Quantum circuits for the preparation of spin eigenfunctions on quantum computers
量子算法在多粒子量子系统研究中的应用需要能够准备与所研究系统行为相关的波函数。哈密顿对称性是对相关多粒子波函数进行分类和提高数值模拟效率的重要工具。本文介绍了在量子计算机上精确和近似制备总自旋本征函数的量子线路。两种不同的策略进行了讨论和比较：精确的递归构造的总自旋本征函数的基础上的角动量加法定理，和启发式近似的总自旋本征函数的基础上变分优化的一个合适的成本函数。详细说明了这些量子线路的构造，并在IBM量子器件上演示了总自旋本征函数的制备，重点是三角形连通图上的3-和5-自旋系统。
2022-02-19 quant-ph
Variational preparation of entangled states on quantum computers
提出一种基于Fubini-Study距离和梯度优化的变分方法，利用超图结构ansatz在量子计算机上高效制备多种纠缠态，电路深度不依赖量子比特数，并验证了算法在低深度电路下的有效性及抗噪能力。
2023-06-30 quant-ph
Efficient separate quantification of state preparation errors and measurement errors on quantum computers and their mitigation
针对量子计算机中态制备误差与测量误差难以分离的问题，本文提出一种资源高效的分别量化方法，并设计线性复杂度的态制备误差缓解方案，使结果保真度较标准方案提升一个数量级，且对门噪声具有鲁棒性。
2025-04-18 quant-ph
Site-by-site quantum state preparation algorithm for preparing vacua of fermionic lattice field theories
探讨量子计算机能否有效地模拟量子场论具有理论和实践两方面的动机。从理论的角度来看，它回答了一个假设的计算机，利用量子场论是否会比其他量子计算机更强大的问题。从实用的角度来看，当可靠的量子计算机最终建成时，这些算法可以帮助我们更好地理解管理我们世界的底层物理。在模拟量子场论的最著名的量子算法中，时间标度由初态准备决定。在本文中，我们专门专注于状态准备，并提出了一个启发式算法，可以准备真空的费米子系统在更一般的情况下，比以前的方法更有效。使用我们的方法，状态准备不再是瓶颈，因为其运行时具有与模拟算法的其余部分相同的渐近缩放，具有所需的精度。我们数值证明了我们所提出的方法的有效性的1+1维Gross-Neveu模型。
2019-11-08 quant-ph
State Preparation on Quantum Computers via Quantum Steering
提出一种基于测量诱导导引的量子状态制备方法，通过辅助量子比特的纠缠、测量与主动重置，将系统量子比特导引至目标状态，并验证了其在NISQ及未来纠错码中的关键价值。
2023-10-09 quant-ph
Scalable Dissipative Preparation of Many-Body Entanglement
我们提出了一种耗散制备与普通振子模耦合的原子的高纠缠多粒子态的方法。通过将局域自发发射与相干耦合相结合，我们设计了多体耗散，将系统从任意初始状态驱动到Greenberger-Horne-Zeilinger状态。我们证明，使用我们的技术，高度纠缠的稳定状态，可以有效地准备在一个时间尺度与系统大小的多项式。我们的协议假设通用耦合，从而使耗散生产的多粒子纠缠在广泛的物理系统。作为一个例子，我们证明了我们的计划在国家的最先进的捕获离子系统的可行性。
2016-09-09 quant-ph
Variational preparation of finite-temperature states on a quantum computer
本文提出一种混合量子-经典变分方法，在门量子处理器上用幺正算符制备热场双重态，无需预先数值优化参数，实验保真度随温度由99%降至75%并与含噪模拟吻合。
2020-12-07 quant-ph
Comparison of ancilla preparation and measurement procedures for the Steane [[7,1,3]] code on a model ion trap quantum computer
我们在一个具有弹道输运的模型离子阱结构上安排了Steane [[7，1，3]]误差校正。我们比较了一级错误率的综合征提取使用Shor方法的辅助准备在验证猫状态的Diabenzo-Aliferis方法没有验证。该研究考察了量子纠错电路的延迟和错误如何随可用辅助设备的数量以及辅助设备准备和测量协议的选择而变化。我们发现，除了少数例外的Diabenzo-Aliferis方法没有猫状态验证优于标准的Shor方法。我们还发现，额外的辅助总是减少延迟，但并没有显着改变的错误，由于高的记忆保真度。
2013-05-13 quant-ph
On Actual Preparation of Dicke State on a Quantum Computer
在给定架构中实现量子算法所需的CNOT和单量子位门的确切数量是量子计算的中心问题之一。在这项工作中，我们研究的重要性，部分定义的酉变换更好的电路建设使用的情况下，迪克状态准备的简洁实现。Dicke态$(\left|D^n_k \right>)$是一类重要的纠缠态，在量子信息的许多分支中都有着重要的应用。在这方面，我们提供了最有效的确定性迪克状态准备电路的CNOT和单量子位门计数相比，现有的文献。我们进一步观察到，我们的改进也减少了电路的架构约束。我们实现的电路准备$\left| D^4_2 \right>$上的“ibmqx2”机器的IBM QX服务，并观察到，由于系统中的噪声引起的错误是较小的比较现有的电路描述。最后，我们描述了通用$\left| D^n_k \right>$准备电路的CNOT映射，并分析了电路中CNOT门的不同分布方式及其对诱导误差的影响。
2020-07-19 quant-ph
Hardware-Efficient Preparation of Graph States on Near-Term Quantum Computers
本研究提出一种针对特定架构的图态制备电路编译方法，通过整合门取消、交换和时序信息，显著降低制备误差，提升近-term量子计算机上图态的保真度与规模。
2024-09-17 quant-ph
Adiabatic preparation of thermal states and entropy-noise relation on noisy quantum computers
Quantinuum
本文研究了在有限温度下用量子计算机制备热平衡态的问题，提出通过绝热演化制备局部热平衡态，并探讨了硬件噪声对热态制备的影响，展示了噪声鲁棒性和熵-噪声关系的实验验证。
2026-04-20 quant-ph
Practical considerations for the preparation of multivariate Gaussian states on quantum computers
我们提供了明确的电路实现Kitaev-Webb算法在量子计算机上制备多维高斯态。虽然渐近有效，由于其多项式缩放，我们发现，电路实现一维高斯状态的准备和那些随后纠缠他们重现所需的协方差矩阵的门和所需的辅助方面有很大的不同。一维高斯的准备所需的操作是足够的参与，通用的指数缩放状态准备算法很可能是首选在短期内为许多国家的利益。相反，用于实现多维旋转的多项式资源算法对于除了最小状态之外的所有状态都变得更有效，并且它们的部署将是未来任何直接多维状态准备方法的关键部分。
2021-09-22 hep-ph quant-ph
Optomechanics assisted with a qubit: From dissipative state preparation to many-body physics
我们提出并分析了非线性光学机械协议，可以通过添加一个原子的光学机械腔。特别是，我们展示了如何工程的环境，以耗散准备的机械振荡器的叠加Fock态的保真度接近一。此外，我们还讨论了如何利用腔中的单个原子通过频闪驱动多个机械振子来实现非线性多体物理。我们展示了如何通过应用相干协议或工程耗散来制备非经典多体状态。的协议进行分析，使用微扰理论退化Liouvillians和数值工具。我们的结果适用于其他系统，其中量子位通过玻色子模式耦合到机械振荡器，例如，在腔量子电动力学中。
2013-05-29 quant-ph
Universal quantum computation using only projective measurement, quantum memory, and preparation of the 0 state
什么资源是量子计算的通用资源？在标准模型中，量子计算机由一系列酉门组成，这些酉门相干地作用于构成计算机的量子比特。这篇论文表明，一个非常不同的模型，只涉及投影测量，量子存储器，以及准备的能力，|0>态对于量子计算也是普适的。特别是，计算中不涉及相干么正动力学。
2001-08-06 quant-ph
Adiabatic preparation of many-body states in optical lattices
分析了一种基于绝热过程制备光晶格中原子低熵多体态的方法。特别是，我们表明，这种方法允许准备强相关的状态作为稳定的最高能量状态的哈密顿量，有平凡的基态。作为一个例子，我们分析了在铁磁相互作用的玻色子原子的自旋上，利用交错场的绝热变化产生反铁磁有序态。
2010-05-11 cond-mat.quant-gas quant-ph
Black-box quantum state preparation without arithmetic
黑盒量子态制备是许多量子算法中的一个重要子程序。标准方法要求量子计算机进行算术运算，这是复杂性的关键因素。在这里，我们提出了一个新的算法，避免算术。因此，我们减少了门的数量的一个因素的286-374比最好的先前的工作，为现实的精度;改善因素的精度增加。由于量子态的制备是量子计算机物理模拟中的一个关键子程序，我们的新方法使有用的量子模拟更接近现实。
2019-01-31 quant-ph
Variational preparation of normal matrix product states on quantum computers
本文提出利用 AQC 启发式方法及 ADAPT-AQC 算法，以浅层电路在量子计算机上制备短程关联 MPS，并在 50 格点 XXZ 链实验中实现此前不可达的全局淬火模拟。
2025-09-01 quant-ph
Preparation of many-body states for quantum simulation
虽然量子计算机能够有效地模拟许多量子系统，但模拟算法必须从准备适当的初始状态开始。提出了一种在实空间中的晶格上产生物理相关的量子态的方法。特别地，本算法能够制备任意数量粒子的一般纯态和混合多粒子态。它依赖于从第二量化状态转换到第一量化状态的过程。该算法是有效的，因为它在时间上运行，在系统的所有基本描述符，如粒子的数量，晶格的分辨率，和最大最终误差的倒数是多项式。这种缩放的假设下，要准备的波函数是有界的或其不定积分已知，系统的福克算子是有效的模拟。
2009-05-29 quant-ph
Preparation of Fractional Quantum Hall States on Quantum Computers
School of Physics, Beihang University（北京航空航天大学物理学院）；Zhejiang Institute of Modern Physics, Zhejiang University（浙江大学现代物理研究所）；Zhejiang Key Laboratory of Micro-Nano Quantum Chips and Quantum Control, School of Physics, Zhejiang University（浙江大学物理学院微纳量子芯片与量子控制浙江省重点实验室）
提出一种直接量子电路构建方案，精确制备球面上的ν=1/3 Laughlin态，相比变分量子电路显著减少双量子比特门数和电路深度，并利用最优控制设计超导和里德伯原子平台的实验可行协议。
2026-06-16 quant-ph
Adaptive Quantum Computers: decoding and state preparation
本文提出自适应量子计算机模型，证明其在损坏数据解码上优于经典计算机，并给出高效制备均匀叠加态、GHZ态、W态和Dicke态的自适应量子算法，理论与硬件实验验证其优势。
2025-09-10 quant-ph
Adiabatic preparation of many-body quantum states: getting the beginning and ending right
University of Copenhagen（哥本哈根大学）；Centrum Wiskunde & Informatica（数学与计算机科学中心）；QuSoft；Niels Bohr Institute（尼尔斯·玻尔研究所）
本文通过瑞利德原子量子模拟器研究了多体量子系统在量子相变附近的绝热演化，展示了通过优化调度函数可抑制端到端传输误差，并推导了不忠实度与演化时间的关系。
2025-12-19 quant-ph
Excited state preparation on a quantum computer through adiabatic light-matter coupling
University College London（伦敦大学学院）；University of Cambridge（剑桥大学）
提出一种利用电子-光子显式耦合的绝热态制备技术，用于低能亮激发态，可系统收敛到第一亮激发态并通过改变光子极化瞄准不同对称性扇区。
2026-05-28 physics.chem-ph quant-ph
Adiabatic ground state preparation of fermionic many-body systems from a two-body perspective
本文利用剩余哈密顿量两体投影的谱分解设计绝热路径，提出部分分段插值以打破对称性、避开能级交叉，并证明完全分段插值相较直接插值具有更高复杂度。
2023-07-13 quant-ph
Compact Molecular Simulation on Quantum Computers via Combinatorial Mapping and Variational State Preparation
费米哈密顿算符的紧凑表示对于在缺乏纠错的量子计算机上执行计算是必要的。一个费米子系统通常被定义在一个固定粒子数和自旋的子空间内，而不必要的状态被投影到希尔伯特空间之外。我们提供了一个使用组合排序的双射映射，将费米子基态双射映射到量子位基态，并以标准自旋表示来表达运算符。然后，我们使用变分量子本征求解器（VQE）与么正耦合团簇单激发和双激发（UCCSD）在紧凑表示的ananterior评估紧凑映射。当轨道填充远离一半时，紧凑性是有益的，并且我们在30自旋轨道$H_{2}$计算中仅使用8个量子比特。我们发现，在实践中，需要准备的紧凑的波函数的门深度是不是比全配置空间大得多。一个值得注意的观察是，与完整模拟相比，紧凑模拟所需的优化器调用数量。我们发现，在所有情况下，紧凑的表示收敛速度比使用ADAM优化器的完整表示。我们的分析证明了紧映射在实际中的作用。
2022-05-24 quant-ph
Quantum State Optimization and Computational Pathway Evaluation for Gate-Model Quantum Computers
输入门模型量子计算机的计算问题识别具有特定计算路径的目标函数（目标函数连通性）。计算问题的解决方案涉及识别作为要达到的主题的目标目标函数值。门模型量子计算机中的瓶颈是需要几轮量子态准备、高成本运行序列和多轮测量来确定实现目标目标函数值的量子计算机的目标（最佳）状态。在这里，我们定义了一种方法，用于门模型量子计算机的最佳量子态确定和计算路径评估。我们证明了一种状态确定方法，该方法在给定的目标目标函数值下为量子计算机找到目标系统状态。计算路径评估过程在量子计算机的固定硬件架构上设置目标系统状态中的目标函数的连通性。所提出的解决方案在不需要准备量子计算机的初始状态和目标状态之间的中间状态的情况下演化目标系统状态。我们的方法避免了高成本的系统状态准备和昂贵的运行程序和测量设备的门模型量子计算机。这些结果为门模型量子计算和量子互联网的近期量子器件提供了方便。
2020-03-11 quant-ph
Preparation and study of the entanglement of the Schrödinger cat state on the ibmq-melbourne quantum computer
我们研究了在ibmq-melbourne量子计算机上制备的薛定谔猫态中某个量子比特与剩余系统之间的纠缠。我们用于此目的的协议是基于确定对应于某个量子位的自旋的平均值。我们探讨了纠缠对薛定谔猫态的一个参数的依赖关系，该猫态由不同数量的量子比特组成。此外，我们还研究了在最大纠缠薛定谔猫态下，每个量子比特与剩余系统的纠缠。
2021-01-18 cond-mat.str-el quant-ph
Digital quantum state preparation by nucleation
Michigan State University（密歇根州立大学）；University of Oslo（奥斯陆大学）
提出一种受成核启发的数字量子态制备方法，通过小晶格基态和Trotter化绝热增长制备大晶格态，并引入变分优化，在二维Ising模型上优于现有方法。
2026-09-30 quant-ph
Symmetry assisted preparation of entangled many-body states on a quantum computer
从量子相位估计（QPE）算法出发，提出了一种在量子计算机上构造描述关联多体系统纠缠态的方法。使用运营商的本征值的离散集是已知的，QPE的方法是由测量，作为投影机上的纠缠态。然后，这些状态可以用作进一步量子或混合量子经典处理的输入。当运营商是关联到一个对称性的哈密顿量，该方法可以被看作是一个量子计算机制定的对称性破缺其次是对称性恢复。在这项工作中提出的方法，称为离散光谱辅助（DSA），适用于超流系统。利用适用于量子比特的分块技术，得到了配对哈密顿量的全谱。
2020-11-16 nucl-th quant-ph
Machine learning method for state preparation and gate synthesis on photonic quantum computers
我们展示了如何使用机器学习和优化技术来找到光子量子计算机的电路，这些电路在输入和输出状态之间执行所需的转换。在最简单的情况下，一个单一的输入状态，我们的方法发现准备所需的量子态的电路。在几个输入和输出关系的更一般的情况下，我们的方法获得的电路，再现目标酉变换的动作。我们使用连续变量量子神经网络作为电路结构。该网络由多层具有可变参数的光闸组成，这些参数通过使用Strawberry Fields光子量子计算机模拟器的TensorFlow后端应用自动微分进行优化。我们通过学习如何使用短深度电路来合成单光子，Gottesman-Kitaev-Preskill状态，NOON状态，立方相位门，随机幺正，交叉克尔相互作用以及其他几种状态和门来展示我们方法的功能和多功能性。我们通常使用短深度电路（通常由几百个门组成）获得99%以上的高精度。通过简单地指定目标状态或门并运行优化算法来自动获得电路。
2018-07-27 quant-ph
Dissipative Preparation of Many-Body Quantum States: Towards Practical Quantum Advantage
该研究聚焦利用算法构造的Lindblad生成元的耗散量子态制备算法，介绍其制备非对易哈密顿量基态、热态的进展，还提出扩展方案以制备激发态和共振态，为早期容错量子计算平台实现实用量子优势提供新路径。
2025-10-01 physics.comp-ph quant-ph
Determining ground-state phase diagrams on quantum computers via a generalized application of adiabatic state preparation
当哈密顿量的参数变化时，量子相变表现为基态能量的能级交叉。由此产生的基态相图在经典计算机上通过精确对角化可以直接确定，但在量子计算机上具有挑战性，因为需要精确度和接近能级交叉点的竞争态的近简并性。在这项工作中，我们使用本地绝热斜坡状态准备，使我们能够直接计算基态相图的量子计算机上通过时间演化。这种方法是通过检查的XY模型的基态与一个磁场在z方向上的一个维度。我们能够使用IBM量子机计算两个和三个站点系统的精确相图。
2021-12-08 cond-mat.other cond-mat.stat-mech quant-ph
$σ$-VQE: Excited-state preparation of quantum many-body scars with shallow circuits
Center for Nonlinear and Complex Systems, Dipartimento di Scienza e Alta Tecnologia, Università degli Studi dell’Insubria（因苏布里亚大学科学与技术系非线性与复杂系统中心）；Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Milano（意大利国家核物理研究所米兰分部）；Instituto de Física Interdisciplinar y Sistemas Complejos (IFISC), UIB–CSIC（巴利阿里群岛大学-西班牙国家研究委员会交叉物理学与复杂系统研究所）
本文提出并验证了$σ$-VQE算法，通过低深度电路和能量选择性目标函数，有效制备量子多体疤痕态，适用于噪声中间尺度量子设备。
2026-05-15 quant-ph
Robust Preparation of Many-body Ground States in Jaynes-Cummings Lattices
Jaynes-Cummings（JC）晶格中的强关联极化激元在整数填充下可以在Mott绝缘相和超流相之间发生量子相变。观察到这种相变的前提是将极化激元激发泵浦到JC晶格中并将它们准备到适当的基态。尽管之前的努力，它仍然是具有挑战性的，以高精度生成多体状态。在这里，我们提出了一种方法的鲁棒制备多体基态的极化激元在有限大小的JC晶格优化的非线性斜坡。我们应用Landau-Zener型的估计，这个有限大小的系统，并推导出最佳的斜坡指数选定的斜坡轨迹，这可以大大提高准备状态的保真度。通过数值模拟，我们表明，通过选择一个适当的斜坡轨迹，在这种方法中的保真度可以保持接近统一的几乎在整个参数空间。该方法对量子模拟器中的高保真态制备具有重要的指导意义，对量子模拟在实际器件中的实现具有重要的意义。
2021-06-14 cond-mat.mes-hall quant-ph
Single-Pulse Preparation of the Uniform Superpositional State used in Quantum Algorithms
我们研究了自旋量子计算机中的均匀叠加波函数的单脉冲制备，其中包括所有的基态。详细研究了该脉冲的有效能谱和产生的误差。我们表明，尽管有限的宽度的能量谱带，幅度和相位误差可以合理地小。
2000-06-21 quant-ph
Ground-State Preparation of the Fermi-Hubbard Model on a Quantum Computer with 2D Topology via Quantum Eigenvalue Transformation of Unitary Matrices
针对量子系统基态逼近问题，将酉矩阵的量子特征值变换（QETU）算法应用于2×2费米-哈伯德模型，提出电路简化与9量子比特网格架构映射，研究硬件架构优势及噪声下的鲁棒性。
2024-11-27 quant-ph
Eigenstate Preparation on Quantum Computers
本论文研究了量子计算机上的本征态制备算法，提出了量子绝热演化、Rodeo Algorithm 和 Variational Rodeo Algorithm 三种方法，并通过最优控制和动态参数优化提升了算法的准确性与可扩展性。
2024-12-19 quant-ph
Passive state preparation for quantum key distribution with phase encoding
本研究针对相位编码量子密钥分发场景，提出基于增益开关激光器脉冲相位差测量的被动态制备方法，通过仿真验证了该方法的有效性，为量子密钥分发的态制备提供了新的被动实现方案。
2025-07-29 quant-ph
Driven dissipative preparation of few-body Laughlin states of Rydberg polaritons in twisted cavities
我们提出了一个驱动耗散的协议，用于创建一个光学模拟的劳克林态的里德伯极化激元系统中的扭曲光学腔。我们设想通过以精心选择的模式注入光子来共振驱动系统进入4-极化子状态。极化激元-极化激元相互作用的耗散性质导致衰减成劳克林态的双极化激元模拟物。这种技术的推广可用于探索分数统计和基于任意子的量子信息处理。我们还模拟了最近的实验，试图连贯地进入这种相同的状态。
2021-07-13 cond-mat.quant-gas quant-ph
Optimal control for unitary preparation of many-body states: application to Luttinger liquids
在冷原子系统中，通过幺正演化可以制备多体基态。给定初始状态和演化的固定时间，如果我们能及时调整哈密顿量，我们能得到多接近期望的基态？在这里，我们研究这个最优控制问题，重点是可调相互作用的Luttinger液体。我们表明，最佳协议可以通过模拟退火。我们发现，Luttinger液体的最佳相互作用强度可以有一个非单调的时间依赖性。此外，当准备时间与系统大小的比率$τ/L$超过临界值时，系统表现出显著的转变。在这种情况下，最优协议可以以几乎完美的精度准备状态。最优协议对动态噪声具有鲁棒性。
2011-05-27 cond-mat.quant-gas quant-ph
High Fidelity Noise-Tolerant State Preparation of a Heisenberg spin-1/2 Hamiltonian for the Kagome Lattice on a 16 Qubit Quantum Computer
本文提出在IBM 16量子比特Gudalupe处理器上利用VQE抗噪制备Kagome晶格Heisenberg自旋1/2哈密顿量基态，实现低于1%的保真度偏差和98%以上成功率，并支持扩展。
2023-07-13 cs.ET quant-ph
Strong quantum metrological limit from many-body physics
本文利用 Lieb-Robinson 光锥给出量子 Fisher 信息增长的普适速度极限，建立考虑多体资源态制备复杂性的强量子计量极限。
2023-04-12 quant-ph
Adiabatic echo protocols for robust quantum many-body state preparation
University of Innsbruck（因斯布鲁克大学）；Austrian Academy of Sciences（奥地利科学院）；JILA, University of Colorado and National Institute of Standards and Technology（科罗拉多大学与美国国家标准与技术研究院联合物理科学研究所）；Department of Physics, University of Colorado（科罗拉多大学物理系）
本文提出绝热回声协议，通过动态工程破坏性干涉抑制静态扰动，实现鲁棒的量子多体态制备，适用于Ising自旋链、二维Rydberg原子阵列及 frustrated Rydberg晶格中的量子自旋液体态制备。
2026-03-25 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el physics.atom-ph
Unitary preparation of many body Chern insulators: Adiabatic bulk boundary correspondence
我们接近长期存在的问题，准备一个平衡的多体陈氏绝缘体（CI）和相关的体边界对应统一。在这里，这是解决通过构建一个动态的多体陈省身不变量利用大体积宏观电极化（雷斯塔极化）的CI的属性。这个陈不变量定义从可观察的相关性也建立了拓扑分类许多身体陈平衡态。不变量的非平衡行为是通过将石墨烯的典范Haldom模型从平凡阶段斜升到拓扑阶段来探索的。我们表明，一个非线性的斜坡可以更有效地接近拓扑状态，从而建立一个最佳的拓扑状态准备的存在。此外，为了保证量子临界点附近的近绝热动力学，我们提出了一个新的反非绝热方案。通过观察一个新出现的$U(1)$拓扑电荷，牢固地建立了准备状态的拓扑性质。我们还计算了在半周期边界条件下系统时间演化态的边缘电流，并清楚地建立了绝热体-边界对应关系，这坚定地证明了多体不变量的有效性。
2020-09-13 cond-mat.stat-mech quant-ph
Efficient state preparation for a register of quantum bits
我们描述了一个量子算法，以准备一个量子计算机的寄存器的保真度任意接近1的任意纯态。我们的算法是基于Grover的量子搜索算法。对于具有适当有界振幅的状态序列，该算法需要在量子比特数量上为多项式的资源。这种状态序列在量子寄存器中编码经典概率分布的问题中自然出现。
2005-11-22 quant-ph
Deterministic and Entanglement-Efficient Preparation of Amplitude-Encoded Quantum Registers
量子计算有望为某些类别的问题提供指数级的加速。在许多这样的算法中，经典矢量$\mathbf{b}$被编码在量子态$\left |b \right >$的振幅中。然而，有效地制备$\left |b \right >$已知是一个困难的问题，因为$Q$量子位的任意状态通常需要大约$2^Q$纠缠门，这导致在当今的噪声中间尺度量子（NISQ）计算机上的显著退相干。我们提出了一个确定性（非变分）算法，允许一个灵活地减少所需的量子资源的纠缠有效的方式状态准备。虽然这是以降低理论保真度为代价的，但由于退相干的降低，目前NISQ计算机上的实际保真度实际上可能更高。我们表明，这是真实的各种情况下的利益，如正常和对数正态分布。对于低纠缠态，我们的算法可以制备的纠缠门比等距分解少一个数量级。
2022-08-09 quant-ph
Turning qubit noise into an advantage: Automatic state preparation and long-time dynamics for impurity models on quantum computers
本研究针对强关联系统DMFT方法中标准量子模拟需大量高质量量子比特的问题，提出利用振幅阻尼结合有噪与无噪量子比特的电路，实现杂质模型动力学模拟，兼具减量子比特、长时模拟、无需基态制备的优势，可适配部分量子纠错框架。
2025-07-31 cond-mat.str-el quant-ph
Adiabatic state preparation study of methylene
量子计算机吸引了很多关注，因为它们承诺在解决某些类型的问题方面优于经典计算机。其中一个在量子化学中有实际应用的方法是模拟复杂的量子系统。有效的量子模拟算法的一个基本组成部分是具有足够高保真度的精确波函数的初始猜测。如[Aspuru-Guzik等人，Science 309，1704（2005）]，原则上可以通过绝热态制备方法制备精确的基态。在这里，我们应用这种方法来制备最低的躺在多参考单重电子态的亚甲基和数值研究在不同的分子几何形状制备此状态。然后，我们提出修改，导致加快准备过程。最后，我们分解的最小绝热态制备采用直接映射的两个量子比特的相互作用。
2014-04-17 quant-ph
Exponentially-enhanced quantum sensing with many-body phase transitions
本文证明具有一阶量子相变的多体系统可实现灵敏度的指数增强，并通过Grover、p-spin和biclique三个模型验证该优势在考虑制备时间、中等退相干及自适应策略下仍然成立。
2025-06-04 quant-ph
Mixed-Dimensional Qudit State Preparation Using Edge-Weighted Decision Diagrams
本文研究混合维度 qudit 系统的量子态制备，提出基于边加权决策图的自动电路构造与近似方法，在精度、内存和操作数之间实现可控权衡，并集成于 MQT Qudits 工具包中。
2024-06-05 quant-ph
Simulations of Many-Body Quantum Systems by a Quantum Computer
我们认为，量子计算机可以解决量子多体问题是不切实际的解决一个经典的计算机。
1996-03-26 quant-ph
Preparation of cat states in many-body eigenbasis via non-local measurement
本文提出通过非局域后选择测量周期性移除特定多体 Fock 态，在不可积 spin-1 XY 链中生成可调的多体本征态相干叠加（如 GHZ 态），并证明其在扰动下具有长寿命的亚稳特性。
2025-06-30 cond-mat.stat-mech quant-ph
Preparation of the single-spinon wave function on a quantum computer
Galicia Supercomputing Center (CESGA)（加利西亚超级计算中心）；International Iberian Nanotechnology Laboratory (INL)（伊比利亚纳米技术国际实验室）
该研究解决量子计算机上制备单自旋子波函数的问题，采用Kulka等人的近似方案并扩展至Haldane-Shastry模型，通过三种策略计算单自旋子能量并在模拟中测试。
2026-09-02 cond-mat.str-el quant-ph
Deterministic Ground State Preparation via Power-Cosine Filtering of Time Evolution Operators
Yonsei University（延世大学）
本文提出了一种高效非变分协议，利用幂余弦量子信号处理（QSP）滤波器来确定性地准备量子多体基态，通过单个辅助量子比特控制相干时间演算算符，减少了空间开销，并在等效电路深度下优于标准TASP方法。
2026-05-20 quant-ph
Conditional preparation of a non-classical state in the continuous variable regime: theoretical study
我们研究了完全在连续变量条件下进行的条件制备过程所产生的光的量子态的特性。它依赖于对阈值以上非简并OPO发射的量子强度相关明亮孪生光束的条件测量。解析表达式以及计算机模拟的选择状态的属性和制备效率的开发，并表明，亚泊松态可以通过这种技术产生。投影到一个给定的触发值进行了研究，然后扩展到一个有限的频带。连续变量制度提供了独特的可能性，以显着提高制备效率，通过选择多个选择带，从而产生大量的亚泊松并行状态。
2003-11-30 quant-ph
