Quantum analog of resource theory of stinginess
Ujjwal Sen
我们提出了一个资源理论的吝啬，首先在一个经典的情况下，然后，指向一个可能的量子版本相同。
We present a resource theory of stinginess, first in a classical scenario, and then, point to a possible quantum version of the same.
机构、总结、中文摘要均由AI分析而来，可能存在错误，请以论文正文为准。
继续探索
Thermodynamical analogues in quantum information theory
量子信息理论的第一步是确定纠缠是一种有价值的资源。下一步是学习如何有效地利用这些资源。我们学习如何有效地利用纠缠应用类似的物理概念。这些概念包括可逆性，熵，以及密集量和广泛量之间的区别。我们讨论了其中的一些类似物，并展示了它们如何导致纯态纠缠的测量。我们还问这些类似物是否比类似物更多，并注意到，通常，纠缠熵是量子熵。
Constant Depth Digital-Analog Counterdiabatic Quantum Computing
本研究提出了一种数字-模拟量子计算方法，通过恒定深度电路实现高效反迪阿布拉特协议，提升量子态准备的资源效率。
Hamiltonian Learning and Certification Using Quantum Resources
近年来，量子模拟已经取得了长足的进步，最终在现有超级计算机无法轻易模拟的情况下进行实验。虽然这提高了专用模拟量子模拟器能够执行现有计算机无法执行的计算任务的可能性，但它也带来了一个重大挑战：证明量子模拟器实际上模拟了正确的量子动力学。我们提供了一个算法，在相对较弱的假设下，可以用来有效地推断一个大的，但不可信的量子模拟器使用可信的量子模拟器的哈密顿量。我们说明了这种方法的力量，通过数值计算表明，它可以廉价地学习大型挫折伊辛模型的哈密顿，证明量子资源可以使认证模拟量子模拟器易于处理。
Analog QAOA with Bayesian Optimisation on a neutral atom QPU
本研究提出利用中性原子量子处理器和贝叶斯优化实现类比QAOA，以高效解决最大独立集问题，并展示噪声缓解策略的有效性。
Generalized Quantum Stein's Lemma and Second Law of Quantum Resource Theories
本文通过发展替代技术在更少假设下证明了广义量子斯坦引理，从而重新建立并扩展了量子资源理论第二定律，使其适用于静态量子态资源和经典-量子信道表示的动力学资源，解决了热力学与量子信息理论之间的类比问题。
Experimental Implementation of a Qubit-Efficient Variational Quantum Eigensolver with Analog Error Mitigation on a Superconducting Quantum Processor
本文在超导量子处理器上实验实现了仅用一个transmon量子比特和一个光子量子比特的量子比特高效VQE，结合矩阵乘积态压缩和零噪声外推误差缓解，成功求解4自旋Ising模型基态能量，证明在最少量子资源下执行量子算法并有效抑制噪声的可行性。
The Resource Theory of Stabilizer Computation
最近关于容错门集合的非普适性的结果强调了资源状态（如魔态）对可扩展的通用量子计算的关键作用。在这里，我们开发了一个资源理论，类似于纠缠理论，稳定器代码的资源。我们引入了两个定量措施-单调-非稳定器资源的量。作为应用，我们给出了幻态蒸馏效率的绝对界。这些单调性之一是量子态的离散维格纳表示的负项之和，从而解决了一个长期悬而未决的问题，即准概率表示中的负性程度是否是量子行为的操作上有意义的指标。
On nonlocality as a resource theory and nonlocality measures
随着与设备无关的量子信息处理的出现，非局域性被认为是实现各种任务的资源。在纠缠理论的类比中，我们从这个角度来研究非定域性。为了做到这一点，我们详细分析了在这种情况下可以实现的操作，并且在这种情况下，非局部性不能增加。这为研究如何对非局部行为进行排序和量化提供了理论基础。最后，我们回顾了几个非局部性措施，并从这个角度讨论他们的有效性。
Resource assessment of classical and quantum hardware for post-quench dynamics
本研究评估了中性原子量子计算机在模拟后淬火动力学中的资源需求，显示其在能效上优于经典方法。
Hamiltonian simulation with explicit formulas for Digital-Analog Quantum Computing
提出一种数字-模拟量子计算方案，通过将任意两体哈密顿量表示为伊辛哈密顿量的局部酉变换之和（项数最多为系统大小的二次方），避免了预处理阶段的大规模数值优化，实现了多项式时间内的次优解。
Hierarchy of continuous-variable quantum resource theories
相干性和纯度（或非均匀性）的资源理论之间的联系是众所周知的离散变量，有限维，量子系统。我们建立连续变量系统，特别是高斯系统的类似结果。为此，我们定义了在固定能量下的最大相干性的概念，这是可以实现的能量保持幺正。我们表明，最大的高斯相干性（状态和操作需要是高斯）可以量化分析的相对熵。然后，我们提出了一个资源理论的非均匀性，考虑到纯度的量子态在固定的能量作为资源，并通过定义非均匀性单调。在高斯情况下，我们证明了高斯非均匀性和最大高斯相干性的相等性。最后，我们展示了连续变量系统中的非均匀性、相干性、不和谐性和纠缠性。
Digital-analog quantum simulation of fermionic models
本文提出一种数模量子算法，通过高效利用相干时间模拟一大类费米子Hamiltonians（包括一维Fermi-Hubbard模型），并利用低连通度架构实现特定模型，解决了量子多体系统模拟中资源指数增长及非局域相互作用难题。
Impact and mitigation of Hamiltonian characterization errors in digital-analog quantum computation
研究数字-模拟量子计算中哈密顿特征误差的影响，提出缓解误差的协议，为扩展到大规模系统提供理论支持。
Public and private resource trade-offs for a quantum channel
柯林斯和波佩斯库在经典和量子信息理论中的几个资源之间实现了一个强有力的类比。科林斯-波佩斯库类比指出，公共经典通信、私人经典通信和密钥之间的相互作用有点类似于经典通信、量子通信和纠缠的相互作用。本文讨论了噪声量子信道的情况下，这种类比的信息论处理。我们确定了一个量子信道与公共经典通信，私人经典通信和秘密密钥的无噪声资源相互作用的容量区域。然后，我们比较这个区域与经典的量子纠缠区从我们以前的努力，并明确观察纠缠的强相关性和缺乏一个超密集的编码协议在公共-私人-秘密密钥设置的信息理论的后果。该区域简化了几个现实的，物理动机的通道，如纠缠破坏通道，阿达玛通道，量子擦除通道，我们能够计算和绘制这些通道的几个例子的区域。
Interplay of resources for universal continuous-variable quantum computing
该研究在连续变量量子计算中发现新资源“辛相干性”，开发低辛相干性计算的高效经典模拟算法，确立其为通用性必要资源，并揭示其与非高斯性、纠缠的相互作用，类似离散变量中相干性、魔态、纠缠的关系。
Hybrid Analog Teleportation-Direct Transmission in Noisy Bosonic Channels
本研究提出了一种混合量子态传送与直接传输协议，通过在噪声量子通道中使用模拟前馈技术，优化了远距离量子态传输的效率。
Information as a resource in distributed quantum systems
一个新的范例分布式量子系统中的信息是一种宝贵的资源。在找到一个唯一的信息度量之后，我们构造了一个类似于纠缠理论的操纵方案。在这个方案中，两方提取局域态，而不是最大纠缠态。我们发现，令人惊讶的是，纠缠理论的主要工具是足够普遍的工作在这个相反的计划。在合理的假设下，我们证明了在局部信息集中的协议中必须丢失的信息量可以表示为与某些特殊状态集的相对熵距离。
Quantum criticality as a resource for quantum estimation
我们将量子临界系统作为量子估计中的一种资源，并推导出耦合参数的任何估计的精度的最终量子极限。特别地，如果L表示系统的大小，λ是驱动量子相变的相关耦合参数，我们表明，在临界点处的λ的估计相比于非临界情况下可以实现1/L阶的精度改进。我们发现，模拟结果保持在经典的相变的温度估计。结果说明了一个具体的例子，涉及一个费米子紧束缚模型与对创建（BCS模型）。
Superdense Coding in Resource Theory of Asymmetry
我们考虑一个任务，其中经典信息被编码到一个量子系统的操作限制的对称性。在此限制下，可以编码的经典信息的最大量，即受限经典信息容量，取决于系统的初始状态。我们的重点是一个非对称状态的容量是否可以严格大于任何对称状态，而后者是一个严格的正常数。也就是说，我们要问的是，超密集编码的模拟是否可以在不对称的资源理论中实现。我们证明了超稠密编码是可实现的当且仅当对称的酉表示是非阿贝尔的和可约的。从而给出了量子系统对称性的信息论分类。
Efficient Fidelity Estimation of General Quantum Resource States via Clifford Circuits
提出基于 Clifford 门和 Pauli 测量的 Bell-相干保真度估计（BCFE），实现最优样本复杂度 Θ(1/ε)，在 STAR 架构中比 DFE 节省约 27 倍资源，支持容错量子计算的高效资源基准测试。
Constructing monotones for quantum phase references in totally dephasing channels
对量子操作的限制导致了资源理论。对于与两方之间的群G相关联的变换，完全缺乏共享的参考系等效于实际上在两方之间具有不变通道和对应的超选择规则。与不存在参考系相关联的资源被称为“帧性”或“不对称性”。“我们证明了纯二分态的任何纠缠单调都可以被适配为相位不变通道的纯态框架单调[等价于U（1）超选择规则]，并通过凸屋顶扩展扩展到混合态的情况。作为应用，我们构造了一般有限维Hilbert空间的U（1）框架的并发单调族.此外，我们研究了类似于形成纠缠的混合态的“形成框架”。在一个量子比特的情况下，我们表明，它可以表示为一个解析函数的并发类似于伍特斯公式的纠缠形成。我们的研究结果突出了纠缠和框架资源理论之间的深层联系。
Classical wave-optics analogy of quantum information processing
基于经典波动光学，讨论了一个用于量子信息处理的模拟模型系统。模型系统被应用到三个例子，涉及三个量子比特：（{ \em i}）三粒子Greenberger-Horne-Zeilinger纠缠，（{ \em ii}）量子隐形传态，和（{ \em iii}）一个简单的量子纠错网络。结果表明，该模型系统能够成功地模拟出纠缠态的大部分特性，但不能模拟出量子非局域性。对经典模拟能被推进多远的研究表明，{ \em量子非定域性}是量子计算机的基本组成部分，甚至比纠缠更重要。量子计算机的经典模拟所需的指数资源的众所周知的问题，也与纠缠的非局域性质有关，而不是与状态向量的不可因式分解有关。
On the importance of scalability and resource estimation of quantum algorithms for domain sciences
量子信息科学界已经看到了跨越科学领域的新算法发展的激增。这些发展已经证明了多项式或更好的计算和空间复杂性的改进，激励了该领域的进一步研究。然而，尽管最近取得了进展，但许多工作未能提供对算法可扩展性或所需量子资源的定量估计-例如，逻辑量子比特数、错误阈值等--以实现高度追求的“量子优势”。“在本文中，我们讨论了几种量子算法，并激发了这种估计的重要性。通过例子和简单的缩放假设下，我们近似的计算期望的未来量子设备的高能物理模拟算法，以及它如何比较其经典的模拟。我们断言，一个标准的蜡烛是必要的索赔量子优势。
Mathematical methods for resource-based type theories
随着现在提供的各种量子编程语言，这些语言的有效程序验证和类型检查提出了挑战-特别是当经典调试技术可能影响量子程序中的状态时。在这项工作中，我们取得进展的程序验证方法，使用操作量子力学和资源理论的形式主义。我们提出了一个逻辑框架，捕捉两个数学方法的基础上monoid（代数）和monoidal类别（分类）的资源理论。我们开发了这个框架的语法作为一个直观的微积分，并证明了健全性和完整性的代数和分类语义，恢复这些方法。我们还提供了一个削减消除定理，规范形式，并模拟Lambek的提升定理多项式系统的逻辑。使用这些方法以及Curry-Howard-Lambek对应程序，证明和类别，这项工作为一些基于资源理论的框架的类型检查器奠定了数学基础，并有可能将其扩展到其他量子编程语言。
Digital-Analog Quantum Computation with Arbitrary Two-Body Hamiltonians
提出利用任意两体源哈密顿量与单量子比特门的数字-模拟量子计算新方案，以 O(n^2) 个正时间模拟块实现目标哈密顿量，并用贝叶斯优化结合梯度下降使小系统性能提升约55%。
Hidden correlations in indivisible qudits as a resource for quantum technologies on examples of superconducting circuits
我们证明了非复合量子系统的密度矩阵态满足次可加性条件、强次可加性条件和Araki-Lieb不等式等熵和信息关系，它们刻画了与这些不可分系统相关的观测量的隐量子关联.我们得到这些关系采用一个特定的映射的熵不等式已知的密度矩阵的多量子系统的密度矩阵的单量子系统的不等式。我们给出了任意Hermitian NxN-矩阵的数学不等式形式的关系。我们考虑超导量子位和量子位的例子。我们讨论了单量子态中隐藏的关联作为量子技术的一种新资源，类似于多量子态中与纠缠相关的已知资源。
How Quantum is the Speedup in Adiabatic Unstructured Search?
在经典计算中，模拟方法有时看起来比实际上更强大。当资源，特别是精度，没有得到适当考虑时，就会出现这种情况。虽然模拟量子计算也应该如此，但分析中往往忽略了精度问题。在这项工作中，我们提出了一个经典的模拟算法的非结构化搜索，可以被视为类似于量子绝热非结构化搜索算法设计的罗兰和Cerf [物理修订A 65，042308（2002）]。我们表明，类似于它的量子对应物，经典的建设也可以提供一个二次加速比标准的数字非结构化搜索。我们讨论了绝热量子计算的背景下，这一结果的意义和可能的影响。
Conditional disclosure of secrets with quantum resources
本文系统研究量子版秘密条件披露原语CDQS，建立其纠缠与通信下界等基本性质，并揭示其对$f$-routing量子位置验证方案安全性的意义。
Measurement-based classical computation
基于测量的量子计算（MBQC）是量子计算的一种模型，其中计算通过对多量子位量子态的自适应单量子位测量来进行。它在计算上等效于电路模型。然而，与电路模型不同的是，它的经典模拟很少被研究。在这里，我们提出了一个经典的模拟MBQC的计算复杂性提出了丰富的结构。为了做到这一点，我们确定了量子计算的统一家族（改进了Bremner，Jozsa和Shepherd在Proc. R. Soc.A467，459（2011）），其输出可能难以经典地精确模拟（采样）。我们证明，这些电路家庭可以有效地实现在MBQC模型没有自适应测量，从而可以实现在一个经典的模拟MBQC的资源状态是一个概率分布，已创建量子力学。这样的态（根据定义）不违反贝尔不等式，但当用作计算资源时却表现出非经典性--这是它们量子起源的印记。
Acausal measurement-based quantum computing
在基于测量的量子计算中，由于量子比特上的测量角度必须依赖于先前的测量结果以校正副产物算子的影响，因此在资源状态的量子比特之间存在自然的“因果锥”。如果我们尊重无信号原则，副产品运营商就无法避免。本文利用过程矩阵框架[O。Oreshkov，F. Costa和C. Brukner，Nature Communications { \bf 3}，1092（2012）]。我们构造了一个基于非因果测量的量子计算的资源处理矩阵。资源处理矩阵是基于因果测量的量子计算的资源状态的模拟。我们发现，资源处理矩阵是（到一个归一化因子和平凡的辅助量子比特）等价的装饰图状态从相应的因果测量为基础的量子计算的图形状态。
Resource theories of quantum channels and the universal role of resource erasure
我们开始系统地研究量子信道的资源理论，即量子系统通过完全正映射所经历的动力学，抽象地说：资源原则上是从一个量子系统到另一个量子系统的所有映射，但有些映射被认为是自由的。自由映射被假定满足某些公理，其中包括张量积下的闭包、单位映射下的合成和自由性（后两者说自由映射形成幺半群）。自由地图简单地通过张量积和合成作用于资源。这推广了量子态的资源理论，并取消了资源（态）和自由映射之间的区别，自由映射作用于前者，只留下映射，分为资源满和资源无。讨论了信道资源量化的公理化框架，给出了构造信道资源单调性的两种一般方法。此外，我们表明，在温和的正则性条件下，每个资源理论的量子信道有一个独特的单调性，鲁棒性（及其平滑版本），推广了类似的概念，在资源理论的状态。我们给出了一个可操作的解释的日志鲁棒性的随机可逆自由映射，有效的资源理论的量子信道广泛的类擦除资源所需的散热量（随机性）。从技术上讲，这是基于最近的凸分裂引理的抽象版本，从量子态的原始域扩展到具有足够良好行为的基范数的有序向量空间（包括具有菱形范数或其变体的量子信道的情况）。最后，我们对渐近理论中的几个关键问题进行了评述。
Analog Quantum Phase Estimation with Single-Mode Readout
提出模拟量子相位估计协议，利用连续时间演化和单模腔测量提取哈密顿量本征能量，避免深度电路，并在电路QED架构中实现XY模型的aQPE，提供资源高效可扩展的框架。
Digital-Analog Quantum Computation
数字量子计算范式提供了高度期望的特征，诸如通用性、可扩展性和量子纠错。然而，在NISQ设备的当前时代，实现有用的纠错量子算法的物理资源要求是禁止的。作为执行通用量子计算的另一种途径，在NISQ时代的限制内，我们建议将数字单量子位操作与模拟多量子位纠缠块合并在一种我们称为数模量子计算（DAQC）的方法中。沿着这些路线，虽然该技术可以扩展到任何资源，我们建议使用由无处不在的伊辛哈密顿模拟纠缠块产生的幺正，我们证明了它的普遍性质。我们构造显式DAQC协议的任意非均匀伊辛，两体，和$M$体自旋哈密顿动力学的有效模拟通过单量子位门和固定的均匀伊辛哈密顿。此外，我们比较了一种顺序方法，其中相互作用被打开和关闭（逐步~DAQC）与一种总是打开的多量子位相互作用，其中穿插着快速的单量子位脉冲（撞击DAQC）。最后，我们进行了数值测试比较纯数字方案与DAQC协议，后者表现出显着更好的性能。所提出的DAQC方法结合了模拟量子计算的鲁棒性和数字方法的灵活性。
The Resource Theory of Quantum States Out of Thermal Equilibrium
热力学的思想在量子信息理论的背景下已经证明是富有成果的，特别是当系统的允许变换受到限制时，系统的某些状态就变成了有用的资源，人们可以用它来准备以前无法达到的状态。在这个意义上，纠缠理论可能是最著名和最容易理解的资源理论。在这里，我们回到热力学的基本问题，利用量子信息理论中发展起来的资源理论的形式主义，并表明热力学的自由能自然地从能量守恒变换的资源理论中出现。具体地说，自由能量化了当仅使用可逆能量保持变换和固定温度下的热浴时，可以从量子系统的渐近多个副本中提取的有用功的量。自由能还量化了资源状态可以可逆地渐进地相互转换的速率，只要在能级上的相干叠加的次线性量是可用的，这种情况类似于纠缠稀释所需的经典通信的次线性量。
Minimal resource to design spin-based quantum transistors
设计经典计算机的量子模拟器件是量子信息处理器的核心。从这个意义上说，对于量子器件，量子晶体管被认为与经典器件的经典晶体管一样必要。在本文中，我们设计了最小的自旋量子晶体管。事实上，以前的方案都是利用量子态来模拟量子晶体管门的性能（打开和关闭），而在本文中，我们证明了在一个三自旋量子系统中，这种任务可以通过一个可控的外部磁场来实现。因此，我们可以减少设计量子晶体管所需的物理自旋数量，因为我们的晶体管中的栅极由单自旋系统组成，而不是双自旋系统。为了分析我们的量子晶体管的性能，我们考虑了它对两种退散环境的鲁棒性。
Analog quantum simulation of chemical dynamics
超快化学反应很难模拟，因为它们涉及纠缠的多体波函数，其计算复杂性随着分子尺寸的增加而迅速增长。在光化学中，玻恩-奥本海默近似的崩溃通过纠缠原子核和电子的自由度而使问题进一步复杂化。在这里，我们表明，模拟量子模拟器可以有效地模拟分子动力学使用常用的玻色子模式来表示分子振动。我们的方法可以在任何设备中实现，其中qudit可控地耦合到玻色子振荡器，并且量子硬件资源随分子大小线性缩放，并且与数字量子模拟算法相比，提供了显著的资源节省。我们的方法的优点包括时间分辨率的数量级优于超快光谱，能够模拟大分子与有限的硬件使用铃木-特罗特膨胀，并能够实现现实的系统浴相互作用，每个模式只有一个额外的相互作用。我们的方法可以用当前的技术实现;例如，吡嗪中的锥形交叉可以使用单个捕获离子来模拟。因此，我们预计我们的方法将使经典的棘手的化学动力学模拟在短期内。
Convex resource theory of non-Gaussianity
在量子光学中实现的连续变量系统在量子信息处理中起着重要的作用，也是可扩展量子计算机的候选对象之一。我们介绍了一个资源理论的连续变量系统相关的通用量子计算。在我们的理论中，容易实现的操作-高斯操作结合前馈-被选为自由操作，使高斯状态的凸包自然的自由状态。由于我们的自由操作和自由态不能进行普适量子计算，真正的非高斯态--不在高斯态凸包中的态--是普适量子计算和自由操作的必要资源态。我们引入了一个单调的量化资源状态的真正的非高斯性，在类似的稳定器理论。我们的资源理论的一个直接应用是约束真正的非高斯状态之间的转换率。最后，我们给出了一个协议，概率蒸馏真正的非高斯性-增加真正的非高斯性的资源状态-只使用自由操作和后选择高斯测量，我们的理论给出了一个上限的蒸馏率。特别是，相同的协议允许立方相态的蒸馏，当与自由操作结合时，这使得通用量子计算成为可能。
Scalable quantum resources with short-range interacting spin-$\frac12$ chains
本文通过一轴扭曲动力学生成多体纠缠和贝尔相关性，展示两种自旋-1/2链模型在对称子空间中产生有效非线性，生成可用于计量的自旋压缩态和Greenberger-Horne-Zeilinger相干性，从而违反多体贝尔不等式。
Quantification of quantum dynamics with input-output games
围绕资源理论的最新发展已经表明，相对于无资源对象的凸（和紧凑）集合，任何量子态或测量资源分别在定制的子信道或状态鉴别任务中提供优势。在这里，我们证明了一个类似的，更一般的结果在动态量子资源的情况下也是正确的，即，渠道和工具。在我们考虑的场景中，与资源相关联的任务是输入输出游戏。资源在这些游戏中提供的优势自然由广义鲁棒性度量来量化。我们通过将其应用于广泛的示例集合来说明我们的方法，包括经典和测量和准备通道，测量和通道不兼容性，LOCC操作和转向，以及讨论其对其他资源的适用性，例如，量子热力学最后，我们表明，我们的方法推广到高阶动力学，它可以用来，例如，见证因果性质的超映射。
Gottesman-Knill Limit on One-way Communication Complexity: Tracing the Quantum Advantage down to Magic Resources
研究证明，使用素维量子系统进行单向通信协议可通过经典系统模拟，揭示魔法资源是量子优势的关键因素，并展示最小魔法资源在通信协议中的高效应用。
Toward Mixed Analog-Digital Quantum Signal Processing: Quantum AD/DA Conversion and the Fourier Transform
本文提出混合模数量子信号处理新范式，实现量子态在DV与CV系统间的模数转换，并据此在CV-DV硬件上实现量子傅里叶变换，推动混合量子计算发展。
A Unifying Framework for Spatial and Temporal Quantum Correlations
在不同时间对单个量子系统的测量揭示了丰富的非经典关联，类似于在空间分离的多体系统中观察到的那些。在这里，我们介绍了一个理论框架，统一的时间，空间和时空资源的量子关联的描述。我们确定，并通过实验证明简单的情况下，域之间的精确映射是可能的。然后，我们识别任意情况下的相关资源，其中并非所有空间量子态都对应于过程，并且并非所有时间测量都具有空间模拟。这些结果为系统地探索多点时间相关性作为量子信息处理的强大资源提供了一个起点。
Digital-Analog Quantum Simulations Using The Cross-Resonance Effect
数字模拟量子计算旨在通过用由系统的底层哈密顿量生成的幺正变换替换单量子比特和双量子比特门的序列来减少近期量子信息处理所需的当前不可行的资源需求。受这种范式的启发，我们考虑超导体系结构和扩展的交叉共振效应，在微扰理论的一阶，从一个两个量子位相互作用的模拟哈密顿作用在一维链和二维正方形晶格，在一个适当的参考系，结果在一个纯粹的两个本地哈密顿。通过用单量子比特门来增强模拟哈密顿动力学，我们展示了如何生成更大种类的不同模拟哈密顿。然后，我们合成酉序列，其中我们根据需要在各种模拟哈密顿之间切换，模拟伊辛，$XY$和海森堡自旋模型的动力学。我们的动力学模拟是特罗特误差的伊辛和$XY$模型在1D。我们还表明，2D $XY$和1D海森堡链的特罗特误差减少，相对于数字分解，由一个常数因子。为了实现这些重要的近期加速，我们讨论了需要准确地表征和校准我们的模拟哈密顿量用于量子模拟的实际考虑。最后，我们讨论了如何可以扩展的哈密顿切换技术，以获得新的模拟哈密顿，这可能是使用更复杂的数字-模拟量子模拟的各种模型的相互作用的自旋。
Can bipartite classical information resources be activated?
非可加性是量子信息理论的显著特征之一：量子对象的组合使用可能比它们单独使用的总和更有利。非加性效应已被证明，例如，量子信道容量，纠缠蒸馏或状态估计。在这项工作中，我们考虑是否可以在经典信息理论中找到非加性效应。我们工作在秘密密钥协议的情况下，两个诚实的当事人，有机会获得相关的经典数据，也相关的窃听者，目的是蒸馏的秘密密钥。利用纠缠和秘密密钥协商方案之间的类比，我们提供了一些证据，秘密密钥率可能是一个非加性的量。特别是，我们表明，相关性与约束信息成为秘密密钥可验证的组合时。我们的结果构成了一个新的例子之间的微妙关系的纠缠和秘密密钥协议的情况。
Communication, Dynamical Resource Theory, and Thermodynamics
最近，通过共同研究传播和资源理论，获得了新的见解。这种相互作用因此成为跨学科研究的潜在平台。为了继续这条路线，我们分析了动力资源在通信设置中的作用，并进一步将我们的分析应用于热力学。首先，我们研究了经典的通信场景的约束下，一个给定的资源，在这个意义上说，信息处理通道是无法提供额外的资源量。我们表明，一次性的经典容量是上界的资源可分配性，这是一个衡量的能力，以保持资源。当资源不对称时，进一步得到了下界。作为一个应用程序，出乎意料的是，根据最近研究的热化模型，我们发现，最小的浴大小需要热化所有输出的吉布斯保持相干湮灭通道的上限其一次性经典容量。当通道是相干非生成时，上界由相干可扩展性和通道的非相干版本的浴大小的总和给出。在这个意义上，浴的大小可以被解释为传递经典信息的热力学成本。这一发现提供了朗道原理的动力学模拟，因此在经典通信和热力学之间架起了桥梁。作为另一个含义，我们表明，在两部分环境中，即使两个局部系统完全热化，经典相关的局部浴室也可以进行经典通信。因此，热化可以通过仅访问经典相关性作为资源来传输信息。我们的研究结果表明，跨学科的应用，使动态资源理论。
Digital-Analog Counterdiabatic Quantum Optimization with Trapped Ions
本文提出了一种基于囚禁离子的数字-模拟反常量子算法，通过结合模拟和数字门，减少电路深度并提升优化问题的求解效率。
Tight bound for the total time in digital-analog quantum computation
针对数字-模拟量子计算（DAQC）中实现任意酉操作所需的总时间，给出了与耦合数线性相关的紧界，为量子模拟和算法的时间资源估计提供了精确依据。
A competitive game whose maximal Nash-equilibrium payoff requires quantum resources for its achievement
虽然众所周知，共享的量子纠缠可以为远程代理组的一些纯粹合作任务提供改进的解决方案，但关于量子游戏在竞争环境中的合法性仍然存在争议-特别是，它们是否提供超越使用经典资源所能实现的任何优势。我们构建了一个竞争性的游戏，四个球员之间的少数民族游戏的最大纳什均衡的回报时，发挥适当的量子资源大于通过经典手段，假设一个本地隐藏变量模型。这个博弈是以类似于贝尔不等式的方式构造的。这一结果对于确认量子博弈的合法性非常重要。
Classical Optical Analogue of Quantum Discord
本文利用经典光中拉盖尔-高斯光束的空间模式与双量子比特态的类比，首次概念验证性地实现了量子失谐的经典类比，并通过理论与实验强度分布对比验证了方法的有效性。
Simulating open-system molecular dynamics on analog quantum computers
本研究提出利用模拟量子模拟器的本征耗散和可控耗散来模拟开放系统分子动力学，通过混合qudit-boson编码在Lindblad形式下实现多种耗散过程，比经典和数字方法更节省量子资源。
Enhancing Quantum Annealing in Digital-Analog Quantum Computing
本文提出在DAQC框架中用量子门嵌入量子退火电路，借助不同退火设置下两状态内积虚部评估状态，从而在特定退火时间范围内提升组合优化性能。
A full-stack analog optical quantum computing platform with one hundred inputs
本文提出一个基于连续变量全栈架构的高-speed可编程高斯量子计算平台，具备100个输入，通过多输入多步传送和量子态可编程路由展示了系统性能，为大规模光神经网络发展提供测试平台。
Analog Quantum Simulation of Coupled Electron-Nuclear Dynamics in Molecules
本文提出了一种基于类比映射的量子模拟方法，用于在预BO框架下模拟分子振动光谱动力学，实现了在近期量子设备上精确处理电子-核动力学的可行性。
Negative Quasi-Probability as a Resource for Quantum Computation
量子信息中的一个核心问题是确定量子计算加速，特别是容错量子计算所需的最小物理资源。我们建立了一个显着的连接之间的潜在的量子加速和发病的负值在一个杰出的准概率表示，离散模拟的维格纳函数的量子系统的奇数维。这种连接使我们能够解决一个悬而未决的问题上存在的约束状态的魔态蒸馏：我们证明了存在混合状态的稳定状态，不能蒸馏到非稳定目标状态的稳定操作的凸包外。我们还提供了一个有效的模拟协议Clifford电路，扩展到一个大类的混合状态，包括绑定的普遍状态。
Superconducting Circuit Architecture for Digital-Analog Quantum Computing
提出了一种适用于数模量子计算（DAQC）的超导电路结构，该结构基于增强的最近邻相互作用NISQ族。DAQC巧妙地使用了数字步骤（单量子比特旋转）和模拟块（参数化多量子比特操作），以超越数字量子计算算法。我们的设计包括超导量子干涉器件（SQUID）耦合的超导电荷量子比特链。使用磁通量控制，我们可以激活/去激活交换相互作用、双激励/去激励等。作为一个典型的例子，我们提出了一个有效的模拟的$\ell\times h$费米子晶格（与$2<\ell \leq h$），只使用$2(2\ell+1)^2+24$模拟块。所提出的架构设计在当前使用超导电路进行量子计算的实验装置中是可行的，从而以更少的资源为有用的量子优势打开了大门。
Quantum digital-to-analog conversion algorithm using decoherence
我们考虑将量子寄存器上编码的数字数据并行映射到模拟幅度的问题。它被证明是不可能的，一个完全酉多项式时间量子算法存在于这个问题; NP成为一个子集的BQP，如果它存在。从实用的角度出发，我们提出了一种利用量子退相干的非幺正线性时间算法。它默认地使用了一个指数级的物理资源，通常是大量相同的分子。对算法过程中出现的相关性进行了讨论。
Neuromorphic computing with a single qudit
利用量子资源加速计算任务是一个广泛追求的目标，目前受到与多体量子系统的高保真控制相关的挑战的限制。水库计算的范例提出了一个有吸引力的替代方案，特别是在嘈杂的中间尺度量子时代，因为不需要控制内部系统状态和动态知识。相反，通过大型状态空间的复杂的、无监督的内部轨迹被用作计算资源。量子系统为水库计算提供了一个独特的场所，因为存在类似经典系统中不可用的相互作用，以及随着物理系统大小呈指数增长的计算空间的潜力。在这里，我们考虑一个水库组成的一个单一的qudit（$d$维量子系统）。我们证明了一个强大的性能优势相比，一个类似的经典系统伴随着一个明确的改善与希尔伯特空间维度的两个基准任务：信号处理和短期记忆能力。Qudit水库直接由当前时代的量子硬件实现，提供即时的实际实施，并在更大的系统中提高性能的前景看好。
When Recall Fails, Discord Remembers: A Quantum Analogue of Kuhn's Theorem
本文证明在不完美回忆的扩展型博弈中，利用非零 discord 的可分量子态局部测量，行为量子策略可替代策略记忆并恢复经典设定中丢失的协调，揭示了量子 discord 是超越经典极限的最小稳健资源。
Quantum Analog-to-Digital Converter for Phase Estimation
本研究实现首个用于量子计量学的量子模数转换器，采用先进光子平台和机器学习优化噪声，其数字相位估计协议可超越标准量子极限，为量子数字估计策略开辟新视角。
When quantum resources backfire: Non-gaussianity and symplectic coherence in noisy bosonic circuits
本文提出位移传播算法，揭示在噪声环境下非高斯性和辛相干可能使玻色电路更易被经典模拟，挑战了传统对量子优势的理解。
扫码添加微信好友，提出您的宝贵建议 👇
💡 备注请填写：网站反馈
发表机构由 AI 从论文文本抽取，如发现错误，欢迎反馈修正建议。