Multi-Line Geometry of Qubit-Qutrit and Higher-Order Pauli Operators
在新建立的图论和有限几何条件下，讨论了量子比特-量子数系统的广义Pauli算子的对易关系。我们发现这个系统的泡利图的对偶同构于乘积环Z2 × Z3上的投影线。与双量子比特相比，一个“奇特”的特征是两个不同的点/操作符可以通过一条以上的线连接。多线性质也被证明存在于表征两量子比特和三量子比特泡利算子空间的图形/几何中，并被推测为任何其他更高级别的量子系统所表现出的。
2007-06-12 math-ph math.MP quant-ph
Measure of positive and not completely positive single-qubit Pauli maps
一个初始不相关的系统的时间演化是由一个完全正的（CP）地图。更一般地说，系统可能包含与环境的初始（量子）相关性，在这种情况下，系统根据不完全正（NCP）映射演化。这是一个有趣的问题，这两种类型的映射在正映射集合中的相对测度是什么。在指出了计算作用于量子比特的通用映射的真实体积的完整问题的范围之后，我们研究了抽象空间中的泡利通道的情况，该抽象空间的元素表示等价类映射，这些映射直到非泡利酉映射都是相同的。在这个空间中，我们证明了NCP映射的体积是CP映射的两倍。
2019-02-03 quant-ph
Efficient construction of involutory linear combinations of anti-commuting Pauli generators for large-scale iterative qubit coupled cluster calculations
我们提出了一个有效的方法，从一个交换的一组运营商，完全由泡利$\hat x_i$运营商（纯粹的X发电机）和相关的数值措施，如绝对能量梯度排序的泡利发电机（泡利群的元素）的完全反交换集的建设。我们的方法使用高斯-约旦消除应用到一个二进制矩阵，编码的X生成器的集合，使其减少行梯队的形式，其次是通过修改后的约旦-维格纳变换和返回到原始基础的反交换系统的建设在标准的基础。算法的复杂度与X集的大小成线性关系，与量子位数成二次关系。得到的反对易集用于构建量子比特耦合簇Ancillary与反对易Paulis的对合线性组合（QCC-ILCAP），其在[J. Chem. Theory Comput. 2021，17，1，66-78]。我们应用QCC-ILCAP模拟的迭代量子位耦合团簇方法计算了水分子对称伸缩（36个量子位）和N $_2$解离（56个量子位）的基态势能曲线。
2023-01-25 physics.chem-ph quant-ph
Systematic construction of multi-controlled Pauli gate decompositions with optimal $T$-count
本文提出系统化构造多控Pauli门分解的方法，在保持最小$T$-计数不变的条件下降低CNOT计数和$T$-深度，从而提升量子算法计算效率。
2024-10-03 quant-ph
Primitive Nonclassical Structures of the $N$-qubit Pauli Group
介绍和讨论了$N$ -量子比特泡利群中的几种非经典结构，它们可以被看作是量子信息处理的基本资源。身份产品（ID），从根本上与纠缠的结构，定义和探讨。Kochen-Specker定理是通过我们称之为KS集的特殊ID集来证明的。我们还提出了一个新的定理，我们称之为$N$ -量子比特Kochen-Specker定理，这是证明了特定的ID集，我们称之为NKS集，其效用是，它导致有效的KS集的建设。我们定义了这些结构的临界性或不可约性，以及它与纠缠的联系。所有代表性的关键ID高达$N=4$量子位，和许多家庭的关键ID任意大值的$N$进行了讨论。给定$N$的临界ID是一组有限的几何对象，它们似乎完全表征了$N$ -量子位泡利群的非经典性。给出了从ID构造临界KS集和NKS集的方法，并讨论了纠缠性、上下文性和非定域性的实验检验。可能的应用和连接到其他工作也进行了讨论
2013-12-17 quant-ph
Efficient eigenvalue determination for arbitrary Pauli products based on generalized spin-spin interactions
N+1个量子位之间的有效自旋-自旋相互作用使得能够确定维度N的任意泡利乘积的本征值，其中恒定的少量多量子位门独立于N并且将本征值编码在额外辅助量子位的测量基态中。只要量子位可以耦合到共享谐振子，这种相互作用就可用，这种情况可以在几个物理量子位实现中实现。例如，已经在离子阱中实现了高达14个量子位的合适的相互作用。与使用作为N的函数增加的多个两量子比特门的典型构造相比，应该可以利用恒定数量的多量子比特门来实现用于量子纠错的稳定器码。找到N个量子比特的奇偶校验的特殊情况只需要少量与N无关的操作。这与在传统机器上计算奇偶性的算法相比是有利的，这意味着真正的量子优势。
2017-07-12 quant-ph
Simulation of Qubit Quantum Circuits via Pauli Propagation
我们提出了新的算法来估计量子位量子线路的结果。值得注意的是，这些方法可以在线性时间内模拟Clifford电路，而无需显式地写下稳定器状态。这些算法优于以前的噪声近克利福德技术的大多数电路。我们确定了一个大类的输入状态，可以有效地模拟，尽管不是稳定器状态。该算法利用从布洛赫向量构造的概率分布，并行先前已知的算法，使用离散维格纳函数qutrits。
2019-03-18 quant-ph
Pauli Measurements Are Near-Optimal for Single-Qubit Tomography
该研究给出单量子比特层析算法的首个非平凡副本数下界，结合已知的Pauli测量上界，近乎解决了单量子比特层析复杂度的长期未解问题。
2025-07-29 cs.CC quant-ph
A Notable Relation between $N$-Qubit and $2^{N-1}$-Qubit Pauli Groups via Binary ${\rm LGr}(N,2N)$
利用$N$量子比特的几何结构（$N \geq 2$）泡利群体现在辛极空间$\mathcal{W}(2N-1,2)$的结构中，并使用在最小伽罗瓦域上定义的拉格朗日格拉斯曼${\rm LGr}(N,2N)$的性质，证明了$N$的相互交换元素的最大集合的集合之间存在双射。量子位泡利群和$2^{N-1}$ -量子位泡利群的元素的某个子集。为了揭示这种对应的更精细的特征，详细讨论了$N=3$（最近也由Lévay、Planat和Saniga [J. High Energy Phys.2013（2013），no.9，037，35页，arXiv：1305.5689]解决）和$N=4$的情况。作为我们的发现的一个恰当的应用，我们使用$2^{N-1}$ -量子比特泡利群的周围投射空间${\rm PG}(2^N-1,2)$的$G$ -轨道的分层，其中$G \equiv {\rm SL}(2,2)\times {\rm SL}(2,2)\times\cdots\times {\rm SL}(2,2)\rtimes S_N$，将$\underlineπ({\rm LGr}(N,2N))$分解成非等价轨道。这导致了${\rm LGr}(N,2N)$划分为可由上述泡利群的元素标记的不同类。
2014-04-08 math-ph math.CO math.MP
The lower bound to the concurrence for four-qubit W state under noisy channels
通过解析求解Lindblad形式的主方程，研究了四量子比特W态在各种噪声环境下的动力学行为，其中Lindblad算符对应于Pauli矩阵，描述了态的退相干.此外，我们还利用纠缠度的下界研究了纠缠的动力学性质。结果表明，当Pauli-Z噪声作用下纠缠度单调衰减时，其它三种噪声作用下纠缠度突然衰减。此外，通过研究不同的最大纠缠四比特态的纠缠度随时间的演化，我们发现四比特W态在同轴泡利信道下具有更强的鲁棒性。此外，除了Pauli-Z噪声外，三量子比特W态相对于四量子比特W态保留了更多的纠缠。
2015-01-06 quant-ph
Nonclassical Structures within the N-qubit Pauli Group
表现出非经典性的结构是量子力学的基础，也可以被视为量子信息处理中许多应用的资源-特别是在$N$量子比特的希尔伯特空间中。本论文进一步发展了$N$ -量子比特泡利群中的纠缠、量子上下文和量子非定域性理论。强Kochen-Specker定理和证明它的结构被详细地介绍和探索。结构之间的连接，显示纠缠，上下文和非局部性的模式进行了解释。计算搜索算法和相关工具的开发和使用，以执行完整的搜索最小的非经典结构内的$N$量子位泡利组的值$N$有限的计算资源。我们的研究结果进行了调查，并给出了处方使用基本的非经典结构，我们已经发现，以构建更复杂的类型，这样的结构。家庭的非经典结构的所有值的$N$，包括最紧凑的家庭的投影仪为基础的奇偶证明的Kochen-Specker定理尚未发现在所有维度的形式$2^N$，其中$N\geq2$。本文还讨论了所得结果的应用及其与其它工作的联系。
2013-07-25 quant-ph
Single snapshot non-Markovianity of Pauli channels
IBM Quantum, IBM T. J. Watson Research Center（IBM量子，IBM T.J.沃森研究中心）；CMC Microsystems（CMC微系统公司）；IBM Quantum, IBM Almaden Research Center（IBM量子，IBM阿尔马登研究中心）
研究单快照下多量子位保罗i通道的非马尔可夫性，发现生成器结构与标准保罗i-林布兰德模型相同，但速率可能为负或复数，随机保罗i通道几乎总是非马尔可夫，且物理噪声模型下负速率普遍存在。
2026-03-19 quant-ph
Quantum simulation of Pauli channels and dynamical maps: algorithm and implementation
提出模拟泡利信道及其动力学映射的量子算法，采用参数化电路，并给出N量子比特变换的数学条件，在IBM量子计算机上验证了单量子比特实现及保真度。
2023-07-31 quant-ph
Bell Inequalities Induced by Pseudo Pauli Operators on Single Logical Qubits
在大多数贝尔检验中，测量设置是经过特别选择的，这样就可以检测到贝尔不等式的最大量子违反，或者至少，违反足够强以被观察到。这样的选择通常可以将相应的Bell算符与一种有效的观测量联系起来，称为伪泡利算符，在某种意义上为我们提供了对Bell非定域性更直观的理解。在此基础上，发展了一种更一般的构造贝尔不等式的量子-经典方法。用这种方法不仅可以导出几种著名的贝尔不等式，而且还可以探索许多新的不等式。此外，我们还证明了由伪Pauli算子的测不准关系还可以导出一些二次贝尔不等式，这对研究某些非定域观测量的测不准关系具有新的意义.
2022-10-20 quant-ph
Pauli Exchange Errors in Quantum Computation
在量子计算的许多物理现实模型中，泡利交换相互作用导致两个量子比特错误的子集作为计算机内耦合的一阶效应发生，即使在没有与计算机环境的相互作用的情况下。我们给出了一个明确的9-qubit码，纠正泡利交换错误和所有的单量子位错误。
2000-06-01 math-ph math.MP quant-ph
Contextuality in the $n$-qubit Pauli group
Leibniz Universität Hannover（汉诺威莱布尼茨大学）
本文针对n量子比特泡利群，引入非contextuality属性概念，证明两量子比特时其存在非contextuality属性，而n≥2时稳定子态上布尔值框架函数为常数，明确其contextuality源于辛极空间几何。
2026-08-13 math.SG quant-ph
H2ZIXY: Pauli spin matrix decomposition of real symmetric matrices
我们在Python 3中给出了一个代码，它取一个任意大小的正方形实对称矩阵，并将其分解为泡利自旋矩阵的张量积。给出了在量子计算机上实现的与核物理相关的哈密顿量的分解的应用。
2021-10-31 nucl-th physics.comp-ph quant-ph
Optimal, hardware native decomposition of parameterized multi-qubit Pauli gates
本文提出将参数化多量子比特 Pauli 门最优分解为硬件原生 P2QP 门的方法，给出任意硬件图下深度与门数的精确表达式，并通过 LHZ 映射联合优化多个门。
2023-09-27 quant-ph
Mutually unbiased binary observable sets on N qubits
泡利算子（泡利矩阵的张量积）提供了N个量子比特的希尔伯特空间上的算子的完整基础。我们证明了4^N-1个泡利算子的集合可以划分为2^N+1个不同的子集，每个子集由2^N-1个内部可交换的可观测量组成。此外，每个这样的划分定义了N量子比特希尔伯特空间中2^N+1个相互无偏基集的唯一选择。2和3量子比特系统的例子进行了讨论，重点是在这些基组内发生的纠缠的性质和数量。
2002-04-30 quant-ph
Fault Tolerance with Bare Ancillae for a [[7,1,3]] Code
我们提出了一个[[7，1，3]]量子纠错码，它能够实现容错的综合征测量，每个稳定器使用一个辅助量子位，用于独立的单量子位泡利错误的错误模型。辅助量子位上的所有单量子位泡利错误传播以在数据量子位上形成唯一可校正的错误。对于具有两个量子位的泡利误差的误差模型，情况发生了变化。我们比较了两种噪声模型下的一级逻辑错误率：标准的泡利对称去极化误差模型和各向异性误差模型。各向异性模型是由通常应用于捕获离子量子位的双量子位门上的控制误差激发的。我们发现，一个辅助量子位每个综合征测量是足够的容错的各向异性错误，但不足以为标准的去极化错误。然后，我们展示了如何通过添加标记量子位来检查选择辅助量子位上的错误，从而实现对标准去极化错误的容错。我们在这个[[7，1，3]]代码上的结果展示了物理激励的噪声模型如何简化容错协议。
2017-10-03 quant-ph
Optimal parameter estimation of Pauli channels
最佳测量配置，即，本文研究了量子比特和广义泡利信道的二元POVM形式的最佳输入量子态和测量。信道方向被定义为具有任意固定的泡利矩阵基的信道的收缩方向。在量子位泡利信道的情况下，与已知的信道方向，它示出的最佳配置，最大限度地提高Fisher信息的估计参数由三个冯诺依曼测量连同纯输入状态指向适当的信道方向。这些结果的推广广义泡利通道也给出。此外，提出了一种计算效率高的估计方法，用于估计量子比特泡利信道情况下的信道方向。该方法的效率是由模拟说明：它示出了其方差是1/N的顺序，其中N是所使用的测量的数量。
2015-11-20 quant-ph
Pauli Decomposition over Commuting Subsets: Applications in Gate Synthesis, State Preparation, and Quantum Simulations
量子计算中的一个关键任务是应用一系列门来实现特定的酉运算。然而，将任意幺正操作分解成更简单的量子门是一个非平凡的问题。在这里，我们提出了一个通用的和强大的协议分解任何目标酉成一系列的泡利旋转。该过程涉及到确定一个交换的泡利运营商的子集具有高的跟踪重叠与目标酉，其次是数值优化其相应的旋转角度。该协议是通过分解几个标准的量子操作。最后介绍了该方案在量子态制备和量子模拟中的应用。最后，我们描述了一个实现三体量子模拟的NMR实验，其中上述分解技术用于传播子的有效实现。
2016-03-22 quant-ph
Pure State Tomography with Pauli Measurements
我们研究了在所有量子态中唯一确定任意$n$ -量子比特纯态所需的最小泡利测量数的问题。我们表明，只有$11$泡利测量需要确定一个任意的两个量子比特的纯态相比，与$16$测量的全量子态层析成像，只有$31$泡利测量需要确定一个任意的三个量子比特的纯态相比，与$64$测量的全量子态层析成像。我们证明了我们的协议是强大的去极化误差与模拟随机纯态。我们实验测试的协议上的两个和三个量子位系统与核磁共振技术。我们表明，纯状态层析成像协议节省了我们的测量数量，而没有相当大的保真度损失。我们将我们的协议与随机选择的泡利算子的相同大小的集合进行比较，发现我们选择的泡利测量集合显著优于那些随机采样集合。作为一个直接的应用，我们的计划也可以用来减少在量子光学系统中的纯态层析所需的设置的数量。
2016-01-20 quant-ph
An efficient Pauli decomposition algorithm for structured matrices
Joint Center for Quantum Information and Computer Science, NIST/University of Maryland（量子信息与计算联合中心，美国国家标准与技术研究院/马里兰大学）；Joint Quantum Institute, NIST/University of Maryland（量子研究所联合机构，美国国家标准与技术研究院/马里兰大学）；Department of Physics, University of Maryland（马里兰大学物理系）；Department of Computer Science and Institute for Advanced Computer Studies, University of Maryland（马里兰大学计算机科学与高等计算机科学研究所）
针对承诺稀疏的Pauli分解问题，提出一种随机经典算法，在多项式时间内以高概率恢复精确分解，克服了指数复杂度瓶颈。
2026-07-01 quant-ph
Digital simulation of convex mixtures of Markovian and non-Markovian single qubit Pauli channels on NISQ devices
本文研究在NISQ设备上模拟单量子比特泡利信道的凸混合，针对马尔可夫混合产生非马尔可夫信道及非马尔可夫混合产生马尔可夫信道两种情况，提出减少CNOT门数量的启发式电路构造方法和正则化过程矩阵以获得CPTP信道的策略。
2024-02-27 quant-ph
Pauli Tomography: complete characterization of a single qubit device
量子物理学和信息技术的结合最初是出于小型化的需要，最近为实现全新的信息处理设备开辟了道路，有可能保证安全的密码通信，以及一些复杂计算任务的巨大加速。在新的信息技术所带来的许多问题中，需要表征新的量子设备，对其功能进行完整的识别和表征。正如我们将看到的，量子力学为我们提供了一个强大的工具来轻松有效地完成任务：这个工具就是所谓的量子纠缠，它是未来计算机量子并行的基础。我们在这里提出了第一个完整的实验量子表征的单量子比特设备。这种新方法，我们可以称为“量子射线照相术”，在设备的输出端使用泡利量子断层扫描，并且在输入端只需要一个纠缠态，它在测试通道上作为所有可能的量子并行输入状态工作。该方法可以很容易地扩展到任何n量子位器件。
2002-07-24 quant-ph
Clifford Circuit Optimization with Templates and Symbolic Pauli Gates
Clifford群是由Hadamard、CNOT和相位门生成的酉群的有限子群。这个小组在量子纠错、随机基准测试协议和纠缠研究中发挥着重要作用。在这里，我们考虑的问题，找到一个短的量子线路实现一个给定的克利福德群元素。我们的方法旨在最大限度地减少纠缠门数，假设所有对所有量子位连接。首先，我们考虑基于模板匹配的电路优化，并设计Clifford特定的模板，这些模板利用Pauli和SWAP门的能力。其次，我们介绍了一种符号窥视孔优化方法。它的工作原理是将整个电路投影到量子比特的一个小子集上，并通过动态编程优化重新编译投影的子电路。将所选量子位子集与剩余量子位耦合的CNOT门使用符号泡利门表示。与Aaronson-Gottesman规范形式相比，这些方法的软件实现发现电路距离6个量子位的最佳值仅0.2%，并且将电路中的两个量子位门数平均减少了64.7%。
2021-11-11 cs.ET quant-ph
Decomposable Pauli diagonal maps and Tensor Squares of Qubit Maps
由于E. Størmer指出，每个正量子比特映射都可以分解为一个完全正映射和一个完全共正映射的和。在这里，我们将这个结果推广到量子比特映射的张量平方。具体地说，我们证明了量子比特映射与自身的任何正张量积都是可分解的。这解决了S. Fillipov和K.马加多夫我们将这一结果与不可分解的正映射的例子进行对比，这些正映射是两个不同的量子比特映射的张量积，或者是从一个量子比特到一个量子比特的可分解映射的张量平方。为了证明我们的主要结果，我们把问题归结为泡利对角映射。然后，我们通过确定所有252个极值射线的question-Pauli对角映射是完全正的和完全共正的可分解question-Pauli对角映射的锥的特征。这些极端射线在一个自然对称群下分裂成三个不相交的轨道，其中两个轨道只包含纠缠破缺映射。最后，我们开发了一个通用的组合方法来确定泡利对角映射的极值射线，这是完全正的和完全共正的多量子比特系统之间使用其Choi矩阵的有序谱。分类这些极端射线以外quququarts是一个悬而未决的问题。
2020-06-25 math-ph math.FA math.MP
Proofs of the Kochen-Specker theorem based on the N-qubit Pauli group
我们提出了一些基于N量子位泡利群的Kochen-Specker（KS）定理的基于可观测性的证明，其中N >= 4，从而增加了之前已经提出的两个和三个量子位群的证明。这些证明具有吸引人的特点，它们可以以图表的形式呈现，通过检查它们是显而易见的。它们也是不可约的，因为它们不能通过忽略其中的量子比特和/或可观测量的某个子集而被简化为更小的证明。给出了一个简单的算法，用于将任何基于可观察性的KS证明转化为大量的基于投影的KS证明;如果基于可观察性的证明有O个可观察性，每个可观察性恰好出现在两个交换集中，并且任何两个交换集中最多有一个可观察性是公共的，则相关的基于投影的奇偶证明的数量是2^O。我们引入符号的观测量和投影仪为基础的KS证明，捕捉他们的重要功能，也传达了一种感觉，这两种类型的证明在N-量子位泡利群的巨大变化。我们讨论了一个无限族的基于可观测性的证明，其成员适用于从2开始的所有数量的量子位，并展示了如何使用它来生成基于投影的KS证明，该证明仅涉及N >= 2的形式为2^N的任何维度中的9个基（或实验背景）。我们的结果的一些影响进行了讨论。
2013-06-29 quant-ph
Exchange-Only Dynamical Decoupling in the 3-Qubit Decoherence Free Subsystem
Uhrig动态解耦序列通过在适当的时间间隔使用bang-bang Pauli脉冲实现了单个系统量子位从其退相浴的高阶解耦。单量子位和多量子位系统从浴槽的高阶解耦引起失相和弛豫，也可以通过嵌套应用乌里克序列，再次使用单量子位泡利脉冲来实现。对于3-qubit消相干自由子系统（DFS）和相关的子系统编码，泡利脉冲不是自然可用的操作;相反，交换相互作用提供了所有需要的编码操作。在这里，我们证明了交换相互作用单独可以实现高阶解耦对一般噪声的3-qubit DFS。我们提出了耦合到经典和量子浴的3-qubit DFS的去耦序列，并通过数值模拟评估序列的性能。
2012-03-20 quant-ph
Scalable quantum circuits for exponential of Pauli strings and Hamiltonian simulations
本研究设计了可在低连接度硬件实现的泡利字符串指数量子电路，验证其可扩展性，将其用于多类哈密顿量演化模拟，18量子比特下精度接近数值Trotter误差，且在NISQ量级噪声下表现稳定。
2024-11-04 quant-ph
Efficient learning of Sparse Pauli Lindblad models for fully connected qubit topology
本文扩展了 Sparse Pauli-Lindblad 噪声模型学习的理论要求，使其适用于全连接拓扑硬件（如离子阱器件），从而为捕获量子比特串扰并推动实用量子计算中的错误缓解提供了支持。
2023-11-20 math-ph math.MP quant-ph
Transforming Collections of Pauli Operators into Equivalent Collections of Pauli Operators over Minimal Registers
本文借鉴量子纠错码思想，证明了表示等价 Pauli 操作所需 qubit 数量的可达下界，并提供了确定极小寄存器 Pauli 操作集合的流程。
2022-06-27 quant-ph
Direct tomography of quantum states and processes via weak measurements of Pauli spin operators on an NMR quantum processor
本研究提出基于弱测量的高效直接量子态与过程层析成像方案，构建通用量子电路利用标量J耦合调控相互作用，在NMR量子处理器上实验实现，可精准表征多类量子态与过程。
2023-03-13 quant-ph
Necessary and Sufficient Conditions for Universal Gates with Pauli Strings and Beyond
ICFO-Institut de Ciencies Fotoniques, The Barcelona Institute of Science and Technology（ICFO-光子科学研究所，巴塞罗那科学与技术学院）；University of Innsbruck（因斯布鲁克大学）
研究由 Pauli 字符串或一般哈密顿量生成的量子门通用性，给出了生成 su(2^n) 的必要充分条件，并证明了 XYZ 海森堡哈密顿量在局部控制下的通用性。
2026-06-11 quant-ph
A tree-approach Pauli decomposition algorithm with application to quantum computing
本文提出一种基于树方法的并行泡利矩阵分解算法，降低指数级计算成本并减少内存占用，通过数值实验验证性能，并应用于量子存储器中的矩阵编码。
2024-03-18 quant-ph
Hierarchical Progressive Optimization for Multi-Qubit Pauli Noise Modeling
Nanjing University of Posts and Telecommunications（南京邮电大学）；Yangzhou University（扬州大学）
本文提出分层渐进优化框架，通过数学严谨的组合投影掩码有效减少优化复杂度，实现多量子比特系统的高阶空间串扰建模与抑制，提升量子误差缓解性能。
2026-08-27 quant-ph
High-Precision Observable Estimation with Single Qubit Quantum Memory
针对多量子比特可观测量估计中散粒噪声累积问题，提出利用单量子比特量子存储器累积测量数据，以更少交互次数实现高精度估计，所需测量次数随泡利字符串数按N^(2/3)规模减少。
2023-08-31 quant-ph
Complete Flow-Preserving Rewrite Rules for MBQC Patterns with Pauli Measurements
本文提出并证明了带泡利测量的MBQC模式中，引入新Z测量量子比特可保持泡利流，并给出稳定子ZX图的唯一规范形式及完整保流重写规则。
2023-11-15 quant-ph
Decomposition of Pauli groups via weak central products
对任意的$m \ge 1$和奇素数幂$\mathtt{q}=\mathtt{p}^m$，对$\mathtt{q}=2$和任意的$n \ge 1$，给出了Pauli群$\mathcal{P}_{n,\mathtt{q}}$的弱中心积分解的一个结果.这可以用来描述维数为$\mathtt{q}$的$n$量子点上的泡利群的基本结构，并使我们能够识别$\mathcal{P}_{n,\mathtt{q}}$的阿贝尔子群。作为我们的主要结果的结果，我们显示了类似的因式分解的所谓的“解除”泡利组，最近推出的Gottesman和Kuperberg的背景下，纠错码在量子信息论。
2020-09-08 math.GR quant-ph
Dynamics of Entanglement and Nonclassical Correlation for Four-Qubit GHZ State
多量子比特纠缠对于量子信息处理是至关重要的，但其利用受到多量子比特系统周围环境的不利影响。因此，研究噪声下一般多体非经典关联的动力学，包括但不限于纠缠，是非常重要的。我们在实验中对四比特GHZ态在最常见的噪声下进行了研究，发现除了在退相信道中，非经典关联比纠缠更鲁棒。对于Pauli-X和Pauli-Y噪声以及与退相库相互作用的Bell对角态，量子不和谐呈现出动力学的突然转变，对于Pauli-Z和各向同性噪声，量子不和谐单调衰减。
2015-09-21 quant-ph
Quantum 1-PCA with Pauli Measurements in Nearly Linear Time
针对量子1-PCA问题，提出一种使用非自适应单量子比特泡利测量的算法，在混合态和谱间隙条件下，以近线性时间恢复主导特征向量，并推广了纯态情形的结果。
2026-10-06 cs.DS quant-ph
Private communication from Pauli channels with no privacy
Networked Quantum Devices Unit, Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University（网络量子设备单元，冲绳科学技术大学院大学）
该研究证明两个各自私有容量为零的Pauli信道联合使用可激活私有通信，通过转置反退化信道和简单二进制码实现。
2026-09-18 quant-ph
Quantum Distribution Error Mitigation via the Circulant Structure of Pauli Noise
Argonne National Laboratory（阿贡国家实验室）
本文提出分布误差缓解方法，利用Pauli噪声的循环结构通过快速Walsh-Hadamard变换校正量子电路输出分布，通过单逻辑电路采样近似噪声向量，显著提升多个量子电路的输出分布准确性。
2026-03-18 quant-ph
Pauli Decomposition via the Fast Walsh-Hadamard Transform
本文提出一种基于快速沃尔什-哈达玛变换的泡利分解方法，通过广义哈达玛矩阵关系将计算复杂度降为O(N²logN)且仅需O(1)额外内存，数值实现优于现有方案。
2025-03-11 physics.comp-ph quant-ph
GALIC: Hybrid Multi-Qubitwise Pauli Grouping for Quantum Computing Measurement
提出GALIC框架，通过混合FC/QWC对易关系实现噪声和连通性感知的泡利分组，在保持估计精度的同时平均降低方差20%，并揭示误差抑制比连通性对估计器方差影响更大。
2024-11-10 quant-ph
Discovering optimal fermion-qubit mappings through algorithmic enumeration
本文提出基于费米子模枚举方案设计费米子-量子比特映射的新方法，在不增加辅助量子比特的前提下，通过优化排序显著降低了正方晶格系统Jordan-Wigner变换的平均Pauli权重。
2023-10-12 quant-ph
Quantum memory assisted observable estimation
针对 Pauli 字符串测量中散粒噪声累积的问题，提出 CPS 方法，利用单量子比特量子存储器相干累积信息，使给定方差所需测量次数随 Pauli 字符串数量线性减少。
2025-03-14 quant-ph
A dynamical interpretation of the Pauli Twirling Approximation and Quantum Error Correction
在量子线路中，最简单和最广泛使用的误差模型之一是泡利旋转近似（PTA）。限制自己的量子位的自由动力学分析，我们明确显示如何应用PTA是相当于忽略大部分的量子反作用的系统，并给出了一个一般性的论点，为什么这种近似导致低逻辑错误率的容错稳定器电路相比，其他量子信道。我们提供的数值证据表明，PTA的建模噪声的性能变得更糟的量子位数的增加。
2017-08-19 quant-ph
Entanglement dynamics of three-qubit states in noisy channels
研究了三量子比特系统的纠缠动力学，系统初始制备在纯Greenberger-Horne- Zeilinger（GHZ）态或W态，通过Pauli通道$σ_z, \, σ_x, \, σ_y$或去极化通道传输.利用三量子比特纠缠度的下界，我们证明了W态在通过泡利信道$σ_z$传输时比GHZ态保留了更多的纠缠.对于泡利信道$σ_x, \, σ_y$和去极化信道，GHZ态的纠缠比W型纠缠更能抵抗退相干.我们还简要地讨论了下界近似的精度如何依赖于所考虑的密度矩阵的秩。
2010-04-11 quant-ph
Experimental demonstration of Pauli-frame randomization on a superconducting qubit
具有不完美量子位的量子计算的前景依赖于量子计算系统通过纠错和容错廉价扩展的能力。虽然容错需要对量子比特错误的性质进行相对温和的假设，但与相干和非马尔可夫错误相关的开销可能比与纯随机马尔可夫错误相关的开销大几个数量级。解决这一挑战的一个建议是将感兴趣的电路随机化，将误差整形为随机泡利误差，但不影响聚合计算。随机化技术还可以抑制与非马尔可夫进化相关的慢自由度的耦合。在这里，我们展示了在超导电路系统中实现保利帧随机化，利用灵活的编程和控制基础设施，以低成本实现这一目标。我们使用高精度的门集断层扫描，详细描述电路误差的特性，有和没有随机化过程，这使我们能够作出严格的声明Markovianity以及所观察到的错误的性质。我们证明，随机化抑制签名的非马尔可夫进化到统计上不显著的水平，从马尔可夫模型违反范围从$43σ$到$1987σ$，下降到违反之间的$0.3σ$和$2.7σ$随机化。此外，我们证明，在随机化下，实验误差很好地描述了泡利误差模型，与模型的违规行为是同样微不足道的（$0.8σ$和$2.7σ$之间）。重要的是，所有这些模型准确性的改进都是在不降低保真度的情况下获得的，并且通过钻石范数量化的错误率得到了一些改进。
2021-03-22 quant-ph
Phase-sensitive framed-ribbon representation of single-qubit Pauli measurements in linear cluster states
Indian Institute of Technology, Indore（印度印多尔理工学院）；Techno Main Salt Lake (Engg. Colg.), Techno India Group（Techno India集团Salt Lake技术主校区（工程学院））；Centre of Advanced Studies and Innovation Lab (CASILAB)（先进研究与创新实验室（CASILAB））
本研究提出了一种基于拓扑框架的相位敏感分类方法，用于描述线性簇态中单量子比特测量的拓扑特性，揭示量子相位与带框架拓扑不变量的直接关联。
2026-09-09 quant-ph
Tensorized Pauli decomposition algorithm
本文提出一种基于矩阵切片与加法的张量化泡利分解算法，避免了高昂的矩阵乘法，显著加速多量子比特矩阵分解，并在复杂度与数值实验中验证了其渐近加速效果。
2024-09-24 quant-ph
Geometric Algebra Quantum Gate Decomposition
CentraleSupélec, Université Paris-Saclay（中央苏佩莱克高等学院，巴黎萨克雷大学）；Laboratoire Signaux et Systèmes (L2S), UMR 8506, CentraleSupélec, Université Paris-Saclay, CNRS（信号与系统实验室（L2S），联合研究单位8506，中央苏佩莱克高等学院，巴黎萨克雷大学，法国国家科学研究中心）
利用复几何代数框架，将Pauli群和Clifford群重新表述为刀片群和转子乘积，并设计贪心Pauli转子分解算法，实现Clifford算子的紧凑分解，同时给出Clifford+T通用集的几何解释。
2026-07-15 quant-ph
