Simulating the flight gate assignment problem on a trapped ion quantum computer
本文在IonQ Aria囚禁离子量子计算机上使用VQE和CVaR求解航班登机口分配问题，通过小规模完整运行和大规模推理实验证明当前及近期量子硬件能以高概率获得良好解。
2023-09-18 quant-ph
A Shadow Enhanced Greedy Quantum Eigensolver
University of Oxford（牛津大学）；Quantum Motion（量子运动）；Mathematical Institute, University of Oxford（牛津大学数学研究所）；Moderna（莫德纳）
本文提出一种基于阴影增强的贪心量子本征求解器，用于高效制备地面态，通过并行经典阴影评估候选门的能量降低，实现低测量消耗的态制备方法。
2026-02-19 quant-ph
Comparative study of adaptive variational quantum eigensolvers for multi-orbital impurity models
混合量子经典嵌入方法的相关材料模拟提供了一个潜在的量子优势的路径。然而，由$d$和$f$电子材料的多带性质产生的所需量子资源仍然在很大程度上未被探索。在这里，我们比较了不同的变分量子本征求解器的性能在相互作用的多轨道嵌入杂质模型的基态准备，这是量子嵌入理论中计算要求最高的步骤。专注于自适应算法和模型与8自旋轨道，我们表明，状态准备的结晶度优于$99.9\%$可以实现约$2^{14}$拍摄每个测量电路。当包括门噪声时，我们观察到，如果两个量子比特的门误差低于$10^{-3}$，这比当前的硬件水平略小，则仍然可以执行参数优化。最后，我们在IBM和Quantinuum硬件上用收敛的自适应模拟器测量了基态能量，得到了$0.7\%$的相对误差。
2022-10-27 quant-ph
Applications and resource reductions in measurement-based variational quantum eigensolvers
本研究探讨量子算法的测量基实现流程与资源缩减方法，提出基于测量的变分量子本征求解器（MBVQE）求解三类问题，证明其可实现浅深度、简连接且高表达能力的量子计算，为近期光子量子计算提供支撑。
2023-07-24 quant-ph
Entanglement Production and Convergence Properties of the Variational Quantum Eigensolver
我们使用变分量子本征求解器（VQE）算法对变分形式（波函数Ansätze）进行了系统的研究，以确定三角形晶格上的二维模型费米子系统（有和没有周期边界条件）的基态能量和性质。特别是，我们专注于纠缠块的性质，提供最有效的收敛到系统的基态，因为它们使用的门操作，这是关键的实现该算法在NISQ计算机的数量最少。使用并发性度量，在整个优化过程中监测寄存器量子比特的纠缠量，阐明其在确定收敛效率方面的作用。最后，我们调查的VQE电路深度的缩放作为所需的能量精度的函数。我们表明，在一个错误$\varepsilon$达到一个解决方案所需的门的数量如下Solovay-Kitaev缩放，$\mathcal{O}(\log^c(1/\varepsilon))$，指数$c = 1.31 {\rm{\pm}}0.13$。
2020-10-26 quant-ph
Advantage of discrete variable representation in variational quantum eigensolvers for vibrational energy calculations
University of British Columbia（不列颠哥伦比亚大学）；Stewart Blusson Quantum Matter Institute（斯图尔特·布拉森量子物质研究所）
本文提出利用离散变量表示方法高效计算振动能量，通过量子电路构建分子哈密顿量，实现浅层量子电路高精度结果。
2026-03-29 quant-ph
Quantum annealer accelerates the variational quantum eigensolver in a triple-hybrid algorithm
提出结合经典计算机、门控量子计算机和量子退火机的三重混合算法，利用量子退火机解决图着色问题以减少资源需求，通过允许泡利算符交换群内同时测量加速VQE，实验验证仅需标准VQE一半资源。
2024-07-16 quant-ph
Improving fermionic variational quantum eigensolvers with Majorana swap networks
Faculty of Physics, M. V. Lomonosov Moscow State University（莫斯科国立大学物理系）；Russian Quantum Center（俄罗斯量子中心）；Sber Quantum Technologies Center（Sber量子技术中心）
针对费米子变分量子本征求解器的深度电路问题，提出两种马约拉纳交换网络编译策略，可显著降低电路深度与两量子比特门数量，提升数值噪声模拟鲁棒性。
2026-08-13 quant-ph
Efficient Symmetry-Preserving State Preparation Circuits for the Variational Quantum Eigensolver Algorithm
变分量子本征求解器是利用噪声中尺度量子处理器进行化学模拟的最有前途的方法之一。该算法的效率关键取决于在量子处理器上准备多量子比特试验状态的能力，这些试验状态包括或至少接近模拟问题的实际能量本征态，同时避免与它们几乎没有重叠的状态。对称性在确定最佳试验状态中起着核心作用。在这里，我们提出了有效的状态准备电路，尊重粒子数，总自旋，自旋投影和时间反转对称性。这些电路包含的变分参数需要完全跨越适当的对称子空间所规定的化学问题，同时避免希尔伯特空间的所有不相关的部门的最小数量。我们展示了如何构建这些电路的任意数量的轨道，电子和自旋量子数，我们提供明确的分解和门计数在每种情况下的标准门集。我们在$H_2$和$LiH$分子的量子模拟中测试我们的电路，发现它们在精度和电路深度方面优于标准状态制备方法。
2020-01-15 quant-ph
Gate-free state preparation for fast variational quantum eigensolver simulations: ctrl-VQE
变分量子本征求解器（VQE）是目前在近期量子计算机上求解电子结构问题的旗舰算法。这种混合量子/经典算法涉及在量子硬件上实现一系列参数化门以生成目标量子态，然后测量分子哈密顿量的期望值。由于有限的相干时间和频繁的门错误，可以实现的门的数量在当前的量子设备上仍然有限，从而阻止了对具有显著纠缠的系统（例如强相关分子）的精确应用。在这项工作中，我们提出了一种替代算法（我们称之为ctrl-VQE），其中用于状态准备的量子线路被完全移除，并由量子控制例程取代，该量子控制例程变化地形成脉冲以驱动初始Hartree-Fock状态到完全CI目标状态。与VQE一样，优化的目标函数是量子比特映射分子哈密顿量的期望值。然而，通过去除量子线路，状态准备所需的相干时间可以通过直接优化脉冲而大幅减少。我们证明了这种方法的潜力数值直接优化脉冲形状，准确地模拟氢分子（共价键）和氦氢化物离子（离子键）的解离曲线，我们计算单点能量LiH与四个transmons。
2021-05-11 cond-mat.str-el physics.chem-ph quant-ph
Benchmarking near-term quantum devices with the Variational Quantum Eigensolver and the Lipkin-Meshkov-Glick model
变分量子本征求解器（VQE）是一种很有前途的噪声中尺度量子（NISQ）计算算法。NISQ算法在NISQ器件上的性能验证是一项重要的工作。我们认为精确对角化Lipkin-Meshkov-Glick（LMG）模型作为基准NISQ计算机的候选人。我们利用Bethe不等式构造了三角LMG模型的本征态，并利用LMG的基本代数结构构造了量子线路。我们构造了具有深度$\mathcal{O}(N)$和$\mathcal{O}(\log_2N)$的电路，可以制备$N$粒子的任意三角LMG本征态。两个电路所需的门数均为$\mathcal{O}(N)$。然后，本征态的能量可以被测量并与确切已知的答案进行比较。
2021-08-02 quant-ph
Impact of gate-voltage noise on silicon spin-qubit variational quantum eigensolvers
Institute for Quantum Computing, University of Waterloo（量子计算研究所，滑铁卢大学）；Department of Chemistry, University of Waterloo（化学系，滑铁卢大学）；Department of Physics and Astronomy, University of Waterloo（物理与天文系，滑铁卢大学）
针对硅自旋量子比特，开发硬件-算法协同仿真框架，研究栅极电压噪声（静态失谐和随机电报噪声）对VQE算法计算H₂基态能量的影响，发现交换双量子比特门灵敏度比单量子比特旋转高一个数量级，并确定实现化学精度的噪声容忍范围。
2026-06-07 cond-mat.mes-hall quant-ph
Hot-Start Optimization for Variational Quantum Eigensolver
变分量子本征求解器（VQE）是近年来备受关注的量子多体物理模拟算法之一，被认为在近期的量子器件上具有实用价值。然而，它的可行性和准确性关键取决于的Anonymous结构，可以用不同的方式来定义和适当选择的结构提出了一个瓶颈的协议。在我们的工作中，我们提出了优化方法，允许浅电路解决方案。我们的热启动方法的主要成就是所需的门数限制的几倍。结果，它增加了最终结果的保真度，这对于当前噪声量子器件的实现是重要的。我们认为热启动优化是现代量子计算设备功能开发的一个很好的新方法。
2021-04-30 quant-ph
Variational Quantum State Eigensolver
提取指数大矩阵的特征值和特征向量将是近期量子计算机的一个重要应用。变分量子本征求解器（VQE）处理矩阵是哈密顿量时的情况。这里，我们解决矩阵是密度矩阵$ρ$的情况。我们引入变分量子态本征解算器（VQSE），它类似于VQE，因为它变分学习$ρ$的最大本征值以及准备相应本征向量的门序列$V$。VQSE利用对角化和优化之间的联系来定义成本函数$C=\Tr(\tildeρ H)$，其中$H$是非退化哈密顿量。由于Schur-Schurt，当$\tildeρ = VρV^\dagger$在$H$的特征基中是对角的时，$C$被最小化。VQSE算法的每次迭代仅需要$ρ$的单个副本（仅$n$量子位），使其适合于近期实现。我们演示了VQSE的两个应用：（1）主成分分析，（2）错误缓解。
2022-09-26 quant-ph
Deterministic Ansätze for the Measurement-based Variational Quantum Eigensolver
本研究针对基于测量的变分量子本征求解器的确定性问题，提出符合要求的MBVQE拟设，验证了后选择方案的优势，并提出重六角硬件上高效制备簇态的方法，在多比特量子计算机上实现并验证了性能。
2023-12-20 quant-ph
Optimal Parameter Configurations for Sequential Optimization of Variational Quantum Eigensolver
本研究针对变分量子特征求解器的单量子比特门序列优化，提出量化配置精度的C-cost度量，证明最小规模配置的等角线条件可达其下界，实验验证最优配置在多类VQE问题中效果最佳，可提升近期量子设备的PQC优化效能。
2023-03-13 quant-ph
Light Cone Cancellation for Variational Quantum Eigensolver in Solving Noisy Max-Cut
Singapore Management University（新加坡管理大学）；University of Tsukuba（筑波大学）；University of Aizu（会津大学）
本文提出LCC-VQE方法，通过减少量子比特和门数量来缓解噪声影响，实验证明其在求解最大割问题时具有更高的近似比。
2025-09-22 quant-ph
Probing phases of quantum matter with an ion-trap tensor-network quantum eigensolver
张量网络（TN）态是局域量子哈密顿量的基态的有效参量表示，广泛应用于数值模拟。在这里，我们将TN量子态直接编码到量子模拟器中，这可能比纯粹的数值模拟具有指数优势。特别地，我们通过制备扩展的Su-Schrieffer-Heeger模型的基态，在离子阱量子计算机上用变分量子本征求解器实现了量子编码TN量子态的优化.通过估计生成状态的拓扑不变量，验证其拓扑序来表征生成状态。我们的TN编码作为捕获离子电路仅采用单站点寻址光脉冲-平台上自然可用的本地操作。我们通过选择不同的磁子级，以及分离的过渡频率来编码偶数和奇数量子比特，以减少最近邻串扰。
2022-03-24 quant-ph
Noisy Tensor Ring approximation for computing gradients of Variational Quantum Eigensolver for Combinatorial Optimization
Purdue University（普渡大学）
本文提出一种基于张量环近似的经典梯度计算方法，用于解决变分量子本征求解器在组合优化中梯度难以处理的可扩展性问题，使梯度计算随量子比特数和双量子比特门数线性增长，从而在经典模拟器上实现更快评估。
2023-07-08 cs.LG quant-ph
A Query-based Quantum Eigensolver
本文提出一种利用定点量子搜索求解 II 型本征值问题的基于查询的量子本征求解器，分析初始态重叠与预言机构造，并证明其相对 QPE 具有二次加速。
2020-08-03 quant-ph
A Gate-Based Quantum Computing Framework for Codon Optimization
Yonsei University International Campus（延世大学国际校区）
本研究提出基于门控量子计算的密码子优化框架，利用VQE、SVQE和QAOA算法，在三氨基酸基准上成功复现精确基态解，并在IBM量子硬件上验证了可复现性能，为未来更大蛋白质序列的量子优化奠定基础。
2026-10-02 quant-ph
Accelerating the variational quantum eigensolver using parallelism
本研究在Rigetti Aspen-M-1设备上并行运行双量子比特电路，利用误差缓解技术，实现了VQE求解Hubbard模型时高达18倍的加速，证明了当前量子硬件上并行化的有效性。
2023-05-09 quant-ph
Qumode-Based Variational Quantum Eigensolver for Molecular Excited States
Yale University（耶鲁大学）；University of Connecticut（康涅狄格大学）；Mirion Technologies (Canberra) Inc.（米尔尼昂技术（堪培拉）公司）；The University of Chicago（芝加哥大学）；Yale Quantum Institute, Yale University（耶鲁大学量子研究所）
QSS-VQE利用量子模计算分子激发态，通过映射哈密顿量到福克空间并减少量子资源需求，展示出在复杂分子模拟中的潜力。
2025-11-21 physics.chem-ph quant-ph
Continuous variable cloning via network of parametric gates
我们提出了一个通过参量放大器网络作为输入输出四端口门的连续量子变量克隆机的实验方案。
2000-12-05 quant-ph
Realization of Superadiabatic Two-qubit Gates Using Parametric Modulation in Superconducting Circuits
快速、鲁棒、低串扰的双量子比特门操作是可扩展量子信息处理的关键。参数驱动门对串扰不敏感，而超绝热控制可以在不损失精度的情况下提高门的速度。我们提出并实验实现了超导量子线路上的超绝热双量子比特门。我们的研究结果表明，在接近量子极限的门速度绝热保存，除了对控制不稳定的鲁棒性。我们展示了一个CZ门的错误率为5.8 $\%$，主要受量子位退相干，有前途的未来改进和可扩展的实现。
2019-11-28 quant-ph
Qubit-excitation-based adaptive variational quantum eigensolver
变分量子本征求解器（VQE）的分子模拟是新兴的噪声中等规模量子计算机的一个有前途的应用。构造易于优化和由浅量子线路实现的精确分子ansätze对于成功实现此类模拟至关重要。通常，Ansätze被构造为一系列费米激发演化。相反，我们证明了有用的构造ansätze与“量子比特激发演化”，这与费米激发演化，服从“量子比特交换关系”。我们表明，量子比特激发演化，尽管缺乏一些物理特征的费米子激发演化，准确地构建ansätze，同时需要渐近较少的门。利用量子比特激发演化，我们介绍了基于量子比特激发的自适应（QEB-ADAPT）-VQE协议。QEB-ADAPT-VQE是ADAPT-VQE的一种改进，它使用问题定制的模拟器进行分子模拟，通过附加量子位激发算子的演化迭代生长。通过对小分子进行经典的数值模拟，我们对QEB-ADAPT-VQE进行了基准测试，并将其与原始的费米-ADAPT-VQE和量子位-ADAPT-VQE进行了比较。在电路效率和收敛速度方面，我们证明了QEB-ADAPT-VQE优于量子位-ADAPT-VQE，据我们所知，这是以前用于分子模拟的最具电路效率的可扩展VQE协议。
2021-10-14 quant-ph
Error analysis in suppression of unwanted qubit interactions for a parametric gate in a tunable superconducting circuit
我们在实验上展示了一个基于可调谐耦合器的超导电路中的参数iSWAP门，用于实现连续的可调谐性以消除不必要的量子比特相互作用。我们通过在耦合器上施加快通量偏置调制脉冲来实现两量子比特iSWAP门，以开启计算量子比特之间的参数交换相互作用。可控相互作用可以提供额外的自由度来验证构造参数门的最佳条件。为了全面研究双量子比特门的误差来源，我们进行了量子过程层析测量和数值模拟，随着静态ZZ耦合强度的变化。定量计算了两量子比特门操作中动态ZZ耦合寄生效应，并从退相干、动态ZZ耦合和高阶振荡项中提取了特定的门误差.结果表明，主要的门误差来自退相干，而动态ZZ耦合和高阶振荡误差的增加降低了参数门的性能。这种方法以前尚未探索过，它提供了一个指导原则，通过抑制不需要的量子位相互作用来提高参数iSWAP门的门保真度。这种可控的相互作用，连同参数调制技术，是理想的无串扰的多量子比特量子线路和量子模拟应用。
2020-08-28 quant-ph
Variational Quantum Eigensolver Ansatz for the $J_1$-$J_2$-model
针对二维反铁磁$J_1-J_2$模型的强阻挫基态计算难题，提出一种无需对角次近邻相互作用门和SWAP门的VQE拟设，并外推其资源低于二次增长。
2022-05-23 cond-mat.str-el quant-ph
Pulse variational quantum eigensolver on cross-resonance based hardware
提出将变分参数直接编码为硬件脉冲幅度与持续时间的脉冲变分量子本征求解器，在IBM交叉共振硬件上有效缩短电路调度并降低噪声，提升了氢基分子基态能量计算的精度。
2023-09-14 quant-ph
Parametric-resonance entangling gates with a tunable coupler
高保真度的参量门已经被证明与超导量子比特通过射频磁通调制的量子比特频率。然而，调制导致裸量子位-量子位耦合的重正化，从而降低栅极速度。在这里，我们实现了一个参数共振门，它是通过使调制量子位的平均频率与静态频率量子位共振，同时近似保持裸量子位-量子位耦合来激活的。参数共振门的激活不依赖于调制频率，允许我们选择调制频率并避免频率冲突。此外，我们表明，这种方法是兼容的可调谐耦合器架构，减少始终对残余耦合。使用这些技术，我们证明了iSWAP和CZ门之间的两个量子位耦合通过一个可调耦合器与平均工艺结晶度高达$99.3\%$和$97.9\%$，分别。激活参数共振门的灵活性与可调谐耦合器架构相结合，为构建大规模量子计算机提供了一条途径。
2021-09-07 quant-ph
SpinGQE: A Generative Quantum Eigensolver for Spin Hamiltonians
Department of Computer and Data Sciences, Case Western Reserve University（计算机与数据科学系，凯斯西储大学）
SpinGQE通过将电路设计转化为生成建模任务，利用Transformer解码器学习低能态分布，解决了传统VQE在小系统中的局限性，展示了在四量子比特Heisenberg模型中有效收敛到近基态的能力。
2026-03-25 cs.CL quant-ph
Classical Post-processing for Unitary Block Optimization Scheme to Reduce the Effect of Noise on Optimization of Variational Quantum Eigensolvers
针对变分量子特征求解器的酉块优化方案在采样噪声下性能下降的问题，提出GPR数据增强和DROPR离群抑制两种经典后处理技术，结合后可在无额外量子开销下将最终相对误差降至原来的1/3。
2024-11-01 physics.comp-ph quant-ph
MoG-VQE: Multiobjective genetic variational quantum eigensolver
变分量子本征求解器（VQE）是近期量子计算机的第一个实用算法。它的成功在很大程度上依赖于所选择的变分对应，对应于一个量子线路，准备一个近似的基态的哈密顿量。通常，它的目标是实现高表示精度（以电路深度为代价），或者使用浅电路，牺牲收敛到精确的基态能量。在这里，我们提出了一种方法，它可以结合低深度和提高精度，利用遗传改进的animator实现硬件高效的VQE。我们的解决方案，多目标遗传变分量子本征求解器（MoG-VQE），依赖于多目标帕累托优化，其中的拓扑结构的变分animals优化使用非支配排序遗传算法（NSGA-II）。对于每个电路拓扑结构，我们使用协方差矩阵自适应进化策略（CMA-ES）优化单量子比特旋转的角度-这是一种无导数的方法，已知在噪声黑盒优化中表现良好。我们的协议允许准备电路，同时提供高性能方面获得的能量精度和两个量子位门的数量，从而试图达到帕累托最优的解决方案。对各种分子（H $_2$、H $_4$、H $_6$、BeH $_2$、LiH）进行测试，我们观察到与标准硬件高效的Anchor相比，两量子位门计数减少了近10倍。对于12量子位LiH哈密顿量，这允许达到12 hocT的化学精度。因此，该算法将导致近期器件的基态保真度的显著增长。
2020-07-08 cond-mat.mes-hall quant-ph
Noise-Mitigated Variational Quantum Eigensolver with Pre-training and Zero-Noise Extrapolation
提出一种结合矩阵乘积态预训练和零噪声外推的噪声缓解变分量子本征求解器，用于在含噪量子设备上精确计算分子基态能量，数值实验表明其噪声误差优于主流方法。
2025-01-27 quant-ph
Improved variational quantum eigensolver via quasi-dynamical evolution
变分量子本征求解器（VQE）是一种量子-经典混合算法，适用于当前和近期的量子器件。尽管它取得了初步成功，但人们对它的几个关键方面缺乏了解。VQE存在问题，其禁止朝向量子优势的有利缩放。为了缓解这些问题，我们提出并广泛测试了量子退火启发式，补充VQE。改进的VQE使一个有效的初始状态准备机制，在一个递归的方式，准动力学幺正演化。我们进行了深入的标度分析，寻找海森堡模型的晶格尺寸增加的基态能量，采用高达$40$量子比特的模拟，操纵完整的状态矢量。对于当前的设备，我们进一步提出了一个基准工具包，使用平均场模型和IBM Q设备上进行测试。改进的VQE避免了贫瘠的高原，退出局部极小值，并与低深度电路。现实的门执行时间估计在全功能无差错量子计算机上完成相同计算的计算时间比在经典计算机上实现的量子计算机仿真器上更长。然而，当完整的状态向量不能再存储在经典计算机上时，我们的建议可以预期有助于精确估计超过$50$量子位的基态能量，从而实现量子优势。
2023-03-21 quant-ph
Auger Spectroscopy via Generative Quantum Eigensolver: A Quantum Approach to Molecular Excitations
Mitsubishi Chemical Corporation（三菱化学株式会社）；Quantum Computing Center, Keio University（庆应义塾大学量子计算中心）；Mizuho Research & Technologies, Ltd.（瑞穗研究技术有限公司）；NVIDIA（英伟达）
本文提出一种混合量子-经典方法，结合生成量子本征求解器和量子自洽方程运动方法，用于计算Auger光谱，展示了其在水分子中的有效性。
2026-03-13 quant-ph
A variational quantum eigensolver for dynamic correlation functions
在量子多体问题的模拟中使用当前产生的噪声量子器件的最新实用方法已经由使用变分量子本征求解器（VQE）主导。这些耦合的量子经典算法利用执行许多重复测量的能力，以避免精确量子算法通常需要的当前禁止的门深度，并限制参数化电路来描述感兴趣的状态。在这项工作中，我们展示了如何计算零温度动态关联函数定义的量子系统的线性响应特性也可以被改写成一个修改的VQE算法，它可以被纳入到当前的变分量子基础设施。这允许这些描述系统动态的重要物理期望值直接收敛在频率轴上，并且随着参数化的灵活性增加，它们在所有频率上接近精确。因此，频率分辨率不随栅极深度显式地缩放，栅极深度大约是基态VQE的两倍深。我们应用该方法来计算单粒子格林函数的从头算二氢和氢化锂分子，并展示了使用一个实用的活性空间嵌入方法扩展到更大的系统。虽然目前受到两个量子比特门的保真度的限制，其数量与当前设备上的基态算法相比有所增加，但我们相信该方法显示出在近期量子处理器上提取相关系统的频率动态的潜力。
2021-05-10 cond-mat.str-el physics.chem-ph quant-ph
Fast, tunable, high fidelity cZ-gates between superconducting qubits with parametric microwave control of ZZ-coupling
本研究提出一种超导量子比特的灵活参数耦合方案，通过二维片上耦合器消除残余ZZ耦合，实现两种高保真cZ门，兼具速度与可扩展性。
2024-10-04 quant-ph
Error mitigation in variational quantum eigensolvers using tailored probabilistic machine learning
本文提出在主动学习框架中结合参数化高斯过程回归与VQE拟设定制先验来缓解量子噪声，在Anderson和Heisenberg模型上显著提升VQE精度并减少QPU能量评估次数。
2024-01-13 quant-ph
Efficient two-qutrit gates in superconducting circuits using parametric coupling
针对耦合 qutrit 门因耗时长而保真度低的问题，提出基于两次部分态交换、局部操作和参数耦合的两 qutrit CZ 门方案。
2024-04-04 quant-ph
Benchmarking the noise sensitivity of different parametric two-qubit gates in a single superconducting quantum computing platform
在单个量子计算平台上利用不同类型的双量子比特门的可能性增加了量子算法分解的灵活性。如果所有门都以高保真度实现，则更大的硬件本地门集合可以减少所需门的数量。在这里，我们基准控制Z（CZ）和交换型（iSWAP）门使用参数驱动的可调谐耦合器，介导两个超导量子比特之间的相互作用。使用随机基准测试协议，我们分别估计CZ和iSWAP门的$0.9\pm0.03\%$和$1.3\pm0.4\%$保真度的每个门的误差。我们认为，杂散$ZZ$型耦合的iSWAP门的主要误差源，和所有微波驱动器的相稳定性是至关重要的。在将量子算法映射到实际硬件时，必须考虑不同双量子位门的可实现的并行性的这种差异。
2020-05-14 quant-ph
Error budget of parametric resonance entangling gate with a tunable coupler
本文在可调耦合器架构中系统分析参量共振门的误差预算，识别非相干、泄漏、幅度和相位误差，发现非相干误差和泄漏分别是限制门保真度的第一和第二大因素，并提出可推广的误差预算方法。
2024-08-01 quant-ph
Robustness against parametric noise of non ideal holonomic gates
用于量子计算的完整门通常被认为对某些类型的参数噪声具有鲁棒性，这种鲁棒性的动机是在绝热极限中实现的变换的几何特征。另一方面，当接近绝热极限时，退相干的影响预计将变得越来越相关。从Florio等人[Phys.Rev.A73，022327（2006）]描述的系统出发，在这里我们讨论非理想完整门在有限操作时间的行为，即，在达到绝热极限之前。我们考虑了几种参数噪声模型，并研究了有限时间门的鲁棒性。所得到的结果表明，有限时间门提出了一些效果的干扰所引入的噪声模仿标准的完整门的几何抵消效果的抵消。然而，仔细分析的结果得出的结论是，这些影响是有关的动力学，而不是几何特征。
2007-05-09 quant-ph
Modeling Linear Inequality Constraints in Quadratic Binary Optimization for Variational Quantum Eigensolver
本文介绍了使用定制的变分形式的变分量子本征求解器，具有表示一定的约束的搜索域上的线性约束二次二元优化问题的解决方案的属性。四个约束，通常出现在几个优化问题建模。所提出的方法的主要优点是，变分形式上的参数的数量保持不变，并取决于出现在约束的变量的数量。此外，这种变分形式总是产生可行的解决方案所代表的约束不同的惩罚技术通常用于将约束问题转化为无约束的。该方法在一个真正的量子计算机中实现了两个已知的优化问题：设施定位问题和集合包装问题。对这两个问题的VQE的2-局部变分形式和一般QAOA实现的结果进行了比较，并表明使用更少的量子门和参数，导致更快的收敛。
2020-11-25 math.OC quant-ph
Quantum gates with parametrically driven multi-qubit couplers
Friedrich-Alexander-Universität Erlangen Nürnberg（埃尔朗根-纽伦堡弗里德里希·阿列克桑德大学）；Quint Computing GmbH（Quint计算有限公司）
本文通过参数驱动方法，利用中心可调耦合电路实现四量子比特板中任意两量子比特（包括对角）的√iSWAP门及三量子比特门，数值模拟显示50ns内√iSWAP门保真度达99.9%。
2026-06-15 quant-ph
Demonstration of a Parametrically-Activated Entangling Gate Protected from Flux Noise
在最先进的量子计算平台中，包括超导量子位和捕获离子，2量子位纠缠门中的缺陷是误差对系统范围性能的主要贡献。最近，一种新的2-qubit参量门被提出，并与超导transmon量子比特的演示。该门通过对transmon频率的RF调制来激活，并且可以在性能对通量噪声一阶不敏感的幅度下操作。在这项工作中，我们通过实验验证了这种交流甜蜜点的存在，并证明其依赖于白噪声功率从室温电子。有了这些因素，我们测量相干限制的纠缠门结晶度高达99.2 $\pm$ 0.15%。
2019-12-17 quant-ph
Recent Developments and Perspectives in Variational Quantum Eigensolvers for Molecular Electronic Structure: Methods, Tradeoffs, and Benchmarking
Argonne National Laboratory（阿贡国家实验室）；University of Chicago（芝加哥大学）
本文综述了VQE算法的最新发展，重点探讨了VQE的不同变体、电路复杂度降低、化学启发型ansatz以及激发态扩展，并评估了VQE方法的准确性和量子模拟器的现状。
2026-07-21 quant-ph
Robust Parametric Quantum Gate Against Stochastic Time-Varying Noise
School of Intelligence Science and Engineering, Harbin Institute of Technology（哈尔滨工业大学智能科学与工程学院）
本文提出滤波函数增强的QCRL方法，用于在时变噪声下生成鲁棒的参数量子门脉冲序列，通过优化通用鲁棒性度量标准提升系统性能。
2026-03-25 quant-ph
Efficient application of the factorized form of the unitary coupled-cluster ansatz for the variational quantum eigensolver algorithm by using linear combination of unitaries
针对变分量子本征求解器中分解 UCC 算符实现复杂度高的问题，本文利用隐藏 SU(2) 对称性和酉线性组合，将秩 n 算符的整体复杂度降至 n³。
2023-02-17 quant-ph
Fast and High-Fidelity Entangling Gate through Parametrically Modulated Longitudinal Coupling
研究了一种基于量子位-振子耦合调制的普适量子计算方法。我们展示了如何通过同时调制两个量子比特的纵向耦合到一个共同的振荡器模式来实现受控相位门。与更熟悉的横向量子比特-振荡器耦合相反，有效量子比特-量子比特相互作用的大小不依赖于小的微扰参数。结果，可以使该有效相互作用强度变大，从而导致短的栅极时间和高的栅极结晶度。此外，我们展示了如何门失真可以指数抑制压缩和纠缠门可以推广到量子比特耦合到单独的振荡器。我们的建议可以在多个物理平台上实现量子计算，包括超导和自旋量子比特。
2017-05-09 quant-ph
Optimization of the Variational Quantum Eigensolver for Quantum Chemistry Applications
本文研究了结合经典和量子硬件的变分量子本征求解器算法，用于确定量子力学系统的基态。研究了减少变分量子本征求解器所需量子比特操作次数的方法。我们正式证明了Bravyi，Gambetta，Mezzacapo和Temme [arXiv：1701.08213（2017）]所描绘的量子位移除过程。此外，通过计算H $_2$和LiH的基态能量，对基于门的和本机的不同经典优化和纠缠方法进行了调查。本文旨在为纠缠方法和经典优化方法提供基于性能的建议。分析VQE问题是复杂的，其中优化算法、纠缠方法和搜索空间的维度都相互作用。然而，在特定情况下，可以显示具体的结果，并且可以推荐一种缠绕方法或优化算法。特别是，我们发现，对于高维数（许多量子比特和/或纠缠深度），某些经典的优化算法优于其他的能量误差。
2022-02-28 physics.atom-ph quant-ph
Robustness of non-abelian holonomic quantum gates against parametric noise
本文对一类非阿贝尔完整量子门的鲁棒性进行了数值研究。我们考虑到由于控制场的随机波动的参数噪声驱动的时间相关的哈密顿沿绝热环。所用的性能估计器是无噪声和有噪声完整门之间的状态保真度。我们进行了我们的分析与不同的相关时间，我们发现，有噪声的完整门似乎是接近无噪声的“短”和“长”噪声相关时间。这个结果可以解释为完整算子的几何性质的结果。我们的模拟是通过使用与激子方案有关的参数来实现完整量子计算的[P.Solinas et al.Phys.Rev.B67，121307（2003）]
2004-08-06 quant-ph
Global Parametric Gates for Multi-qubit Entanglement
Tsinghua University（清华大学）；Beijing Academy of Quantum Information Sciences（北京量子信息科学研究院）；Hefei National Laboratory（合肥国家实验室）
该研究提出一种全局参数门，通过微波驱动在单步中高效生成多量子比特纠缠态，实现高保真度的量子纠缠制备。
2026-01-05 quant-ph
Fast parametric two-qubit gates with suppressed residual interaction using a parity-violated superconducting qubit
在有限的磁通量偏置下，我们利用由电容分流的非对称约瑟夫森结环组成的违反宇称的超导量子比特实现了快速双量子比特门。量子比特的二阶非线性效应使得它能够通过一阶量子比特间边带跃迁与相邻的单结transmon量子比特相互作用，其拉比频率高达30 MHz。同时，利用连续微波驱动引起的交流斯塔克位移消除了不需要的静态纵向~（ZZ）相互作用。利用随机基准测试，CZ、iSWAP和SWAP门的平均量子比特数分别为0.967、0.951、0.956。
2020-05-07 quant-ph
