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
Optimal quantum transport on a ring via locally monitored chiral quantum walks
通过局部监测非对称量子行走实现环形网络中量子传输的优化，利用非对称性和测量频率的相互作用提升检测概率。
2025-11-28 cond-mat.stat-mech quant-ph
Pólya number of continuous-time quantum walks
我们提出了连续时间量子行走的Pólya数的定义，以表征其递归性质。该定义涉及到一系列的测量系统，每个进行不同的成员从一个合奏，以尽量减少它所造成的干扰。我们检查各种图形，包括环，线，高维整数格和一些其他的图形和计算他们的Pólya数。对于测量的定时，讨论了泊松过程以及常规定时。我们发现，在原点的概率衰减的速度是复发的关键。
2010-05-19 quant-ph
Extreme Events of Quantum Walks on Graphs
该研究证明量子行走的酉动力学中也会出现极端事件，其性质与经典随机行走定性相似，且极端事件概率随顶点度呈幂律分布，小度节点概率更大。
2025-02-26 quant-ph
Universal quantum walks and adiabatic algorithms by 1D Hamiltonians
我们构造了一个与时间无关的最近邻哈密顿算子族，将八态系统耦合到一维环上，使通用量子计算成为可能。这个族中的哈密尔顿算子可以通过驱动连续时间量子行走或终止绝热算法来实现普适性。在任何一种情况下，普适性都可以被理解为来自于对可编程量子线路的有效模拟。使用小工具微扰理论，可以证明在2D中作用于量子比特的相关哈密顿家族的相同类型的普适性。我们的研究结果表明，模拟自旋为7/2的粒子的一维链是BQP困难的，实际上是BQP完全的，因为决策问题的输出可以编码在这样的模拟的输出。
2008-02-08 quant-ph
Quantum Walk Comb in a Dual Waveguide Quantum Cascade Laser
本研究通过集成被动波导提升环形量子级联激光器的输出功率，并实现量子漫步梳操作及色散调控。
2025-05-28 physics.app-ph quant-ph
Continuous-Time Quantum Walks on Directed Bipartite Graphs
研究了基于图的邻接矩阵的有向二部图上的连续时间量子行走问题。我们证明了在二分图上，通过调整模型参数$α$，可以完全抑制两个节点分区之间的概率传输。我们提供了分析解决方案的量子行走的星形和循环图类，是有效的节点数$N$，时间$t$和模型参数$α$的任意值。我们讨论定量和定性方面的量子行走的基础上有向图和无向对应。循环图上的量子行走的数值模拟显示了复杂的干涉现象，以及如何在$α=π/2$附近实现对传输的完全抑制。通过证明围绕$α=0$和$π/2$的两个镜像对称性，我们证明了这些量子行走在$α$中有一个$π$周期.我们发现，无向边缘失去了它们的量子行走在$α=π/2$的效果，并提出非二分图，表现出抑制运输。最后，我们解析地计算了量子游动在有向环图上的哈密顿量。
2016-10-28 quant-ph
Quantum walk with coherent multiple translations induces fast quantum gate operations
Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学）；Northwest Normal University（西北师范大学）；Shandong Normal University（山东师范大学）；Shanghai Research Center for Quantum Sciences（上海量子科学研究中心）
利用相干多重路径量子行走实现快速量子门操作，提升量子算法效率。
2025-04-07 physics.optics quant-ph
Quantum walks as a tool to design robust quantum batteries: the role of topology and chirality
该研究利用量子行走形式体系，探究量子电池的拓扑结构与哈密顿量手性对储能性能的影响，分析了多种图结构电池在噪声下的表现，发现二者的相互作用可优化功提取、增强鲁棒性，为量子能量器件设计提供指导。
2025-10-22 quant-ph
Finding paths with quantum walks or quantum walking through a maze
我们表明，它是可能的，使用量子行走找到一条路径，从一个标记的顶点到另一个。在链中连接的$M$星的特定情况下，可以以$O(M\sqrt{N})$步骤找到从第一个星到最后一个星的路径，其中$N$是每个星的辐条的数量。首先，我们提供了一个分析结果表明，通过在一个相位调制的高度叠加的初始状态，我们可以找到路径在$O(M\sqrt{N}\log M)$步骤。接下来，我们提高了这种效率，表明恢复的路径也可以进行一系列的连续搜索时，我们开始在最后一个已知的位置和搜索下一个连接的$O(\sqrt{N})$步骤导致的整体效率的$O(M\sqrt{N})$。对于这个结果，我们使用的解析解，可以得到一个环的明星的两倍链的长度。
2017-09-16 quant-ph
State Preparation Protocols for Entangled States via Open Quantum Walks
Universidade Federal de Pernambuco（巴西联邦伯南布哥大学）
本研究基于开放量子行走（OQW）结构，构建了可制备Dicke态、GHZ态等纠缠态的协议，推导了环形OQW的谱隙闭式近似，分析了非尖锐测量的影响，并证明量子轨迹方法可嵌入OQW框架。
2026-08-11 quant-ph
Quantum correlations in continuos-time quantum walks of two indistinguishable particles
本文研究了在周期性边界条件下的一维环形晶格中，两个费米子（玻色子）在连续时间量子行走下的量子关联度。在我们的方法中，没有考虑粒子间的相互作用。我们表明，由于交换对称性的干扰效应可以导致非经典相关的外观。粒子的量子统计、边界条件和系统的划分对量子关联的出现所起的作用得到了广泛的研究。在模拟一维连续空间结构中两个不可区分粒子的弹道演化的模型中，也研究了量子关联。我们的结果是一致的，最近的量子光学和电子量子光学实验中出现的两个粒子的非经典关联已被观察到，即使在没有相互作用的粒子之间。
2012-02-28 quant-ph
A ring of BEC pools as a trap for persistent flow
在周期性的约瑟夫森结晶格中，隧穿率的增加可以驱动莫特绝缘体-超流转变。结果表明，凝聚波函数的缠绕数$W$随失超时间的增加而减小，符合Kibble-Zurek机制（KZM）。然而，在非常慢的猝灭玻色-哈伯德动力学重排波函数相位，使其随机行走冷却，$\bar{W^2}$减少，并最终波函数变得太冷，以克服分离不同的$W$的势垒。因此，与KZM相反，在非常慢的猝灭中，$\bar{W^2}$通过具有“临界”步长的随机游走设定，与$τ_Q$无关。
2011-08-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Continuous-time quantum walks on one-dimension regular networks
本文研究了N个结点的一维环格上的连续时间量子行走（CTQW），其中每个结点与它的2m个最近邻结点相连（m在任意一边）.在Bloch函数近似的框架下，我们计算了格点之间的时空跃迁几率。我们发现，CTQWs在两个不同的节点之间的传输速度比经典的连续时间随机游走（CTRWs）。传输速度，这是由最短路径长度和传播时间的比值定义的，增加的CTQWs和CTRW的连接性参数m。当参数m固定时，随着最短距离的增加，CTRW的输运速度变慢，而CTQW的输运速度则是一个常数。在较长的时间范围内，随着网络规模N和连通性参数m的不同，CTQW的极限概率分布呈现出不同的规律。当网络规模N为偶数时，处于原始节点的概率与处于相对节点的概率不同，这也取决于参数m的精确值。
2008-04-18 quant-ph
Quantum Approximate and Quantum Walk Optimization Approaches to Set Balancing
本研究将集合平衡问题映射为伊辛模型，采用QAOA和QWOA算法求解，比较六种混合算子并引入熵后处理，提升组合优化性能。
2025-09-08 quant-ph
Quantum walk in stochastic environment
本研究提出基于Lindblad主方程的Sinai-Derrida模型量子化版本，发现环形结构下偏置超临界值时出现退局域化转变，相干跳跃会增强有效无序度，且Lindblad谱随相干跃迁速率呈非单调变化。
2023-08-16 cond-mat.stat-mech quant-ph
Complementarity in quantum walks
本文研究了 $d$-环上带相移的离散时间量子游走，解析求解后发现素数 $d$ 下两个演化算符的本征向量具有强互补性，且该性质在连续版本（一维 Dirac 粒子）中依然存在。
2022-06-22 quant-ph
Quantum Renewal Equation for the first detection time of a quantum walk
我们调查的第一个检测到的量子行走通过时间的统计。量子理论的假设，特别是波函数在测量时的坍缩，揭示了一个无测量过程的波函数（即薛定谔方程的解）与一个地点上第一次探测事件的统计之间的密切联系。对于频闪测量，量子更新方程产生量子行走的基本性质。例如，对于环上的紧绑定模型，我们发现了临界采样时间，发散量，如首次检测的平均时间，以及最佳检测率。对于无限直线上的量子行走，第一次检测的概率像$(\mbox{time})^{-3}$一样衰减，具有叠加振荡、特定采样时间选择的临界行为以及由于量子芝诺效应而在采样时间接近零时消失的振幅。
2016-03-07 cond-mat.stat-mech quant-ph
Quantum transport on small-world networks: A continuous-time quantum walk approach
我们考虑了小世界网络（SWN）上（相干）激子的量子力学输运。SWN是由N个节点的一维环通过在它们之间随机引入B个附加键而构建的。激子动力学模型的连续时间量子行走，我们数值计算的系综平均跃迁概率达到任何节点的网络从最初的激发。对于足够大的B，我们发现通过SWN的量子力学输运，首先，非常快，因为跃迁概率的极限值很快就达到了;其次，输运不会导致均分，因为平均而言激子最有可能在初始节点找到。
2007-11-30 cond-mat.stat-mech quant-ph
Quantum walks: the first detected passage time problem
即使经过几十年的研究，量子动力学的首次通过时间统计问题仍然是一个具有基本和实际重要性的挑战性课题。利用投影测量方法，在采样时间为$τ$的条件下，得到了格点上量子动力学的第一个探测事件的统计特性，其中探测器位于原点.导出了第一次探测波函数的量子更新方程，并根据该方程计算了第一次探测概率。这个公式给出了在没有测量的情况下第一次检测统计和相应的薛定谔方程的解之间的关系。我们证明了我们的结果与紧束缚量子行走模型。我们研究了一个封闭的系统，即一个环，并揭示了复杂的影响的采样时间$τ$的检测统计，讨论量子芝诺效应，半暗态，复苏和最佳检测。初始条件以令人惊讶的方式修改了有限环上量子行走的统计数据。在某些情况下，平均检测时间与采样时间无关，而在其他情况下，随着采样时间的修改，平均值会出现多重发散。对于无界的一维量子游走，第一次检测的概率像具有叠加振荡的$(\mbox{time})^{(-3)}$那样衰减，当采样周期$τ$乘以隧穿速率$γ$是$π/2$的倍数时具有异常的行为。由于芝诺效应，幂律衰减的幅度被抑制为$τ\to 0$。我们在这里介绍的工作是Friedman et al. arXiv：1603.02046 [cond-mat.stat-mech]的扩展版本，与经典布朗运动相比，它预测了丰富的物理行为，经典布朗运动的首次通过概率密度像$(\mbox{time})^{-3/2}$一样单调衰减，正…
2016-11-17 cond-mat.stat-mech quant-ph
Quantum walks on regular graphs with realizations in a system of anyons
我们建立相互作用的Fock空间的关联方案，并建立量子行走所产生的定期图（距离定期和距离传递）。该构造对于生长图是有效的，并且对于生长图，相互作用Fock空间是渐近定义的。为了实现在图上定义的量子行走，我们切换到关联方案的对偶视图，并从Bose-Mesner代数中识别相应的模张量类别。非正式地说，由缔合方案和拓扑扭曲引起的融合环可以成为发展模张量范畴和任意子系统的基础。最后，我们证明了框架的情况下，Grover量子步行距离正则图的任意子系统的图形考虑。在对偶的视角下，相互作用的Fock空间在任何
2021-09-22 math-ph math.MP quant-ph
Continuous-Time Quantum Walks and Trapping
最近的研究结果表明，过程，如电子能量转移通过光合天线显示量子功能，从载流子沿聚合物主链的动力学方面。因此，在模拟能量转移时，人们必须离开经典的主方程类型的形式主义，并朝着越来越多的量子力学图像前进，同时仍然保留对参与传输的复杂分子网络的局部描述，例如通过紧束缚方法。有趣的是，广泛用于描述随机环境中输运的连续时间随机游走（CTRW）图像可以在数学上重新表述，以产生紧束缚类型的量子力学哈密顿量;该过程使用统计和量子力学中时间演化算子之间的数学类比：结果是连续时间量子游走（CTQW）。然而，除了这些形式上的类比，CTRW和CTQW显示出非常不同的物理性质。特别是，在这里，我们专注于捕获过程的环和显示，无论是分析和数值，不同的配置的陷阱（从周期性随机）产生强烈不同的行为的量子平均生存概率，而经典的（有序条件下），我们总是发现一个指数衰减在很长一段时间。
2009-03-19 cond-mat.stat-mech quant-ph
Decoherence-free subspaces in the noisy dynamics of discrete-step quantum walks in a photonic lattice
Univ. Lille, CNRS, UMR 8523 – PhLAM – Physique des Lasers Atomes et Molécules（里尔大学，法国国家科学研究中心，联合研究实验室8523 - 激光原子与分子物理实验室）；Institute of Fundamental Physics IFF-CSIC（西班牙国家科学研究委员会基础物理研究所）
研究一维光子晶格中周期驱动的离散步量子行走的噪声动力学，发现周期性时间噪声导致无退相干动量子空间，而完全随机噪声迅速破坏相干性，并通过非微扰主方程和双光纤环实验验证。
2026-05-26 cond-mat.dis-nn physics.optics quant-ph
Combinatorial necessary conditions for regular graphs to induce periodic quantum walks
本文利用时间演化矩阵特征值为代数整数及η-Hermitian邻接矩阵系数的组合含义，推导正则混合图上离散时间量子游走周期化的必要条件，并判定混合完全图与素数顶点混合图的周期性。
2023-06-07 math.CO quant-ph
A Local-Realistic Model of Quantum Mechanics Based on a Discrete Spacetime (Extended version)
本文提出了一个现实的，随机的，和本地的模型，再现非相对论性量子力学（QM）的结果，而不使用其数学公式。所提出的模型只使用整数值的数量和概率运算，特别是假设一个离散的时空下的一个欧几里德格的形式。单个（无自旋）粒子的轨迹被描述为随机行走。跃迁概率是几个量的简单函数，这些量要么在粒子准备过程中随机地与粒子相关联，要么存储在它们在行走过程中访问的晶格节点中。QM预测检索的概率分布相似制备的粒子系综。考虑评估模型的方案包括自由粒子，恒定外力，谐振子，粒子在一个盒子里，德尔塔潜力，粒子在一个环上，粒子在一个球体上，并包括量化的能级和角动量。
2017-12-08 quant-ph
Dynamical Phase Transitions in Open Quantum Walks
研究开放量子系统中动力学相变的机制，揭示非平衡马尔可夫过程与量子-经典混合系统中的临界行为。
2025-08-16 cond-mat.stat-mech physics.optics quant-ph
Resonances of recurrence time of monitored quantum walks
本文研究了受监测量子行走的回归时间，发现当调节测量间隔使酉矩阵特征值简并时平均回归时间会产生共振，该共振展宽受系统尺寸、连通性、能谱结构及时间反演对称性破缺影响，并由重启不确定性关系描述。
2025-06-25 cond-mat.stat-mech quant-ph
Running Measurement Protocol for the Quantum First-detection problem
量子步行者的检测统计问题受到越来越多的关注，因为它与量子搜索问题有关。我们研究了采用移动检测器的效果，使用固定采样时间$τ$的投影测量方法，检测器在每次检测尝试之前移动。对于线上的紧束缚量子行走，移动的检测器允许人们瞄准行走者的特定群速度范围，定性地修改量子首次检测概率的行为。我们映射的问题，一个固定的检测器与修改后的酉演化算子，并使用已建立的方法来解决这个问题，研究第一检测统计的移动检测器上的有限环和无限的一维晶格。在线上，系统在临界值$τ$处表现出动态相变，从检测时间呈指数下降且总检测非常小的状态到具有幂律衰减且检测到粒子的概率显著更高的状态。描述在该临界$τ$处的检测概率的幂律衰减的指数是10/3，而对于每个较大的$τ$是3。此外，移动的探测器强烈地修改了芝诺效应。
2019-03-14 cond-mat.stat-mech quant-ph
First Hitting Times on a Quantum Computer: Tracking vs. Local Monitoring, Topological Effects, and Dark States
本文在 IBM 量子计算机上实验研究有向三角形量子行走的首次击中时间，验证平均返回时间量子化、暗态及有限测量导致的展宽，并指出其对噪声的韧性和算法意义。
2024-04-10 cond-mat.stat-mech quant-ph
