Phase-Fidelity-Aware Truncated Quantum Fourier Transform for Scalable Phase Estimation on NISQ Hardware
Department of CSE, National Institute of Technology Puducherry, Karaikal 609 609, India（印度卡拉卡尔本地治里国立技术学院计算机科学与工程系）
本文提出了一种面向相位保真度的截断量子傅里叶变换，通过截断深度参数减少门操作数量，提升NISQ设备的相位估计效率，实验验证了在高噪声环境下该方法的优越性。
2026-04-07 quant-ph
Extracting high fidelity quantum computer hardware from random systems
综述了基于稀土离子掺杂无机晶体的量子计算机硬件的发展现状和前景。在这方面的实验工作的主要部分已经完成了两个地方，澳大利亚堪培拉和瑞典隆德，目前的描述如下更密切的隆德工作。将描述的技术包括最初不均匀加宽的轮廓的最佳滤波，直到良好分离和窄的集合，以及使用先进的脉冲整形，以便实现具有高于90%的重复率的鲁棒的任意单量子比特操作，如由量子态断层扫描所表征的。预计这些系统的完全可扩展性将需要确定单个稀土离子状态的能力。有人提出，这可以使用特殊的读出离子掺杂到晶体和更新的工作，找到和表征这样的离子。最后，几个方面的可能性远程纠缠的离子在单独的稀土离子掺杂晶体被认为是。
2010-01-11 quant-ph
Practical Fidelity Limits of Toffoli Gates in Superconducting Quantum Processors
本研究针对超导量子处理器中Toffoli门实现受噪声和连接性限制的问题，通过硬件感知的分解方案与多场景层析实验，量化了不同输入态下的保真度差异及策略权衡，为高效量子电路设计提供实证依据。
2025-09-05 quant-ph
Hardware-Efficient Entanglement Distillation Using Bosonic Systems
本文提出利用单对玻色子系统的高维希尔伯特空间存储纠缠，并设计仅用局域玻色子操作的纠缠蒸馏协议，在损耗和退相干错误下显著提升保真度，实现比多贝尔对方法更硬件高效的纠缠蒸馏。
2026-11-03 quant-ph
Compressed Sensing for Efficient Fidelity Estimation of GHZ States
Unitary Foundation；New Mexico Consortium（新墨西哥联盟）；Quantonation
本文提出利用压缩感知技术高效估计GHZ态保真度，通过利用GHZ态的稀疏性减少测量开销，同时保持高精度，并在量子模拟器和量子阱离子硬件上验证了其鲁棒性和实用性。
2026-04-30 quant-ph
Hardware-aware Circuit Cutting and Distributed Qubit Mapping for Connected Quantum Systems
针对分布式量子系统中电路切割与量子比特映射研究不足的问题，提出自适应硬件感知框架DisMap，通过分析噪声构建虚拟拓扑以优化映射，在真实硬件上实现保真度提升20.8%且SWAP开销减少80.2%。
2024-12-24 cs.DC quant-ph
A magic state's fidelity can be superior to the operations that created it
容错量子计算的主要方法需要持续提供魔态。当一个新的魔法状态第一次被编码时，它的初始保真度将太差而不能用于计算。这就需要一个资源密集型的蒸馏过程，它占据了计算机的大部分硬件;创造具有高初始保真度的魔态可以最大限度地降低成本，因此对实用的量子计算至关重要。在这里，我们提出了令人惊讶和令人鼓舞的结果，即原始的魔术状态可以有一个保真度显着优于用于构建它们的两个量子比特门操作。我们的协议利用后选择，而不会显着降低生成速率，并容忍有限的错误率在初始化，测量和单量子位门。这种方法可以显著地减小给定量子计算任务所需的硬件的大小。
2014-10-28 quant-ph
How Parallel Circuit Execution Can Be Useful for NISQ Computing?
量子计算在短期内在噪声中等规模量子（NISQ）硬件上进行。由于NISQ设备上不可避免的噪声量子操作，只有小电路可以在量子机器上可靠地执行，导致硬件资源利用不足。随着访问量子硬件的需求不断增长，如何在保持输出保真度的同时更有效地利用它正成为一个及时的问题。已经提出了并行电路执行技术来通过在硬件上同时执行多个程序来解决这个问题。它可以提高硬件吞吐量，减少整体运行时间。然而，串扰等累积噪音可能会降低并行工作负载执行中的输出保真度。在本文中，我们首先深入概述了最先进的并行电路执行方法。其次，我们提出了一个量子串扰感知并行工作负载执行方法（QuCP）没有串扰表征的开销。第三，我们研究硬件吞吐量和保真度损失之间的权衡，以探索并行电路执行的硬件限制。最后，我们将并行电路执行应用于VQE和零噪声外推误差消除方法，以展示其在推进NISQ计算方面的各种应用。
2021-12-01 cs.AR quant-ph
Fast and High-Fidelity Readout of Single Trapped-Ion Qubit via Machine Learning Methods
在这项工作中，我们引入机器学习的方法来实现读出的$^{171}\mathrm{Yb^{+}}$捕获离子系统上的单个量子比特。在测试中，将卷积神经网络和全连接神经网络等不同的机器学习方法与传统方法进行了比较。结果表明，机器学习方法具有更高的保真度，更强大的读出结果在相对较短的时间。为了获得99%的读出保真度，神经网络只需要传统阈值或极大似然方法所需的检测时间的一半。此外，我们还在基于硬件的现场可编程门阵列和ARM处理器上实现了机器学习算法。在$^{171}\mathrm{Yb^{+}}$离子阱的嵌入式硬件系统上，在171个$μ$ s内的平均读出保真度为99.5%（$10^5$量级试验）。
2018-10-25 quant-ph
Exploiting Qubit Reuse through Mid-circuit Measurement and Reset
量子测量对量子计算很重要，因为它在计算结束时提取电路的结果。以前，所有测量都必须在电路末端完成。否则，它将产生重大错误。但现在情况并非如此。最近，IBM开始通过硬件（而不是通过模拟器的软件）支持动态电路。通过中间电路硬件测量，我们可以从三个方面提高电路功效和保真度：（a）减少量子位使用，（b）减少交换插入，（c）提高保真度。我们证明了这一点，使用真实世界的应用程序伯恩斯坦Verizani在真实的硬件上，并表明电路资源利用率可以提高60%，电路保真度可以提高15%。我们设计了一个编译器辅助工具，可以找到和利用量子位重用，保真度，门数和电路持续时间之间的权衡。我们还开发了一种方法，用于确定量子位重用是否对给定应用有益。我们评估了我们的方法的一组代表性的基本应用程序。我们可以减少高达80%的资源使用和电路保真度高达20%。
2023-02-07 quant-ph
SAT-Based Quantum Circuit Adaptation
随着量子计算这一新兴领域的发展，越来越多的量子硬件形态，如超导电子电路、半导体自旋、被俘获离子和中性原子，已经变得可用于执行量子计算。这些量子硬件模态表现出变化的特性并且实现不同的通用量子门集合，其可以例如包含若干不同的两量子比特量子门。将量子线路从可能与硬件无关的通用量子门集合适配到目标硬件模态的量子门集合对预期量子计算的保真度和持续时间具有关键影响。然而，当前的量子线路适配技术仅应用特定的分解或者仅允许对目标量子线路的局部改进，潜在地导致具有比所需更少的保真度或更多的量子比特空闲时间的量子计算。这些问题被硬件原生量子门的多个选项进一步加剧，从而使得多个通用量子门集合可被硬件模态访问。在这项工作中，我们开发了一个可满足性模理论模型，确定一个优化的量子线路适应给定一组允许的替代和分解，目标硬件模态和量子线路进行调整。我们进一步讨论了半导体自旋硬件模态的物理，显示不同的两个量子位量子门的可能实现，并评估半导体自旋硬件模态的开发模型。在噪声模拟器上使用所开发的量子线路自适应方法，我们表明，与替代的量子线路自适应技术相比，Hellinger保真度可以提高高达40%，量子比特空闲时间可以减少高达87%。
2023-01-27 quant-ph
Hardware-Efficient Microwave-Activated Tunable Coupling Between Superconducting Qubits
在量子比特之间产生高保真、可调的纠缠对于实现基于门的量子计算至关重要。在超导电路中，可调相互作用通常使用通量可调量子比特或耦合元件来实现，增加了控制复杂性和噪声源。在这里，我们实现了一个可调的$ZZ$相互作用之间的两个transmon量子比特与固定的频率和固定的耦合，诱导驱动两个transmon非共振。我们展示了比静态耦合大一个数量级的可调谐耦合，并改变了相互作用的符号，从而能够消除空闲耦合。此外，这种相互作用适用于大型量子处理器：可以灵活选择驱动频率以避免杂散跃迁，并且因为两个transmons都被驱动，所以它对微波串扰有弹性。我们应用这种相互作用，以实现一个控制相位（CZ）门的栅极保真度$99.43(1)\%$的周期基准测量，我们发现的保真度是有限的不相干的错误。
2021-05-12 quant-ph
A Hardware-Aware Heuristic for the Qubit Mapping Problem in the NISQ Era
由于量子硬件实现中的几个物理限制，今天的量子计算机被称为噪声中间尺度量子（NISQ）硬件。NISQ硬件的特点是量子比特数量少（50到几百个），操作噪音大。此外，目前实现的超导量子芯片在量子比特之间没有理想的全对全连接，而最多是最近邻连接。所有这些硬件限制都增加了补充的低级别要求。在将量子电路提交给实际芯片之前，需要解决这些问题。满足这些要求对程序员来说是一项乏味的任务。相反，使量子电路适应给定硬件的任务留给了编译器。在本文中，我们提出了一个硬件感知映射转换算法（HA），考虑到校准数据，旨在提高电路的整体保真度。IBM量子硬件上的评估结果表明，我们的HA方法可以超越最先进的额外的门的数量和电路保真度方面。
2020-10-06 cs.AR quant-ph
Rate-Fidelity Tradeoffs in All-Photonic and Memory-Equipped Quantum Switches
Yale University（耶鲁大学）；University of Massachusetts, Amherst（马萨诸塞大学阿默斯特分校）；Einblick LLC（Einblick有限责任公司）
本文研究了全光子和配备量子记忆的量子交换机在速率与保真度之间的权衡，通过比较两种架构的性能，提出了评估方法并分析了其在不同应用场景中的优化策略。
2026-03-03 cs.NI quant-ph
Hardware-aware and Resource-efficient Circuit Packing and Scheduling on Trapped-Ion Quantum Computers
CircPack是一种面向硬件的量子电路打包框架，通过二维打包问题和硬件特定约束，提高囚离子量子计算机的保真度、利用率和层减少，提升量子云计算效率。
2025-12-24 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
Sample- and Hardware-Efficient Fidelity Estimation by Stripping Phase-Dominated Magic
NextQuantum Innovation Research Center, Department of Physics and Astronomy, Seoul National University（首尔大学物理与天文学系量子创新研究中心）；Department of Physics, Korea University（高丽大学物理系）；Department of Quantum Information Science and Engineering, Sejong University（世宗大学量子信息科学与工程系）
本文提出一种样本和门高效的保真度估计算法，通过剥离相主导的魔法减少目标态的魔法，从而在有限的量子设备资源下实现高效的保真度估计。
2026-04-28 quant-ph
A flexible high-performance simulator for verifying and benchmarking quantum circuits implemented on real hardware
在这里，我们提出了qFlex，一个灵活的张量网络的量子线路模拟器。qFlex可以计算量子硬件验证所必需的精确幅度，也可以计算低保真度幅度，以模拟噪声中等规模量子（NISQ）设备的采样。在这项工作中，我们专注于随机量子线路（RQC）的规模范围内预期的至高无上的实验。保真度$f$模拟以低于完美保真度的成本$1/f$来执行。我们还提出了一种技术，以消除在大多数张量网络方法的拒绝采样引入的开销。我们对正方形格子和Google的Bristlecone QPU进行了基准测试。我们的分析得到了NASA HPC集群Pleiades和Electra的广泛模拟的支持。对于我们计算要求最高的模拟，两个集群组合达到了20 PFLOPS（单精度）的峰值，即，$64\%$的最大可实现的性能，这代表了最大的数值计算方面的持续FLOP和节点数量利用以往任何时候都运行在美国宇航局HPC集群。最后，我们介绍了一种新的多线程，高速缓存效率张量索引置换算法的一般应用。
2019-10-10 quant-ph
PaQit: Energy-Runtime-Fidelity Co-Optimization for Neutral Atom Quantum Computers
Rice University（莱斯大学）
本研究针对中性原子量子计算机能耗、运行时间与保真度关系不明的问题，提出PaQit框架，结合硬件模型与调度优化三者，经仿真与实际硬件验证，预测与实际行为高度吻合。
2026-08-05 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
Quantum Hardware Roofline: Evaluating the Impact of Gate Expressivity on Quantum Processor Design
本文提出面向 NISQ 系统的量子硬件 Roofline 评估方法，结合算法保真度模型与定制电路编译流程，分析多种纠缠门的表达能力和硬件权衡。
2024-02-29 cs.AR cs.PF quant-ph
Bridging quantum and classical computing for partial differential equations through multifidelity machine learning
Pacific Northwest National Laboratory（太平洋西北国家实验室）
通过多保真度机器学习校正量子计算的低保真度结果，提升偏微分方程求解的准确性与实用性
2025-12-04 cs.LG quant-ph
High-fidelity Quantum Readout Processing via an Embedded SNAIL Amplifier
Princeton University（普林斯顿大学）；University of Pittsburgh（匹兹堡大学）；Yale University（耶鲁大学）
本研究提出嵌入式SNAIL放大器，通过芯片内相干处理提升量子读出保真度并抑制退相干，为大规模超导量子处理器提供新的读出方案。
2026-02-15 quant-ph
Controlling quantum chaos via Parrondo strategies on noisy intermediate-scale quantum hardware
针对NISQ系统的量子混沌控制问题，本研究基于Parrondo策略，利用经QFT优化的DTQW在三台NISQ设备上实现混沌到有序的转变，验证了该方案的可行性与应用价值。
2025-11-04 cond-mat.dis-nn cs.AR nlin.CD
Improving the Fidelity of CNOT Circuits on NISQ Hardware
提出一种考虑最近邻相互作用和门错误率的改进CNOT合成算法，通过定义紧密拟合错误概率的Cost函数和噪声感知路由算法NAPermRowCol，显著降低了CNOT数量并提升了电路保真度。
2024-05-30 cs.IT math.IT quant-ph
A Quantum Performance Simulator based on fidelity and fault-path counting
量子性能模拟器可以为在物理硬件上执行理论量子信息处理协议的有效性提供实用的度量。在这项工作中，我们提出了一个方案来模拟容错量子计算的性能，通过自动跟踪常见的错误路径，通过电路的错误传播和量化的保真度，每个量子比特在整个计算。我们的模拟工具输出预期的执行时间，所需的量子位数和在通用硬件上运行常见容错协议的最终错误率，假设是具有完全连接性的量子位网络。我们的技术有效地估计错误概率的上限，并提供了一个有用的性能指标的错误阈值在低错误率，传统的蒙特卡罗方法是无效的。为了验证所提出的模拟器，我们提出的模拟结果比较量子加法器的执行构成的一个主要组成部分，肖尔的算法。
2012-12-04 quant-ph
Investigation of Hardware Architecture Effects on Quantum Algorithm Performance: A Comparative Hardware Study
School of Information Technology and Engineering, Kazakh British Technical University（信息技术与工程学院，哈萨克英国技术大学）
本研究通过比较不同硬件平台，揭示了量子算法性能对硬件架构和噪声特性的重要依赖，为NISQ时代的算法选择和基准测试提供了指导。
2026-01-07 cs.AR cs.ET quant-ph
Scalable Benchmarking Framework for Dynamic Quantum Circuits
University of Central Florida（中佛罗里达大学）；Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）
本文提出dynamarq框架，用于表征和评估动态量子电路，通过收集多种应用的基准电路并分析其特征，实现高精度的保真度预测，支持跨硬件平台的参数迁移。
2026-09-16 cs.SE quant-ph
High-fidelity software-defined quantum logic on a superconducting qudit
几乎所有的现代固态量子处理器都是通过一组离散的量子比特操作（门）来实现量子计算的，这些量子比特操作（门）可以通过少数几个原始门来实现通用的量子控制。原则上，这种方法是高度灵活的，允许完全控制量子比特的希尔伯特空间，而不需要为每个应用开发特定的控制协议。然而，量子硬件上当前的错误率对可以连接在一起（具有复合错误率）并保持可行的原始门的数量施加了严格的限制。在这里，我们报告我们的努力，在实现一个软件定义的$0\leftrightarrow2$交换门，不依赖于一个原始的门设置，并实现了平均门保真度的$99.4\%$。我们的工作代表了一种替代的，完全可推广的路线，通过使用最优控制技术实现非平凡的量子控制。我们描述了我们的程序计算最优控制解决方案，校准量子和经典的硬件链，并表征最优控制门的保真度。
2020-10-19 quant-ph
Lie Group Diffusion Models for Hardware-Aware Quantum Circuit Synthesis
Stanford University（斯坦福大学）
提出李群扩散模型，结合SU(2)流形几何和硬件约束，通过电路骨架选择器和扩散模型生成量子电路，在哈密顿模拟任务中优于基线，并支持定制化约束。
2026-06-28 cs.LG quant-ph
A Hardware-Efficient Mølmer-Sørensen Gate for Superconducting Quantum Computers
Faculty of Science, Ain Shams University（艾因夏姆斯大学理学院）
本文在IBM超导量子处理器上实现了硬件高效的Mølmer-Sørensen门，通过量子过程层析成像表征其性能，达到92.47%的过程保真度，与原生CX门（93.02%）相当，并验证了贝尔态制备的成功率，表明非原生纠缠门可优化至与硬件原生操作相当的性能。
2025-10-08 quant-ph
From Circuits to Hardware: Benchmarking Standard and Qubit-Efficient Quantum Optimization on Real Hardware
School of Computing and Information Systems, Singapore Management University（新加坡管理大学计算与信息系）；Institute of High Performance Computing, A*STAR（A*STAR高性能计算研究所）
该研究在四个NP难问题上对多种量子优化算法进行真实硬件基准测试，包括VQE、QAOA等，还涉及量子比特高效方法。通过多种组合测试，报告了电路大小、硬件结果及保真度代理等，得出不同问题的瓶颈及算法表现结论，量子比特高效方法在保真度预算内扩展了实例大小。
2026-08-10 quant-ph
High-fidelity, multi-qubit generalized measurements with dynamic circuits
提出基于Naimark扩展与二叉树技术的混合方法，在超导比特上高保真实现多比特广义测量，并通过近似编译与复合误差缓解策略提升保真度。
2024-08-26 quant-ph
QOS: A Quantum Operating System
针对量子计算机资源管理的挑战，提出云量子操作系统QOS，通过硬件无关API、错误缓解及跨时空调度作业，在IBM设备上实现保真度提升、利用率提高和等待时间缩短，平衡量子计算性能权衡。
2025-04-15 cs.OS quant-ph
Multi-programming Cross Platform Benchmarking for Quantum Computing Hardware
随着量子硬件技术的快速发展，对量子计算机性能进行基准测试变得很有吸引力。在本文中，我们提出了一个新的量子计算机基准测试方面，通过使用多编程机制评估硬件利用率的限制-一种在量子机器中同时执行多个电路的技术。这是第一次尝试比较的评价多编程的离子和超导设备。基于实验结果，在捕获离子设备上执行多程序设计比超导机器表现出更好的结果，而不会失去任何保真度独立执行。
2022-06-07 quant-ph
Q-fid: Quantum Circuit Fidelity Improvement with LSTM Networks
Graduate School of Science and Technology, Keio University（Keio大学科学与技术研究生院）；Graduate School of Information Science and Electrical Engineering, Kyushu University（九州大学信息科学与电气工程研究生院）；RIKEN Center for Computational Science（理化学研究所计算科学中心）
针对量子电路噪声性能难评估的问题，本研究提出基于LSTM的Q-fid系统，将保真度预测转化为时间序列预测问题，配套新型度量指标，可动态适配硬件变化，预测准确率远超现有工具，助力优化量子电路实现。
2025-05-21 cs.AI cs.ET cs.LG
Statevector-to-Hardware Reconstruction of a Four-Qubit ZZ Quantum Kernel: A Single-Backend Case Study of Three Execution Jobs
Department of Environmental Protection and Occupational Safety Technologies（环境保护与职业安全技术系）
研究在IBM量子硬件上四量子比特ZZ量子内核态矢参考几何结构的存活情况，通过三种执行配置进行固定子集诊断，测量Gram矩阵及态矢几何结构保留程度，发现门旋转最忠实，虽有硬件提升但保真度与标签对齐相反，强调硬件量子机器学习研究应兼顾实现保真度和任务相关性。
2026-09-07 cs.LG quant-ph
No need to calibrate: characterization and compilation for high-fidelity circuit execution using imperfect gates
提出无需校准的双量子位门集设计方法，通过快速表征和编译提升量子电路执行的保真度和效率。
2025-11-26 quant-ph
Fast Machine Learning for Quantum Control of Microwave Qudits on Edge Hardware
本文提出利用机器学习模型在边缘硬件上快速确定微波腔量子比特SNAP门的控制脉冲参数，通过数据生成、模型开发、设计空间探索和量化，实现了接近$10^{-3}$的低门迹保真度并高效利用可编程逻辑资源。
2025-06-03 quant-ph
High-fidelity gate set for exchange-coupled singlet-triplet qubits
为了实现具有许多量子位的基于量子机的量子计算，需要解决诸如残余量子位间耦合和来自可扩展控制硬件的约束之类的问题，以保持当前单量子位器件中所展示的高栅极集成度。在这里，我们专注于两个交换耦合的单重态-三重态自旋量子比特，考虑现实的控制硬件以及库仑和交换耦合，不能完全关闭。利用测得的噪声谱，我们优化了实际的控制脉冲，并表明在GaAs中可以达到99.90%（$\ge 99.69\%$）的双量子位（单量子位）栅极异质性，而在Si中可以达到99.99%（$\ge 99.95\%$）。
2021-01-22 cond-mat.mes-hall quant-ph
Long-Distance High-Fidelity Teleportation Using Singlet States
提出了一种利用偏振纠缠光子和囚禁原子量子存储器的量子通信系统。该系统能够进行长距离、高保真度的隐形传态和长时间的量子存储。
2001-05-11 quant-ph
A Variational Surrogate Approach to Finite-Horizon Quantum Control via Hardware-Efficient Ansatz
Aalborg University（奥尔堡大学）；University of Porto（波尔图大学）
该研究针对有限时域量子控制提出基于硬件高效量子近似的变分框架，将控制目标转化为变分优化问题，通过优化参数化量子电路实现高保真状态转移，展示了方法在多比特基准测试中的性能及相关权衡。
2026-07-15 quant-ph
QuBridge: Layer-wise Fidelity Decomposition in Quantum Computation Pipeline
Graduate School of Science and Technology, Keio University（庆应义塾大学理工学府）；Department of Physics & Astronomy, University College London（伦敦大学学院物理与天文系）；Faculty of Science and Technology, Keio University（庆应义塾大学理工学部）
QuBridge通过分层分析量子计算流水线，量化各层对最终输出质量的贡献，揭示量子 teleportation 中保真度影响因素。
2026-05-12 quant-ph
Scaling of the quantum approximate optimization algorithm on superconducting qubit based hardware
量子计算机可以通过利用量子近似优化算法（QAOA）来为组合优化问题提供良好的解决方案。QAOA通常作为噪声硬件的算法提出。然而，硬件的限制限制了它的适用性问题的情况下，密切匹配的量子位的连接。此外，QAOA必须超过经典求解器。在这里，我们研究交换策略，以映射到线性，网格和重十六进制耦合映射密集的问题。基于线的交换策略最适用于线性和二维网格耦合映射。Heavy-hex耦合映射需要调整行交换策略。相比之下，三维网格耦合映射受益于不同的交换策略。使用已知的熵参数，我们发现，密集的问题所需的门保真度深低于容错阈值。我们还提供了一种方法来推理QAOA的执行时间。最后，我们提出了一个QAOA Qiskit编译器程序，并在基于云的量子计算机上执行闭环优化，其中编译器设置针对QAOA进行了优化。这项工作突出了一些障碍，以改善QAOA的竞争力，如门保真度，门速度，和大量的镜头需要。Qiskit量子比特计划为我们提供了一个工具，可以在有噪声的超导量子比特硬件上大规模地研究这些问题。
2022-12-01 quant-ph
Efficient Assessment of Process Fidelity
量子门的精确实现是实现量子算法和数字量子模拟的关键。这种精度可以通过门的变分优化在有噪声的硬件上增加，然而，这种协议的实验实现受到估计所实现的门的保真度所需的大量努力的阻碍。通过一系列近似，我们找到了一个忠实的近似量子过程的保真度，可以通过实验来估计减少的努力。它的实际用途是证明了一个三量子位量子门上的商用量子处理器的优化。
2021-04-29 quant-ph
Optimizing Inter-chip Coupler Link Placement for Modular and Chiplet Quantum Systems
针对分布式量子计算中电路切割与量子比特映射研究不足的问题，提出自适应硬件感知框架 InterPlace，通过分析噪声构建虚拟拓扑指导映射，显著提升保真度并降低 SWAP 与片间操作开销。
2025-09-12 quant-ph
Analytical blueprint for 99.999% fidelity X-gates on present superconducting hardware under strong driving
Institute for Quantum Control (PGI-8), Forschungszentrum Jülich（于利希研究中心量子控制研究所）；Institute for Theoretical Physics, University of Cologne（科隆大学理论物理研究所）；Institute for Functional Quantum System (PGI-13), Forschungszentrum Jülich（于利希研究中心功能量子系统研究所）；Department of Physics, RWTH Aachen University（亚琛工业大学物理系）
本文提出在强驱动极限下，通过R1D和R2D方法抑制量子误差，实现99.999%保真度的X门操作。
2026-08-14 quant-ph
Rate-Fidelity Control for Wide-Area Quantum Links
University of Maryland（马里兰大学）；National Institute of Standards and Technology（美国国家标准与技术研究院）；Laboratory for Telecommunication Sciences（电信科学实验室）
该研究针对广域光纤量子链路的偏振漂移问题，构建联合控制协议动态调整参数，在保真度约束下提升纠缠分发速率，模拟显示其较静态策略提升14%且无需离线优化。
2026-08-10 cs.NI quant-ph
Accounting for Classical Hardware in the Control of Quantum Devices
量子系统的高保真相干控制对于构建量子器件和量子计算机至关重要。我们提供了一个通用的最优控制框架，设计控制序列，占硬件控制失真，同时保持对环境噪声的鲁棒性。我们展示了我们的算法的实用性，提出了强大的量子门优化的非线性失真的存在下的例子。我们表明，非线性经典控制器不一定会产生额外的计算成本脉冲优化，使更强大的量子设备。
2014-09-29 quant-ph
High-fidelity quantum transduction with long coherence time superconducting resonators
为了实现量子通信协议和量子传感中的高效率和高保真度，我们提出了一种基于长相干时间超导腔与电光谐振器耦合的新型量子转换混合系统。©2022作者（S）
2022-05-03 quant-ph
Analyzing crosstalk error in the NISQ era
噪声中尺度量子（NISQ）硬件不可避免地存在噪声，串扰误差是一个重要的误差源。当同时执行多个量子操作时，由于同时操作期间门之间的串扰，量子状态可能被破坏，从而降低电路保真度。在这项工作中，我们首先报告几个协议，表征串扰。然后，我们从硬件和软件的角度讨论了不同的串扰缓解方法。最后，我们在IBM量子器件上进行了串扰注入实验，并证明了串扰缓解方法对保真度的改善。
2021-06-03 cs.AR quant-ph
Pattern-Dependent Performance of the Bernstein-Vazirani Algorithm
针对真实量子硬件下算法性能受噪声影响的问题，对Bernstein-Vazirani算法开展硬件感知基准测试，揭示其性能高度依赖问题模式密度，指出当前噪声模型的局限并提供算法可行性预测框架。
2025-11-18 quant-ph
Fidelity and leakage of Josephson qubits
量子信息的单位是量子比特，即二维希尔伯特空间中的矢量。另一方面，量子硬件通常在更高维度的向量空间的二维子空间中操作。更高量子态的存在可能影响量子信息处理的准确性。在这封信中，我们将展示如何处理基于小约瑟夫森结的器件中的{ \em量子泄漏}。虽然存在较高的电荷状态的结降低了在栅极操作的保真度，我们证明，可以通过适当的设计和操作的门，误差最小化。
1999-06-18 cond-mat quant-ph
Reducing hardware requirements for entanglement distribution via joint hardware-protocol optimization
本文通过NetSquid仿真与遗传算法联合优化量子中继器协议，发现合理选择协议可使硬件成本随距离线性增长，并显著降低长距离纠缠分发的硬件需求。
2023-09-20 quant-ph
