Portfolio construction using a sampling-based variational quantum scheme
IBM Quantum IBM Research -- Italy(IBM量子 意大利IBM研究院);IBM Quantum IBM Research -- US(IBM量子 美国IBM研究院);IBM Quantum IBM Research -- UK(IBM量子 英国IBM研究院);IBM Quantum IBM Research -- Germany(IBM量子 德国IBM研究院);IBM Quantum IBM Research -- CH(IBM量子 瑞士IBM研究院)
本文研究利用基于采样的CVaR变分量子算法结合局部搜索后处理解决交易所交易基金资产组合构建问题,在109量子比特的IBM Heron处理器上实现0.49%的相对解误差,证明量子-经典混合方法优于纯经典方法。
2025-11-07 cs.ET q-fin.CP quant-ph
A Quantum-Inspired Binary Optimization Algorithm for Representative Selection
量子计算的进步正在推动跨学科的新兴应用,包括金融,量子和量子启发的算法现在可以进行市场预测,检测欺诈和优化投资组合。扩展这个工具箱,我们提出了选择器算法:一种从更大的数据集中选择最具代表性的数据子集的方法。所选择的子集包括同时满足最大程度地接近相邻数据点和最大程度地远离更远的数据点这两个要求的数据点,其中距离的精确概念由任何核或广义相似性函数给出。对上述要求进行编码的成本函数自然地将其自身呈现为二次无约束二进制优化(QUBO)问题,其非常适合于量子优化算法-包括量子退火。虽然选择器算法在多个领域都有应用,但它在金融领域特别有用,可以用来从更广泛的资产选择中构建多元化的投资组合。在对合成数据集进行实验后,我们展示了使用真实数据的选择器算法的两个用例:(1)使用股票子集近似重建纳斯达克100指数,以及(2)使加密货币投资组合多样化。在我们对用例(2)的分析中,我们比较了D-Wave Systems提供的两种量子退火机的性能。
2023-01-04 physics.comp-ph q-fin.CP quant-ph
Variational quantum eigensolver with linear depth problem-inspired ansatz for solving portfolio optimization in finance
本文设计线性深度、参数数量为 n^2/4 的硬件高效 Dicke 态 ansatz,并结合可扩展 HDC 方案,在 Wu Kong 上以最多 55 量子比特求解 CVaR 投资组合优化。
2024-03-07 quant-ph
Solving the Optimal Trading Trajectory Problem Using Simulated Bifurcation
我们使用基于模拟分叉(SB)的优化程序来解决整数投资组合和交易轨迹问题,具有前所未有的计算速度。底层算法是基于一个经典的描述的非线性相互作用的振荡器网络的量子绝热演化。这个公式已经被证明击败了其他NP难问题的计算时间的最新技术水平,并预计将显示类似的性能,为某些投资组合优化问题。受此启发,我们将SB方法应用于具有数量约束和交易活动的投资组合整数优化问题。我们展示了多达1000种资产的投资组合的第一个数值结果,这已经证实了SB算法作为投资组合和交易轨迹优化器的新用例的强大功能。
2020-09-17 q-fin.CP q-fin.PM q-fin.RM
Multi-Objective Optimization with Quantum-Annealing-Inspired Algorithms
Southern University of Science and Technology(南方科技大学);International Quantum Academy(国际量子研究院);University of Science and Technology of China(中国科学技术大学);Hong Kong Polytechnic University(香港理工大学)
本文研究了量子退火启发算法在多目标优化问题中的应用,展示了该算法在解决MO-MaxCut问题时的速度和效率优势,证明其在端到端运行时间上超越了行业领先的经典求解器。
2026-11-09 quant-ph
Large-scale portfolio optimization on a trapped-ion quantum computer
Kipu Quantum GmbH(基普量子有限公司);Department of Physical Chemistry, University of the Basque Country EHU(巴斯克大学物理化学系);TUM School of Management, Technische Universität München(慕尼黑工业大学管理学院);Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (CSIC)(马德里材料科学研究所(西班牙国家研究委员会));Departamento de Física Teórica de la Materia Condensada, Universidad Autónoma de Madrid(马德里自治大学凝聚态物质理论物理系);IDAL, Electronic Engineering Department, ETSE-UV, University of Valencia(瓦伦西亚大学电子工程学院IDAL);IonQ Inc.(IonQ公司);IonQ Italia(IonQ意大利分公司)
本研究在囚离子量子计算机上实现了一种端到端的大规模投资组合优化流程,利用硬件感知分解和非变分量子优化方法,提高了投资组合的收益与风险权衡。
2026-02-27 quant-ph
Algorithmic Error Mitigation Scheme for Current Quantum Processors
受经典Lanczos方法的启发,我们提出了一种适用于近期量子处理器的硬件不可知的错误缓解算法。该技术可以以增加要在目标量子线路上执行的测量的数量为唯一代价来减少不同噪声源的影响,而没有额外的实验开销。我们通过数值模拟和IBM Quantum硬件上的实验证明,该方案显着提高了变分量子算法框架内成本函数评估的准确性,从而改善了量子化学和物理问题的基态计算,超出了最先进的结果。
2022-05-17 physics.comp-ph quant-ph
Quantum-Inspired Mean Field Probabilistic Model for Combinatorial Optimization Problems
本文提出量子启发平均场(QIMF)概率模型,结合测量分组与基于振幅的采样分配策略,以多项式加速求解QUBO组合优化问题,并在投资组合选择、加权最大割和Ising模型上显著优于现有基线方法。
2024-06-01 math.OC quant-ph
Portfolio optimization with discrete simulated annealing
投资组合优化是金融中的一个重要过程,它包括寻找最佳资产配置,使预期收益最大化,同时使风险最小化。当资产以离散单元分配时,这是一个组合优化问题,可以通过量子和量子启发算法来解决。在这项工作中,我们提出了一个整数模拟退火方法来找到最优的投资组合存在的离散凸和非凸的成本函数。我们的算法可以处理大规模的投资组合,数百个资产。我们引入了一个性能指标,目标时间,基于一个下界的成本函数与连续松弛的组合优化问题。该指标允许我们量化实现给定质量的解决方案所需的时间。我们进行了数值实验,我们基准的算法在两种情况下:(i)蒙特卡罗实例开始随机,(ii)该算法是热启动的初始实例接近连续松弛的问题。我们发现,在热启动的情况下,凸成本函数,目标时间不增长的优化问题的大小,所以凸投资组合优化问题的离散化版本并不难解决使用经典的资源。我们已经将我们的方法应用于存在非凸交易成本的再平衡问题,我们发现我们的算法可以有效地最小化这些条款。
2022-10-03 cond-mat.stat-mech q-fin.PM quant-ph
Towards Efficient Superconducting Quantum Processor Architecture Design
更多的计算资源(即,更多的物理量子位和量子位连接)不仅提高了性能,而且导致具有较低良率的更复杂的芯片架构。同时优化它们两者是一个困难的问题,因为它们内在的权衡。受特定应用设计原则的启发,本文提出了一种自动化设计流程,以生成简化的超导量子处理器架构,对于不同的量子程序,性能损失可以忽略不计。我们的架构设计为导向的分析方法确定程序组件和模式的性能和产量率的关键。后续的硬件设计流程将复杂的设计过程分解为三个子程序,每个子程序针对不同的硬件组件,并配合相应的剖析结果和物理约束。实验结果表明,我们的设计方法可以优于IBM的通用设计方案,更好的帕累托最优的结果。
2019-11-28 cs.ET quant-ph
Benchmarking Quantum Algorithmic Resilience for CVaR Portfolio Optimization: The Expressibility-Coherence Trade-off
Prashik N. Somkuwar, K. Srinivasan, G. Raghavan(普拉希克·N·索姆库瓦尔、K·斯里尼瓦森、G·拉加万)
针对混合均值方差与条件风险价值投资组合优化,对比硬件高效变分量子神经网络与热启动量子近似优化算法,揭示NISQ设备上算法可表达性与硬件相干性之间的关键权衡。
2026-06-05 cs.CL math.OC q-fin.PM
Qubit-Efficient Variational Quantum Optimization via Pauli Correlation Encoding: Application to Large-Scale Power Demand Portfolio Optimization
Strategic Technology Center, TISI Inc.(TISI公司战略技术中心);Graduate School of Engineering Science, Osaka University(大阪大学工程科学研究科);Center for Quantum Information and Quantum Biology, Osaka University(大阪大学量子信息与量子生物学中心);Center for Quantum Computing, RIKEN(理化学研究所量子计算中心)
研究针对变分量子算法在大规模问题编码上的局限,提出基于泡利相关编码的可扩展变分框架用于电力需求组合优化,通过两阶段混合公式及数值模拟展示其接近最优性能,还在量子处理器上验证鲁棒性,确立该框架在大规模组合优化中的地位。
2026-09-15 quant-ph
Learning PDEs for Portfolio Optimization with Quantum Physics-Informed Neural Networks
CentraleSupélec, CNRS, Paris-Saclay University(中央苏佩莱克学院、法国国家科学研究中心、巴黎萨克雷大学)
本文提出量子物理信息神经网络和量子启发型PINN,通过张量分解多项式实现偏微分方程的高效求解,在投资组合优化问题中展现更高精度和更快收敛速度。
2026-06-27 quant-ph
Compilation and scaling strategies for a silicon quantum processor with sparse two-dimensional connectivity
受现有硅量子硬件规模扩大的挑战的启发,我们研究了稀疏连接的2d量子位排列的编译策略,并提出了一种具有最小编译开销的自旋量子位架构。我们的架构是基于硅纳米线分裂栅晶体管,它可以形成有限的一维自旋量子位链,并允许执行两个量子位操作,如邻居之间的交换门。除此之外,我们描述了一种新型的硅结,它可以通过自旋穿梭和交换操作将多达四个纳米线耦合到2D排列中。考虑到这些硬件元素,我们提出了一个模块化的稀疏二维自旋量子位结构,其单位单元由对角线方向的正方形组成,边缘有纳米线,角落有结。我们表明,这种架构允许编译策略优于一流的编译策略的一维链,不仅渐近,但也下降到一个广场的最小结构。所提出的架构表现出良好的缩放特性,允许平衡之间的权衡编译开销和协同定位的经典控制电子在每个正方形内通过调整纳米线的长度。所提出的架构的一个吸引人的特点是它的可制造性,使用互补金属氧化物半导体(CMOS)制造工艺。最后,我们注意到,我们的编译策略虽然受到自旋量子位的启发,但对于任何其他具有稀疏2D连接的量子处理器同样有效。
2022-01-08 cond-mat.mes-hall quant-ph
A Hybrid Quantum-Classical Coordination Architecture for Portfolio Optimization via Global Context Injection
Origin Quantum Computing Technology (Hefei) Co., Ltd.(本源量子计算技术(合肥)有限公司)
提出CAF混合量子-经典协调架构,通过全局上下文注入改进投资组合优化,在经典大规模测试中提升目标函数,并验证了跨后端兼容性与真实量子硬件可执行性。
2026-09-15 cs.CE cs.ET quant-ph
Batched pattern search for QAOA parameter optimization on cloud-accessed quantum hardware
Lahore University of Management Sciences (LUMS)(拉合尔管理科学大学)
本研究针对云量子处理器上QAOA参数优化,提出批量模式搜索方法,与COBYLA相比,在相同作业和射击次数下更快达到同等参数质量,并在投资组合选择实验中验证其有效性。
2026-09-15 quant-ph
Empirical learning of dynamical decoupling on quantum processors
Massachusetts Institute of Technology(麻省理工学院);IBM Quantum, IBM Thomas J. Watson Research Center(IBM量子,IBM托马斯·J·沃森研究中心)
本文提出通过经验学习算法优化量子处理器上的动态解耦策略,提升错误抑制效果,适用于不同规模和复杂度的量子电路。
2025-01-02 quant-ph
Constrained Portfolio Optimization via Quantum Approximate Optimization Algorithm (QAOA) with XY-Mixers and Trotterized Initialization: A Hybrid Approach for Direct Indexing
SquareOne Capital(SquareOne资本);School of Physics, Faculty of Sciences, Aristotle University of Thessaloniki(塞萨洛尼基亚里士多德大学理学院物理系)
本文提出一种基于QAOA的混合方法,通过XY混合器和Trotter化初始化严格约束投资组合优化,实现夏普比率1.81,优于传统方法。
2026-02-16 q-fin.CP q-fin.PM quant-ph
Variational Quantum Simulation of the Interacting Schwinger Model on a Trapped-Ion Quantum Processor
本文在 trapped-ion 量子处理器上利用变分量子模拟探索一维多味 lattice Schwinger model,通过参数化量子电路识别基态并绘制量子相变,利用量子态层析分析相变过程中的性质变化并确定相边界。
2025-04-29 hep-lat quant-ph
Efficient tensor network simulation of IBM's largest quantum processors
Donostia International Physics Center(多诺斯蒂亚国际物理中心);Multiverse Computing(多元宇宙计算公司);Ikerbasque Foundation for Science(伊克尔巴斯克科学基金会)
本研究利用基于图的投影纠缠对态(gPEPS)二维张量网络,高效精准模拟了IBM的Eagle、Osprey、Condor三款最大规模量子处理器的受驱伊辛实验,拓展了模拟比特数与演化时长,为超导量子比特类量子计算模拟提供了有效工具。
2024-04-02 cond-mat.str-el cs.CE cs.LG
Alignment between Initial State and Mixer Improves QAOA Performance for Constrained Optimization
该研究验证了绝热算法的初始态选择直觉适用于QAOA,将初始态设为混合哈密顿量基态可提升约束优化性能,还通过数值实验与32比特离子阱硬件实验验证了结论。
2024-01-07 cs.ET quant-ph
Digital quantum simulation of squeezed states via enhanced bosonic encoding in a superconducting quantum processor
Arclight Quantum Computing Inc.(阿特莱特量子计算有限公司);QuantumCTek (Shanghai) Co., Ltd.(国盾量子(上海)有限公司);China Telecom Quantum Information Technology Group Co., Ltd.(中国电信量子信息技术集团有限公司);Institute of Software, Chinese Academy of Sciences(中国科学院软件研究所)
通过增强的玻色编码在超导量子处理器上实现压缩态的高精度模拟,利用格雷码减少门操作开销并提升光子数表示范围,验证了连续变量物理的可行性。
2025-06-12 physics.optics quant-ph
Optical-domain spectral super-resolution via a quantum-memory-based time-frequency processor
现有的光学成像超分辨率方法在自然科学中的应用占有坚实的地位,但许多新的发展允许以更微妙的方式击败衍射极限。最近探索的充分利用该领域现有信息的策略之一是执行量子启发的定制测量。在这里,我们利用光场的全光谱信息,以击败瑞利极限光谱。我们采用了一个光量子存储器与自旋波存储和嵌入式处理能力,实现输入光的时间反演干涉仪,投影的光场的反对称模式的基础上。我们量身定制的测量实现了15 kHz的分辨率,所需的光子比相应的瑞利限制的传统方法少20倍。我们证明了我们的技术的优势,在传统的光谱和外差测量,显示潜在的应用程序中区分超窄带发射器,光通信信道,或从低频域转换的信号。
2022-02-05 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Quantum-inspired annealers as Boltzmann generators for machine learning and statistical physics
Russian Quantum Center(俄罗斯量子中心);Moscow Institute of Physics and Technology(莫斯科物理技术学院);University of Oxford(牛津大学);P. N. Lebedev Physics Institute(P. N. 列别杰夫物理研究所)
如今,量子模拟器和处理器正在迅速改进,但它们仍然无法解决具有实用价值的复杂和多维任务。然而,某些数值算法的灵感来自真实的量子设备的物理证明是有效的应用到特定的问题,有关,例如,组合优化。在这里,我们实现了一个数值退火的基础上模拟相干伊辛机作为一种工具,从一个高维玻尔兹曼概率分布与经典伊辛哈密顿定义的能量泛函采样。由这样的生成器提供的样本然后被用于该分布的配分函数估计和用于一般玻尔兹曼机的训练。我们的研究为数值量子退火器的实际应用打开了一扇大门。
2019-12-18 cs.ET cs.LG quant-ph
Diversity metric for evaluation of quantum annealing
离散NP难问题的求解是科学发现、运筹学以及许多商业应用的重要组成部分。比较元启发式求解器的常用指标是获得最优解所需的时间,称为求解时间。然而,对于某些应用,希望具有一组高质量和多样化的解决方案,而不是单一的最佳解决方案。对于这些应用程序,求解时间可能无法提供求解器性能的信息,并且需要另一个度量。特别是,它是不知道如何以及量子求解器采样配置空间相比,他们的经典同行。在这里,我们应用最近推出的集体距离测量的解决方案空间量化的Mohseni等多样性。并且,基于此,我们采用时间多样性作为评估元算法求解器的度量。我们使用这种措施来比较的D-Wave量子退火处理器的性能与一些经典的启发式求解器上的一组合成问题,并表明,D-Wave量子退火处理器确实是一个有竞争力的启发式,并在许多情况下优于国家的最先进的经典求解器,而它仍然在其他情况下。这表明,结合量子和经典解决方案的投资组合求解器可能会赢得所有求解器。
2021-10-23 quant-ph
GEO: Enhancing Combinatorial Optimization with Classical and Quantum Generative Models
我们引入了一个新的框架,该框架利用称为生成模型的机器学习模型来解决优化问题。我们的生成器增强优化(GEO)策略可以灵活地采用任何生成模型,从量子到量子启发或经典,例如生成对抗网络,变分自动编码器或量子线路出生机,仅举几例。在这里,我们专注于依赖于张量网络玻恩机的量子启发版本的GEO,以下称为TN-GEO。我们提出了两个突出的战略使用TN-GEO。第一个使用任何量子或经典优化器先前评估的数据点,我们展示了TN-GEO如何在难以解决的情况下提高经典求解器的性能。第二种策略使用TN-GEO作为独立求解器,即,当没有以前的观察结果可用时。在这里,我们展示了其优越的性能,当目标是找到最佳的最小给定的函数调用数量的固定预算。在成本函数评估可能非常昂贵的情况下,这可能是理想的。为了说明我们的研究结果,我们运行这些基准的背景下,投资组合优化问题,从标准普尔500指数和其他几个金融股票指数构建的实例。我们还全面比较国家的最先进的算法在广义版本的投资组合优化问题。结果表明,与这些最先进的算法相比,TN-GEO是最好的算法之一;考虑到比较中使用的求解器在这个现实世界的工业应用中已经微调了几十年,这是一个显着的结果。我们认为这是量子启发模型以及随后的量子生成模型走向实用优势的重要一步。
2022-06-30 quant-ph
Quantum-inspired algorithms in practice
我们研究量子启发算法的推荐系统和线性方程组的实际性能。这些算法被证明有一个指数渐近加速比以前已知的经典方法的问题,涉及低秩矩阵,但与复杂性的界限,表现出巨大的多项式开销相比,量子算法。这就提出了这些方法在实践中是否实际有用的问题。我们进行了理论分析,旨在确定其计算瓶颈,然后实现和基准的算法上的各种问题,包括应用程序的投资组合优化和电影推荐。一方面,我们的分析表明,这些算法的性能优于理论上的复杂度界限会建议。另一方面,在我们的实现中看到,它们的性能显着下降的秩和条件数的输入矩阵的增加。总的来说,我们的研究结果表明,量子启发算法可以在实践中表现良好,只要满足严格的条件:低秩,低条件数,输入矩阵的维数非常大。相比之下,实际数据集通常是稀疏和高秩的,正是量子算法可以处理的类型。
2020-08-04 cs.DS quant-ph
Check-Agnosia based Post-Processor for Message-Passing Decoding of Quantum LDPC Codes
本文提出一种硬件友好的check-agnosia后处理算法,用于改善量子LDPC码消息传递译码的纠错性能,在降低硬件资源的同时保持与最先进技术相当的竞争力,并通过FPGA实现验证了接近一微秒的延迟。
2024-04-29 quant-ph
A benchmarking procedure for quantum networks
我们建议网络基准测试:一种有效地对连接量子网络中的量子处理器的量子网络链路的质量进行基准测试的过程。该过程基于标准随机基准测试协议,并提供了对量子网络链路保真度的估计。我们提供的协议的统计分析,以及一个模拟的实施启发NV中心系统使用Netsquid,一个专用的模拟器嘈杂的量子网络。
2021-03-01 quant-ph
Machine Learning Phase Transitions with a Quantum Processor
Skolkovo Institute of Science and Technology(斯科尔科沃科学技术学院)
机器学习已经成为研究多体系统特性的一种有前途的方法。最近提出的一种工具来分类物质的阶段,该方法依赖于经典的模拟方法$-$,如蒙特卡罗$-$,这是已知的经验,当模拟某些量子系统的指数减速。为了克服这种放缓,同时仍然利用机器学习,我们提出了一种变分量子算法,它合并了量子模拟和量子机器学习来分类物质的相位。我们的分类器直接馈送由变分量子本征求解器算法恢复的标记状态,从而避免了在量子增强机器学习的许多应用中经历的数据读取减慢。我们提出了直接受张量网络启发的变分非线性状态的家庭。这使我们能够使用张量网络理论的工具来解释所提出的方法恢复的相图的性质。最后,我们提出了一个最近邻(棋盘)量子神经网络。该多数表决量子分类器被成功地训练为识别具有横向场伊辛模型的$99\%$精度和XXZ模型的$94\%$精度的物质相。这些发现表明,我们在量子模拟和量子增强机器学习之间的合并为开发量子系统的计算见解提供了肥沃的土壤。
2020-03-27 cond-mat.dis-nn cond-mat.str-el cs.LG
Controller-based Energy-Aware Wireless Sensor Network Routing using Quantum Algorithms
无线传感器网络中的节能路由已经引起了学术界和工业界研究人员的关注,最近的动机是有机会使用SDN(软件定义网络)启发的方法。这些问题是NP难的,算法需要的计算时间比多项式的问题规模更快。因此,在实践中使用的启发式算法,这是无法保证最优。在这篇简短的论文中,我们展示了使用量子退火处理器而不是经典处理器的原理证明,以快速找到最佳或接近最佳的解决方案。我们对小型网络的初步研究结果表明,这种使用量子计算的方法具有很大的前景,并可能为网络算法效率的其他重大改进打开大门。
2021-10-12 cs.ET quant-ph
Mixer-Phaser Ansätze for Quantum Optimization with Hard Constraints
我们介绍了多个参数化电路ansätze,并提出了一个数值研究的结果,比较其性能与一个标准的量子交替运营商Answer方法。ansätze的灵感来自QAOA中的混合和相位分离,也受到编译考虑的激励,目的是在近期的超导量子处理器上运行。随机情况下的加权二次二元约束优化问题,是完全连接的可行解的空间具有恒定的汉明重量的方法进行测试。对于所使用的参数设置策略和评估度量,QAOA所实现的平均性能与通过“混合器-相位器”模拟器所获得的平均性能有效地匹配,该模拟器可以在大多数超导量子位处理器上以小于标准QAOA的一半深度进行编译。
2022-02-24 quant-ph
Quantum simulation of traversable-wormhole-inspired quantum teleportation in a chaotic binary sparse SYK model
Gwangju Institute of Science and Technology(光州科学技术院)
在量子处理器上实验实现了全息启发的量子隐形传态,利用混沌二元稀疏SYK模型,通过互信息诊断出符号依赖的不对称性,为全息量子模拟提供了实用可扩展框架。
2026-10-15 hep-th quant-ph
Universal classical optical computing inspired by quantum information process
近几十年来,量子计算引起了人们的广泛关注,因为人们认为它比传统计算方法更快地解决某些问题。从理论上讲,这种进步可以通过通用门集合中的量子算符网络来实现,其中一个著名的例子是由CNOT门和单量子比特门形成的。然而,实现一种执行实用量子计算的设备是棘手的。这是因为它需要一个可扩展的量子位系统,具有较长的相干时间和良好的控制,这对于大多数当前的平台来说都是苛刻的。在这里,我们证明了基于一个相对稳定的系统--经典光学系统的信息处理可以被认为是通用量子计算的类比。通过经典光束的偏振态对信息进行编码,提出了对应于通用门组的光学计算元件,并从理论上说明了它们的组合对一般信息处理的作用。以双量子比特处理器为例,实验验证了该方案的有效性。考虑到光学系统在可靠和低能耗计算方面的潜力,我们的研究结果为高质量和高效率的高级信息处理开辟了一条新的途径。
2022-02-22 physics.optics quant-ph
Distributed Quantum Computing with QMPI
量子计算机的实际应用需要数百万个物理量子位,单个量子处理器要达到这样的量子位数将是一个挑战。因此,在分布式环境中研究量子算法的资源需求是及时的,其中多个量子处理器通过相干网络互连。我们引入了消息传递接口(MPI)的扩展,以实现分布式量子算法的高性能实现。反过来,这些实现可以用于测试、调试和资源估计。除了量子MPI的原型实现,我们提出了一个分布式量子计算的性能模型,SENDQ。该模型的灵感来自经典的LogP模型,使得它在分布式量子计算机编程时能够为算法决策提供信息。具体来说,我们考虑了两个量子算法的物理和化学问题的几个优化,我们详细介绍了它们对SENDQ模型性能的影响。
2021-05-03 cs.DC cs.ET quant-ph
Towards Quantum Gravity in the Lab on Quantum Processors
本研究在最先进的量子处理器上实现了虫洞启发的隐形传态协议,最佳信号达理论预测的80%,并开发了开源软件QGLab,为实验室中量子引力的间接探测迈出早期实际步骤。
2023-10-11 cs.ET gr-qc hep-th
Image classification via a quantum-inspired strategy involving a mixture of experts
Centre for High Energy Physics, Indian Institute of Science(印度科学研究所高能物理中心)
研究提出一种经典 - 量子混合的图像分类策略,量子部分含图像幅度编码等操作,多个专家用不同参数处理图像并提取特征,经典部分联合处理特征进行预测。实验表明该策略优于单个专家分析,降低预测失败率,在GPU上开销适中,还可在量子处理器执行。
2026-08-05 cs.LG quant-ph
From Classical Rationality to Contextual Reasoning: Quantum Logic as a New Frontier for Human-Centric AI in Finance
本文探讨AI在金融预期建模中的应用,提出量子逻辑作为新前沿,并倡导探索量子启发神经网络以推动人本AI发展。
2025-10-07 q-fin.CP quant-ph
Baseband control of superconducting qubits with shared microwave drives
针对超导量子处理器扩展时微波控制资源受限的问题,提出仅用共享常开微波驱动和基带磁通脉冲实现通用量子比特控制,能高保真运行且节省资源,助力大规模量子处理器构建。
2023-05-22 quant-ph
Approaching Collateral Optimization for NISQ and Quantum-Inspired Computing
针对金融领域的大规模抵押品组合优化问题,研究提出MILP与QUBO两种建模方式,为适配NISQ与混合量子计算铺路,经小规模测试验证可行性,并梳理了相关替代求解方案。
2023-12-19 math.OC quant-ph
Constrained Optimization via Quantum Zeno Dynamics
本文提出一种利用量子Zeno动力学和重复投影测量将量子优化限制在约束子空间的方法,无需后选择,可处理任意约束,并在投资组合优化中优于现有技术,且已在Quantinuum H1-2上验证。
2023-08-08 quant-ph
Preparing thermal states on noiseless and noisy programmable quantum processors
本文提出两种具有可证明保证的量子算法,用于在近期量子计算机上制备热态,并配套错误缓解技术以对抗退相干,在最新量子硬件上成功模拟了硬核Bose-Hubbard模型的热态。
2023-04-12 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el math-ph
SWAP-Network Routing and Spectral Qubit Ordering for MPS Imaginary-Time Optimization
KTH Royal Institute of Technology(皇家理工学院)
提出一种受量子启发的MPS虚拟时间演化求解器,通过结构化SWAP网络与谱量子比特映射引入非局部耦合,在MaxCut与180量子比特投资组合优化中显著降低误差并增强纠缠。
2025-11-04 quant-ph
Multivariate trace estimation in constant quantum depth
针对多元迹估计需深度为$Θ(m)$量子电路的传统观点,本文受Shor纠错启发构建了仅需局部门的常数深度并行电路,并在类Sycamore架构上实现,使该任务更接近近期量子处理器能力。
2024-01-04 cs.DS hep-th quant-ph
Heuristics for Quantum Compiling with a Continuous Gate Set
我们提出了一种算法,用于将任意幺正元编译成量子处理器本地的门序列。由于精确的CNOT门对于可预见的噪声-中等规模量子器件时代来说很难,因此我们的A* 启发算法试图最小化它们的计数,同时考虑连接性。我们讨论的搜索策略与度量扩展解决方案的前沿。对于适合NISQ时代的复杂电路的工作量,我们产生的解决方案以及在文献中发表的最佳上限和匹配或超过手调实现,以及其他现有的合成替代品。特别是,当与最先进的可用合成包进行比较时,我们显示CNOT计数平均减少2.4倍(高达5.3倍)。我们还展示了如何针对不同的芯片拓扑结构和本机门设置重新定位算法,同时获得类似的质量结果。我们相信,像我们这样的经验工具可以促进算法探索,量子处理器设计者的门集发现,以及在量子编译工具链中提供有用的优化块。
2019-12-05 cs.ET quant-ph
Rydberg atomtronic devices
本文受物质波原子电子学启发,利用反阻塞或促进机制控制里德伯激发动力学,设计了开关、二极管和通用逻辑门,实现更快、抗噪的量子器件,有望增强量子信息处理器和模拟器。
2024-09-16 cond-mat.quant-gas quant-ph
The cross-sectional stock return predictions via quantum neural network and tensor network
Nomura Securities Co., Ltd.(野村证券股份有限公司);Osaka University(大阪大学);Graduate School of Engineering Science, Osaka University(大阪大学工学研究科)
本文比较量子神经网络、张量网络与经典模型在日本股市的收益预测表现,发现张量网络整体优于经典基准,且两类量子相关模型在近期市场中表现更佳,显示其捕捉非线性特征的能力。
2024-02-27 cs.LG q-fin.CP quant-ph
Compiling Quantum Circuits for Dynamically Field-Programmable Neutral Atoms Array Processors
本文针对动态现场可编程中性原子阵列处理器提出布局综合方法,将问题形式化为SMT并引入贪心启发式,使编译电路的双量子比特门数量相比固定架构最多减少5.1倍。
2024-07-01 cs.ET quant-ph