度的辅助下，通过操纵三个被限制在微阱中的离子来实现三方之间的二维量子密集编码（QDC）的实用方案.在我们的方案中的离子不需要被严格冷却到振动基态，因为单量子比特和多量子比特操作是通过伊辛项进行的，其中离子的振动模式在整个方案中保持不变，使得我们的方案对离子的加热具有鲁棒性。我们还提出了实施三方QDC实验的详细步骤和参数，并表明所提出的方案是在目前的离子阱实验技术。
2007-02-07 quant-ph
Quantum communication protocols by quantum walks with two coins
利用两个硬币的量子行走，提出了一些新的完美态转移和隐形传态方案。将传输的信息编码为硬币1状态，交替使用两个硬币操作符，最多只需两次翻转操作，就可以完全恢复目标位置的硬币1状态信息。基于两个硬币在线上或在$N$ -圆上的量子行走，我们可以完美地转移任何量子比特状态。此外，无论是在完全图上还是在正则图上，我们都可以使用两个硬币的量子行走，首先通过量子行走实现完美的量子态转移。与现有的由一枚硬币驱动的方案相比，可以使用更一般的图结构来完美地传输更一般的状态。此外，还可以大大减少硬币操作员在发送过程中的外部控制。以硬币1为发送者，硬币2为接收者，研究了如何利用上述量子行走模型实现长步行走的广义隐形传态。由于量子行走是一种通用的量子计算模型，我们的方案可以为量子网络和量子计算机的设计提供一个通用的平台。
2018-02-08 quant-ph
Photonic quantum walks with four-dimensional coins
离散时间量子行走的内部硬币空间的维数对量子行走者动力学的复杂性和丰富性有很大影响。虽然二维硬币算子足以在复杂图上定义一定范围的动力学，但更高维的硬币是释放离散时间量子行走的全部潜力所必需的。在这项工作中，我们提出了一个实验实现的离散时间量子行走的线图，而不是二维的，表现出一个四维硬币空间。利用额外的自由度，我们观察到多个弹道传播速度特定于高维硬币运营商。通过实现一个可扩展的技术，我们演示了量子行走在各种大小的圆圈，以及一个例子的Husimi仙人掌图。量子行走是通过在迈克耳孙干涉仪环结构中的时间复用来实现的，采用环中脉冲的偏振和行进方向作为硬币自由度。理论分析表明，该平台支持任意$4 \times 4$幺正硬币操作的量子行走，以及在具有各种周期性和扭曲边界条件的直线上的量子行走.
2019-10-31 quant-ph
Implementing Quantum Secret Sharing on Current Hardware
本研究在IBM 127-qubit系统上测试多种量子秘密共享码的性能，通过SWAP测试和纠缠保真度评估，发现Steane Code在纠缠保真度上表现最佳，而((2,3)) qutrit方案因多量子比特门操作较多表现最差。
2025-11-03 quant-ph
Full state revivals in higher dimensional quantum walks
量子行走中的完全状态恢复可以被看作是行走在行走的传播期间以周期性方式返回到初始量子态。在本文中，我们表明，对于任何给定的空间维数，硬币运营商可以构造产生一个量子行走具有充分的复苏与任何所需的周期。从量子计算和模拟的角度来看，这些硬币运算符可以用于实现在具有有限周期性的任何两个状态之间振荡的量子行走。
2018-06-19 quant-ph
Quantum money with nearly optimal error tolerance
我们提出了一个家庭的量子货币计划与经典的验证，显示了一些好处比以前的建议。我们的计划是基于隐藏匹配量子检索游戏，他们容忍噪声高达23%，我们推测达到25%的潜在的隐藏匹配状态的维数增加渐近。此外，我们证明了25%是一个广泛的类量子货币计划的经典验证的最大可容忍的噪声，这意味着我们的计划几乎是最佳的噪声容忍。我们使用半定规划中的方法来证明安全性，其方式与以前的建议有很大不同，这带来了两个主要优点：第一，硬币验证只涉及恒定数量的状态（相对于硬币大小），从而允许较小的硬币;第二，我们的方案中硬币的可重用性随着硬币的大小线性增长，这是已知的最佳值。最后，我们提出了一些方法，即使在检测器效率低下的情况下，也可以使用弱相干态实现我们协议中的硬币，并使用现有的实验技术进行验证。
2016-10-20 quant-ph
Extracting the Chern number from the dynamics of a Fermi gas: Implementing a quantum Hall bar for cold atoms
我们提出了一个测量超冷费米气体的量子化霍尔电导率的方案，该气体最初是在拓扑（陈）绝缘相中制备的，并由恒定的力驱动。我们表明，释放云后，质心的时间演化，提供了一个直接和明确的签名的拓扑不变的陈数。我们讨论了该方案的有效性，强调了驱动系统的重要性，足够强大的力量，以取代云在可测量的距离，同时避免频带混合效应。驱动原子云的不寻常的形状进行了定性讨论的半经典方法。
2013-09-26 cond-mat.quant-gas quant-ph
Quantum walks with memory - goldfish, elephants and wise old men
量子游走是量子信息处理的一种有趣的方法，与类似的经典随机游走相比，它表现出许多独特的性质。在这里，我们介绍了一个模型的离散时间量子步行与记忆赋予步行者与多个回收硬币，并通过历史依赖的硬币投掷使用物理记忆功能。通过数值模拟，我们观察到几个现象。首先，在一维空间中，具有记忆的步行者比经典步行者具有持续的量子弹道加速，就像以前研究具有平凡记忆功能的多硬币步行所发现的那样。然而，多硬币状态的测量可以显著地改变空间分布的平均值。第二，我们考虑了具有记忆的二维量子行走中的空间纠缠，发现即使使用纠缠硬币，记忆也会破坏空间维度之间的纠缠。最后，我们探索行为的空间随机性的存在，并发现，在对比单一的硬币散步，多硬币散步不本地化，事实上，一个记忆功能可以加快步行相对于一个完全decorative多硬币步行者与平凡的记忆。我们明确地展示了如何构建线性光学电路实现的散步，并讨论了经典模拟的前景。
2012-12-18 quant-ph
Mimicking the probability distribution of a two-dimensional Grover walk with a single-qubit coin
多维量子行走通常需要很大的硬币空间。在这里，我们表明，非本地化的情况下的空间密度概率的二维Grover步行可以得到仅使用一个二维硬币空间和量子步行在交替的方向。我们给出了这种对应关系的形式化证明，并分析了相对于Grover方案的硬币位置纠缠和x-y空间纠缠的行为。我们表明，我们的实验更简单的计划允许纠缠的两个正交方向的行走更有效。
2011-02-24 quant-ph
Quantum circuits for discrete-time quantum walks with position-dependent coin operator
本文构建实现任意位置相关硬币算子的离散时间量子行走量子电路，提出线性深度但需指数辅助比特的并行电路，并扩展至光滑块对角酉算子的高效近似实现，误差ε下深度和规模为O(1/ε)。
2023-04-20 cs.ET quant-ph
Why quantum bit commitment and ideal quantum coin tossing are impossible
对于比特承诺和抛硬币，有众所周知的“可证明不可破解”的量子协议。然而，我们和独立的Mayer证明了所有提出的量子比特承诺（因此掷硬币）方案在原则上都是不安全的，因为发送者Alice总是可以通过使用EPR类型的攻击和延迟她的测量来成功欺骗。人们可能会怀疑是否存在安全的量子比特承诺和掷硬币协议。在这里，我们证明了爱丽丝的EPR类型的攻击将，在原则上，打破{ \em任何}现实的量子比特承诺和{ \em理想}抛硬币计划。因此，如果爱丽丝拥有量子计算机，并且能够存储量子信号任意时间长度，那么所有这些方案都是不安全的。由于比特承诺和抛硬币是建立更复杂的协议，如零知识证明有用的原语，我们的结果投下了非常严重的怀疑量子密码学的安全性在所谓的“后冷战”的应用。
1996-08-22 quant-ph
One- and two-dimensional quantum walks in arrays of optical traps
提出了一种新的实现中性原子在微光阱阵列或光晶格中离散时间量子行走的方法。我们分析了位置空间中的一维行走，硬币，控制量子行走器位移的额外量子位自由度，实现为空间离域量子位，即，硬币也在位置空间中被编码。我们分析了量子行走对温度和实验缺陷的依赖性，如陷阱位置的抖动。最后，结合空间非定域量子比特和超精细量子比特，我们给出了一个在二维正方形晶格上实现量子行走的方案，并且可以实现不同的硬币算符.
2005-05-09 quant-ph
Implementing the one-dimensional quantum (Hadamard) walk using a Bose-Einstein Condensate
我们提出了一个方案，利用超冷原子的相干宏观样品玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）实现了量子随机行走的最简单和最好的研究版本--离散Hadamard行走。利用BEC实现量子行走，可以在宏观尺度上观察到常见的量子现象。本文采用射频脉冲作为么正位移算符，实现哈达玛操作（旋转）和受激喇曼跃迁技术。该方案建议在长瑞利程光偶极阱中捕获BEC时，实现Hadamard操作和么正位移算符。阿达玛旋转和一个酉移位算子在BEC准备的内部状态之一，其次是一个位翻转操作，实现了阿达玛行走的一步。为了实现相当数量的步骤，该过程在不诉诸中间测量的情况下迭代。利用目前的偶极阱技术，应该可以实现足够的步骤来实验性地突出使用BEC的离散量子随机行走，从而进一步探索量子随机行走及其应用。
2006-09-12 quant-ph
Quantum dense coding scheme via cavity decay
我们研究了一种利用腔衰减和线性光学器件实现量子密集编码的安全方案。我们的方案结合了原子量子比特作为固定比特和光子量子比特作为飞行比特的两个显著优点，因此它适合于长距离量子通信。
2006-05-27 quant-ph
Virtual-photon-induced quantum phase gates for two distant atoms trapped in separate cavities
我们提出了一个方案，实现量子门的两个原子被困在遥远的腔连接的光纤。两个分布式量子比特之间的有效长距离耦合是在没有通过光纤的光子的激发和传输的情况下实现的。由于腔模和光纤模从不填充，原子也不经历跃迁，因此当环境中的热光子可以忽略不计时，门操作对退相干效应不敏感。该方案为量子信息处理器的网络化和实现分布式、可扩展的量子计算开辟了广阔的前景。
2012-03-02 quant-ph
Large scale quantum walks by means of optical fiber cavities
我们展示了一个实现量子漫步的平台，克服了许多与光子实现相关的障碍。我们使用耦合的光纤腔，以实现一个集成的系统中的时间仓编码行走。我们表明，该平台可以实现非常低的损失与高保真操作相结合，从而在被动系统中实现前所未有的大量步骤，如多个步行者场景所需。此外，该平台是可重构的，使硬币的变化，并很容易扩展到多维网格。我们展示了三个不同的值的硬币偏差实验的变化。
2016-07-04 quant-ph
The simplified quantum circuits for implementing quantum teleportation
University of Science and Technology Beijing（北京科技大学）；Tianjin Normal University（天津师范大学）
本文提出了一种简化量子电路方案，用于在不同纠缠通道中实现量子传送，通过减少门数、成本和深度，提高了效率并降低了实现难度。
2026-02-09 quant-ph
Implementing Bilinear Interpolation on Quantum Images
本文提出了一种基于双线性插值的FRQI图像插值方法。为了实现这一点，我们制定了几个量子模块，即，赋值模块、增量模块和四分之一模块，并将它们应用到我们提出的量子图像插值电路中。设计了基于双线性的FRQI图像放大和缩小的具体量子线路，并分析了其网络复杂度。最后，为了验证该方法的有效性，对测试图像进行了放大和缩小的仿真实验，并将其结果与FRQI图像的最近邻插值进行了比较。采用该插值算法对放大后的图像进行插值处理，得到了满意的结果，其PSNR和SSIM值均优于最近邻法。
2020-10-20 quant-ph
Implementing two-photon three-degree-of-freedom hyper-parallel controlled phase flip gate through cavity-assisted interactions
超并行量子信息处理是一个很有前途的研究领域。在本文中，我们提出了一种方法来实现一个超并行控制相位翻转（超CPF）门的频率，空间和时间仓编码的量子比特耦合飞行光子捕获氮空位（NV）缺陷中心。与传统的并行方案不同，该方案在降低耗散噪声、增加量子信道容量、减少量子资源开销等方面具有独特的优势。具有频率、空间和时间仓自由度的门量子比特不受光纤中量子退相干的影响，而偏振光子则容易受到环境噪声的干扰。
2020-04-06 quant-ph
Implementing topological quantum manipulation with superconducting circuits
一个具有传统两体相互作用的两分量费米子模型最近被证明具有任意子激发。在这里，我们提出了一个方案，以物理实现这一模型的两个两个组件的费米子的每一个链转化为两个电容耦合的超导器件链。特别是，我们详细阐述了如何实现所需的操作，创建和操纵的拓扑量子态，提供了一个实验可行的方案，访问拓扑存储器和建立任意子干涉。
2009-04-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Generalized quantum teleportation of shared quantum secret with quantum walks
最近，Lee等人提出了第一个安全的量子远程传送协议，其中由任意数量的接收者共享的量子信息可以被传送到另一个任意数量的接收者。通过引入量子游走，提出了一种新的在n个接收者和$m$接收者之间共享量子秘密的安全（n，m）量子隐形传态.首先，基于两种硬币算子：齐次硬币算子和位置依赖硬币算子，提出了两种基于n-walker量子行走的（n，2）隐形传态方案，其中第一个行走者分别由三个硬币驱动.其次，通过将第一个步行者的硬币数增加到m+1，将原来的（n，2）方案推广到（n，m）隐形传态方案。然后，我们给出了我们提出的方案的信息安全性的证明，在该方案中，任何单个或子方的发送者和接收者都不能完全访问秘密的量子信息。此外，投影测量是必要的，而不是联合贝尔测量，在李等人。的协议。我们的工作也可以进一步扩展到量子阱的周期。该工作为量子信息处理任务提供了一个额外的相关实例，从而打开了量子行走更广泛的应用目的。
2020-12-05 quant-ph
Entanglement measurement with discrete multiple coin quantum walks
在一个特殊的多硬币量子行走方案中，我们分析了初始硬币态的纠缠效应。对于具有特殊纠缠结构的量子态，我们证明了这种纠缠可以用初始硬币态的i-并发度所决定的游走平均值来度量.进一步研究了纠缠演化，发现纠缠分布的对称性反映了概率分布的对称性。
2005-07-19 quant-ph
Optimized measurement-free and fault-tolerant quantum error correction for neutral atoms
本文提出了一种针对中性原子阵列的小型无测量QEC方案，通过提取冗余校验子信息和使用单次标志量子比特实现电路级噪声容错，且额外开销适中，为资源高效的无测量量子纠错铺平道路。
2024-12-20 quant-ph
Quantum Coins
量子信息最早的密码学应用之一是创造出无法伪造的量子数字现金。在本文中，我们描述了一种新型的量子货币：量子硬币，其中所有相同面额的硬币都由相同的量子态表示。我们陈述了理想的安全特性，如匿名性和不可伪造性，并提出了两个候选量子币方案：一个使用黑盒操作，另一个使用盲量子计算。
2009-11-06 quant-ph
Entangled state generation via quantum walks with multiple coins
纠缠态的产生无论从量子理论基础还是从技术应用上都具有极其重要的意义。纠缠交换为量子通信协议中产生纠缠提供了一种有效的方法。然而，量子比特的完美贝尔测量，纠缠交换的关键，已被证明是不可能实现的，只使用线性元件和粒子探测器。为了克服这一瓶颈，我们提出了一种新的方案，通过多硬币量子行走模型在多个指定方之间产生纠缠态，包括两量子比特纠缠态、两量子比特纠缠态、三量子比特GHZ态和三量子比特GHZ态.然后在IBM量子平台上进行了Bell态和三比特GHZ态在多个指定方之间的实验实现，通过量子层析成像得到了高保真度的结果。最后给出了该方案在多方量子秘密共享中的一个实际应用。
2020-11-04 quant-ph
Implementing Quantum Gates using the Ferromagnetic Spin-J XXZ Chain with Kink Boundary Conditions
我们展示了一个利用一维自旋J铁磁XXZ链的幺正演化来构造量子门的实现方案。我们目前的数值结果的基础上模拟的链使用时间相关的DMRG方法和技术从最优控制理论。仅使用几个控制参数，我们发现有可能在自旋为3/2的XXZ链系统上实现一个和两个量子比特的门，例如Not，Hadamard，Pi-8，Phase和C-Not，保真度超过99%。
2009-02-19 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el math-ph
Estimation of one-dimensional discrete-time quantum walk parameters by using machine learning algorithms
硬币参数的估计是使用量子行走实现用于量子模拟的更鲁棒方案的问题的重要部分。我们提出了用于一维离散时间量子行走进化的量子币参数的估计，使用机器学习算法的概率分布。我们表明，我们已经实现的模型能够估计这些演化参数，以一个良好的精度水平。我们还实现了一个能够同时预测多个参数的深度学习模型。由于离散时间量子行走可以用作量子模拟器，因此当从被模拟的量子系统的概率分布外推量子行走参数时，这些模型变得重要。
2020-07-09 quant-ph
An efficient quantum circuits optimizing scheme compared with QISKit
最近，量子芯片的发展取得了很大的进展-量子比特的数量越来越多，保真度越来越高。然而，这些芯片的量子位并不总是完全连接的，这为实现量子算法和编程量子程序设置了额外的障碍。本文介绍了一种通用的量子电路优化方案，该方案通过增加额外的量子门、交换量子位和合并单量子位门，可以根据任意给定的量子位布局对量子电路进行有效的调整和优化。与IBM的QISKit优化算法相比，该方案所消耗的量子门数为74.7%，平均执行时间仅为12.9%。
2018-07-04 cs.DS cs.ET quant-ph
Implementation schemes for unsharp measurements with trapped ions
Unsharp POVM测量允许各种测量应用，最小限度地破坏量子系统的状态。提出了对囚禁离子量子比特能级进行非锐化测量的实验方案。该方案利用标准的离子阱量子逻辑操作，在目标离子和辅助离子的态之间引入弱纠缠，然后通过对辅助原子的投影测量实现非尖锐测量。我们分析了常见的误差来源及其对非锐化测量的不同应用的影响。
2012-11-01 quant-ph
Controlled Unitary Operation between Two Distant Atoms
我们提出了一个方案，用于实现两个相距遥远的原子之间的控制幺正门直接通过量子传输线进行通信。为了实现我们的目标，只有一系列的几个相干脉冲施加到原子。因此，我们的方案不需要辅助原子量子比特。我们的方案的简单性可能会显着提高量子计算机的可扩展性的基础上捕获的中性原子或离子。
2005-11-10 quant-ph
Limitations on Transversal Computation through Quantum Homomorphic Encryption
横向性是实现量子计算容错的一种简单而有效的方法。然而，没有量子纠错码（QECC）可以横向地实现量子通用门集（Eastin和Knill，Phys. Rev. Lett.，102，110502）。由于可逆经典计算通常是有用的量子计算的主要部分，它是否可以横向实现是一个重要的开放问题。我们表明，除了一小部分的非加性代码，我们不能排除，没有二进制QECC可以横向实现一个经典的可逆通用门集。特别地，没有这样的QECC可以横向地实现Toffoli门。我们通过构造一个受Ouyang等人（arXiv：1508.00938）启发的信息理论上安全（但效率低）的量子同态加密（ITS-QHE）方案来证明我们的结果。同态加密允许直接在加密数据上实现某些功能，即同态地。我们的方案建立在几乎任何QECC，并实现该代码的横向门集同态。我们观察到纳亚克的限制（FOCS 1999）上的ITS-QHE，这意味着任何ITS量子全同态计划（ITS-QFHE）实现的经典可逆函数的完整集合必须是非常低效的。虽然我们的方案会产生指数开销，但任何横向实现Toffoli的QECC仍然会违反我们方案的这个下限。
2017-08-13 cs.CR cs.IT math.IT
Fully Simulatable Quantum-Secure Coin-Flipping and Applications
我们提出了一个硬币翻转协议，该协议产生一串强大的随机硬币，并且可以完全模拟双方的多尺寸量子对手。它可以实现量子计算安全没有任何设置的假设，因为我们的建设只假设混合承诺计划，我们展示了如何在给定的设置。然后，我们表明，在开始时或在外部协议的随机硬币的交互式生成允许量子安全实现的经典方案，再次没有任何设置的假设。作为示例应用，我们讨论量子零知识证明的知识和量子安全的两方函数的评价。这两个应用程序都只假设完全可模拟的抛硬币和混合承诺。由于我们的框架允许从混合承诺中构建完全可模拟的硬币翻转，这特别表明混合承诺对于量子安全的两方函数评估是完全的。这似乎是第一个完整的结果，量子安全的两方函数评估从一般的假设。
2011-06-23 cs.CR quant-ph
Implementation of quantum algorithms with resonant interactions
我们提出了一个方案，实现量子算法与共振相互作用。我们的方案只需要两个原子和一个腔模之间的共振相互作用，这是简单可行的。此外，该实现将是在腔QED系统中制造量子计算机的重要一步。
2007-01-12 quant-ph
