Low bit-flip rate probabilistic error cancellation
针对 cat-qubit 的位翻转噪声偏置，本文提出保持偏置的低比特翻转率 PEC 方案，使采样开销随电路深度指数下降，并在量子机器学习电路中验证其近期实用性。
2025-06-10 quant-ph
Testing and Diagnosing Parameter Miscalibration in Probabilistic Error Cancellation via Direct Fidelity Estimation
Technical University of Munich（慕尼黑工业大学）；BMW Group（宝马集团）；Munich Center for Quantum Science and Technology (MCQST)（慕尼黑量子科学与技术中心）
本文提出利用直接保真度估计测试概率误差消除中的参数误校准，并诊断参数高估或低估方向，同时通过纯度测量和双副本程序进一步确定误校准方向及与理想态的距离。
2026-09-14 quant-ph
Variational quantum algorithms with invariant probabilistic error cancellation on noisy quantum processors
Shishan Laboratory, Nanjing University（南京大学石崑实验室）；Jiangsu Key Laboratory of Quantum Information Science and Technology, Nanjing University（南京大学量子信息科学与技术江苏省重点实验室）；Synergetic Innovation Center of Quantum Information and Quantum Physics, University of Science and Technology of China（中国科学技术大学量子信息与量子物理协同创新中心）；Hefei National Laboratory（合肥国家实验室）；Department of Modern Physics, School of Physical Sciences, University of Science and Technology of China（中国科学技术大学物理学院现代物理系）；Shenzhen Institute for Quantum Science and Engineering, Southern University of Science and Technology（南方科技大学量子科学与工程研究院）；International Quantum Academy（深圳国际量子学院）；Guangdong Provincial Key Laboratory of Quantum Science and Engineering, Southern University of Science and Technology（南方科技大学广东省量子科学与工程重点实验室）；Shenzhen Key Laboratory of Quantum Science and Engineering, Southern University of Science and Technology（南方科技大学深圳市量子科学与工程重点实验室）
针对含噪声量子处理器上变分量子算法（VQAs）因噪声导致的偏差和迭代困难，提出结合概率错误消除（PEC）与量子近似优化算法（QAOA）的不变采样电路策略及自适应部分PEC技术，实验降低采样成本90.1%，实现高效收敛并增强逃离局部最小值能力。
2025-06-08 quant-ph
MLIR for Quantum Beyond Gate Cancellation: Quantum Circuit Mapping Reimagined
Technical University of Munich（慕尼黑工业大学）；Munich Quantum Software Company GmbH（慕尼黑量子软件有限公司）
研究针对量子编译中计算密集型任务，如量子电路映射，在MLIR生态系统中探索不足的问题。核心方法是在MLIR中重实现A*搜索算法。主要贡献是提出MLIR原生蓝图，集成效果好且质量和运行时表现超越以往。
2026-07-07 cs.ET quant-ph
Note on the Universality of Parameterized IQP Circuits with Hidden Units for Generating Probability Distributions
本文针对参数化IQP电路生成模型，给出两个简单证明，说明通过引入隐藏单元（被迹除的量子比特）可使其边缘分布具备生成任意概率分布的普适性，且所需额外量子比特数量合理。
2025-04-08 quant-ph
Compilation-informed probabilistic logical-error cancellation
Quantum Research Center, Technology Innovation Institute（技术研究所量子研究中心）；Department of Mathematical Sciences, University of Copenhagen（哥本哈根大学数学科学系）
本文提出一种编译引导的量子错误缓解方案，结合准概率方法和编译信息，实现无偏噪声期望值估计，减少高精度计算的资源需求，为容错量子计算提供实用路径。
2026-10-09 quant-ph
Ensemble Engineering to Overcome Destructive Cancellation in Quantum Measurements
Purdue University（普渡大学）；North Carolina State University（北卡罗来纳州立大学）；National Center for Computational Sciences, Oak Ridge National Laboratory（橡树岭国家实验室国家计算科学中心）
针对NISQ设备中均匀集成导致的相消干涉问题，提出通过量子集成工程将采样分布编码到量子态中，利用两种电路实现结构对齐，在IBM量子处理器上实验验证了工程集成能揭示被均匀平均抑制的算符分辨贡献。
2026-10-20 quant-ph
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。
2015-12-28 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
CV4Quantum: Reducing the Sampling Overhead in Probabilistic Error Cancellation Using Control Variates
针对拟概率分解（QPDs）在概率误差消除（PEC）等应用中采样开销指数增长的问题，提出CV4Quantum方法，借鉴控制变量方差减少技术，实验显示超50%的PEC估计中样本量减少超50%，为降低QPDs计算开销提供新途径。
2025-02-12 quant-ph
Further improvements to stabilizer simulation theory: classical rewriting of CSS-preserving stabilizer circuits, quadratic form expansions of stabilizer operations, and framed hidden variable models
Steklov Mathematical Institute of Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院斯特克洛夫数学研究所）；Russian Quantum Center（俄罗斯量子中心）；Moscow Institute of Physics and Technology（莫斯科物理技术学院）；National University of Science and Technology “MISIS”（国立科技大学“米西斯”）
本文提出通过经典重写和二次型扩展改进稳定子电路模拟理论，揭示CSS保持操作的非上下文隐变量模型，并发展参考框架理论以高效模拟稳定子电路。
2026-03-13 quant-ph
Quantum crosstalk cancellation for fast entangling gates and improved multi-qubit performance
用超导人造原子建造的量子计算机已经突破了经典计算机的极限。虽然这些人造原子的最低能量状态作为量子位的基础，但更高的能级既导致了许多有吸引力的门方案，也产生了不希望的相互作用。特别地，当耦合这些原子以产生纠缠时，更高的能级导致计算能级的偏移，这导致不需要的$ZZ$量子串扰。在这里，我们提出了一种新的技术来操纵的能级，并通过耦合量子位上的同时交流斯塔克效应减轻这种串扰。这打破了量子位-量子位耦合和串扰之间的基本僵局，导致90 ns的CNOT，门误差为（0.19 $\pm$ 0.02）$\%$，并演示了具有固定耦合单结transmon量子位的新型CZ门。此外，我们显示了一个明确的改善电路性能的串扰消除超过7个量子位，证明了该技术的可扩展性。这项工作为超导硬件铺平了道路，它具有更快的门和大大改善的多量子位电路性能。
2021-06-01 quant-ph
Implementation and Learning of Quantum Hidden Markov Models
本文利用量子信道理论给出量子隐马尔可夫模型的酉表征，实现为带中间测量的量子电路，并证明其比经典HMM更紧凑、更具表达力，同时提出两种学习算法。
2025-02-26 quant-ph
Efficient ancilla-free reversible and quantum circuits for the Hidden Weighted Bit function
隐权位函数在经典计算模型的研究中起着重要的作用。一个共同的信念是，这个功能是指数难以实现可逆的辅助电路，即使引入少量的辅助电路允许一个非常有效的实现。在本文中，我们反驳了指数硬度猜想，通过开发一个多项式大小的可逆无辅助电路计算隐藏的加权位函数。我们的电路大小为$O(n^{6.42})$，其中$n$是输入位数。我们还表明，隐藏的加权位函数可以计算的量子辅助电路的大小$O(n^2)$。所采用的技术工具来自理论计算机科学（巴林顿定理）和物理学（费米哈密顿的模拟）技术的结合。
2020-07-10 cs.CC cs.ET quant-ph
Quantum simulation of nanographenes and Trotter error cancellation
Niels Bohr Institute, University of Copenhagen（哥本哈根大学尼尔斯·玻尔研究所）；Nano-Science Center and Department of Chemistry, University of Copenhagen（哥本哈根大学纳米科学中心与化学系）；Riverlane；School of Mathematical and Physical Sciences, University of Sheffield（谢菲尔德大学数学与物理科学学院）
本文研究了纳米石墨烯π体系的量子模拟，分析了Trotter误差的大小，并发现通过误差消除可显著减少量子相位估计所需的电路深度。
2026-05-15 quant-ph
Locality and Error Mitigation of Quantum Circuits
在这项工作中，我们研究和改进两个领先的误差缓解技术，即概率误差消除（PEC）和零噪声外推（ZNE），估计本地观测值的期望值。对于PEC，我们引入了一个新的估计，考虑到光锥的酉电路相对于一个目标的本地可观察。给定一个固定的误差容限，新的估计器的采样开销可以比标准PEC估计器小几个数量级。对于ZNE，我们还使用光锥参数来建立一个误差界限，该误差界限密切捕捉外推后仍然存在的偏差的行为。
2023-03-11 quant-ph
Emergent Bifurcations in Quantum Circuit Stability from Hidden Parameter Statistics
Dankook University（檀国大学）
研究揭示量子电路稳定性受隐藏参数统计影响，通过分析发现电路分属稳健与脆弱类别，揭示小角度门对功能的关键作用，为设计抗压缩量子算法提供新思路。
2025-08-14 cond-mat.stat-mech quant-ph
MoSAIC: Scalable Probabilistic Error Cancellation via Variational Blockwise Noise Aggregation
University of California Santa Barbara（加州大学圣塔芭芭拉分校）
MoSAIC通过变分分块噪声聚合实现可扩展的概率误差消除，减少采样成本并提升大规模量子实验的准确性。
2026-03-27 quant-ph
Exact Hidden Markovian Dynamics in Quantum Circuits
本文构造了具有精确隐马尔可夫子系统动力学的可解非可积量子电路，利用影响矩阵方法将全局系统对子系统的影响解析为时间局域量子信道，从而实现对任意演化时间局域观测量的精确计算。
2024-11-20 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el nlin.SI
Quantum Circuit Synthesis Using an Exact T Library
University of California, Los Angeles（加利福尼亚大学洛杉矶分校）；École Polytechnique Fédérale de Lausanne（洛桑联邦理工学院）
本文提出一种精确T库方法，通过规范布尔函数并预计算T最优实现，有效降低T门数量，提升加密模块性能。
2026-05-14 quant-ph
Error mitigation for partially error-corrected quantum computers
针对部分纠错量子计算机，提出基于信道凸组合电路的错误缓解方法，利用逻辑辅助量子比特在时空权衡下将采样复杂度降至 $O(1)$，并证明其在开放量子系统模拟中能显著减少门数量。
2025-10-13 quant-ph
Unveiling a Hidden Percolation Transition in Monitored Clifford Circuits: Inroads from ZX-Calculus
Bar-Ilan University（巴伊兰大学）；Cornell University（康奈尔大学）
研究通过ZX-图演算分析Clifford电路中的测量诱导相变，发现隐藏的渗流相变与经典渗流理论一致。
2025-07-02 cond-mat.dis-nn cond-mat.str-el quant-ph
Zeno-Enhanced Probabilistic Error Cancellation with Quantum Error Detection Codes
Tsinghua University（清华大学）；Frontier Science Center for Quantum Information（量子信息前沿科学中心）；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）
本文提出一种结合量子误差检测码与概率误差消除的方法，通过后选择将物理噪声映射为更弱的逻辑通道，并应用概率误差消除处理残留通道，从而在不需实时解码的情况下降低采样开销。
2026-10-14 quant-ph
Quantum error mitigation for parametric circuits
减少误差对于现代量子计算机的应用至关重要。在目前的信中，我们研究量子误差缓解考虑参数电路可访问的经典计算在一定范围内的参数。我们提出了一种全局随机化误差抵消（GREC）方法，通过对附加随机化的量子线路的线性组合求和来减轻量子误差，所述量子线路的权重通过与参考经典可计算数据的比较来确定。我们以$n = 4$自旋反铁磁伊辛模型为例说明了这种方法的性能。
2021-12-06 hep-lat quant-ph
Term Grouping and Travelling Salesperson for Digital Quantum Simulation
通过计算哈密顿量的时间演化来进行量子动力学的数字模拟是量子计算最初提出的应用。然而，仿真哈密顿量的完整第二量子化形式所需的大量量子门使得这样的方法不适合于具有有限的导致高物理误差的门重复性的近期器件。此外，由非交换项引起的Trotter误差会累积并损害整个电路的保真度，从而导致算法误差。在本文中，我们提出了一个新的术语排序策略，最大通勤TSP（MCTSP），同时减轻算法和物理错误。首先，我们提高了Trotter保真度与以前提出的优化相比，通过重新排序泡利条款，并将它们划分为交换家庭。我们证明了这种方法的实用性，通过构建和评估量子线路，模拟不同的分子哈密顿，以及理论解释的保真度改善，从我们的长期分组方法。其次，我们描述了一种新的门取消技术，减少了高的门数制定的门取消问题作为一个旅行销售人员的问题，连同基准测试实验。最后，我们还提供了基准测试结果，证明了最大-通勤-TSP的综合优势，以减轻物理和算法的错误，通过量子线路模拟现实的噪声模型。
2021-03-12 quant-ph
Intensity modulation as a preemptive measure against blinding of single-photon detectors based on self-differencing cancellation
量子密钥分发作为保护数字时代通信基础设施的一种重要的密码原语正在兴起。但是，其实现安全性经常被行为偏离预期的组件所削弱。在这里，我们分析了自差分雪崩光电二极管，高速量子密钥分发的关键使能器，从连续波激光器发出的强光的响应。在不正确的设置下，由自差分电路引起的抵消会使探测器对单光子不敏感。然而，我们的实验表明，即使在这种情况下，强度调制可以作为一种有效的措施来恢复检测器的预期响应输入光。
2018-08-03 physics.ins-det quant-ph
Multilevel Circuit Optimization in Quantum Compilers: A Case Study
IBM Quantum Japan（IBM量子日本）；Quantum Computing Center, Keio University（庆应义塾大学量子计算中心）；Toyota Central R&D Labs., Inc.（丰田中央研发研究所）；Department of Applied Physics and Physico-Informatics, Keio University（庆应义塾大学应用物理与物理信息学系）
本研究提出量子编译器中的多级电路优化方法，通过逐级门集合降阶、简化与分解，以哈密顿量模拟电路为案例实现了CX门数量的二次方级减少，提供了电路优化的新思路。
2025-05-16 quant-ph
Accelerating adiabatic protocols for entangling two qubits in circuit QED
我们介绍了一种方法来加速绝热协议，用于在分散耦合到传输线的两个量子比特之间创建纠缠，同时保持高的量子数并保持控制错误的鲁棒性。该方法采用真正的绝热扫描，从简单的Landau-Zener驱动到边界消除方法和局部绝热驱动，并添加快速振荡以加速协议，同时消除不需要的过渡。我们比较我们的协议与现有的绝热方法在一个国家的最先进的参数范围，并显示出显着的收益。数值模拟强调，这种策略是有效的，也超越了行波近似，该方法是强大的控制参数和阻尼和退相干效应对随机静态偏差。
2019-04-09 quant-ph
A no-go theorem for sequential and retro-causal hidden-variable theories based on computational complexity
本文从计算复杂性角度提出新的不可行定理，证明序贯和基于后选择的逆因果隐变量理论无法覆盖量子电路采样的复杂度，排除了一大类隐变量理论，并讨论了规避该定理假设的可能途径。
2024-09-18 quant-ph
Optimizing Symmetry Informed Probabilistic Error Cancellation
Clarendon Laboratory, University of Oxford（牛津大学克拉伦登实验室）；IBM Research（IBM研究院）；Institute for Quantum Physics, University of Hamburg（汉堡大学量子物理研究所）
结合量子错误检测与概率误差消除，通过优化对称性测量配置，在GHZ态和费米-哈伯德模型中实现比单独PEC更准确、方差更低的估计。
2026-07-02 quant-ph
Limitations of probabilistic error cancellation for open dynamics beyond sampling overhead
针对NISQ时代量子动力学模拟中分步概率误差抵消存在类Trotter误差的问题，分析了该误差的决定因素，验证了其分步应用于连续动力学的根本局限，推动连续型误差抵消方法研究。
2024-01-30 quant-ph
Efficient Learning of Clifford-Scrambled Product States
Quantum Research Center, Technology Innovation Institute（量子研究中心，技术创新研究所）
本文提出从两拷贝 Bell 采样中高效学习 Clifford 随机化乘积态的方法，通过二次关系和二元线性代数构造解纠缠器，实现 O(n^2) 样本学习及 T 深度一电路的精确学习，并排除相关伪随机态。
2026-09-24 quant-ph
Three-wave mixing with three incoming waves: Signal-Idler Coherent Cancellation and Gain Enhancement in a Parametric Amplifier
光学和超导微波电路中的相干、纯色散三波混频系统可以作为参量放大器操作，从一个频率的泵浦波放大信号和较低频率的闲频波产生。在这里，我们演示了使用约瑟夫森放大器的互易过程中，相干施加的信号和空闲光束上转换到泵浦频率。对于信号和闲频光束足够强，显着耗尽泵，我们表明，这种相互作用的过程（“相干抵消”）导致大，相敏调制，甚至增强放大器增益，与理论预测吻合得很好。
2013-01-08 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Learning Hidden Quantum Markov Models
隐量子马尔可夫模型（HQMRM）可以被认为是可以对序列数据建模的量子概率图形模型。我们扩展了以前的工作HQMM有三个贡献：（1）我们展示了如何经典的隐马尔可夫模型（HQMM）可以在量子电路上模拟，（2）我们重新制定HQMM通过放松量子电路上建模HQMM的约束，（3）我们提出了一个学习算法来估计HQMM的参数从数据。虽然我们的算法需要进一步优化以处理更大的数据集，但我们能够使用几个合成数据集来评估我们的算法。我们表明，在HQMM生成的数据上，我们的算法学习HQMM具有与真实HQMM相同数量的隐藏状态和预测精度，而使用Baum-Welch算法学习的HQMM需要更多的状态来匹配预测精度。
2017-10-24 quant-ph stat.ML
Quantum error mitigation by hidden inverses protocol in superconducting quantum devices
我们提出了一种方法，以改善收敛的变分算法的基础上隐藏的逆，以减轻相干误差。在错误缓解的上下文中，这意味着将某些厄米门的硬件实现替换为它们的逆。这样做会消除噪声，并形成更有弹性的量子线路。这种方法提高了各种双量子比特误差模型的性能，其中噪声算子也与门反转一起反转。我们应用缓解方案超导量子处理器运行变分量子本征求解器（VQE）算法找到H $_{\rm 2}$基态能量。当在超导硬件上实现时，我们发现缓解方案有效地减少了VQE中参数学习路径中的能量波动，减少了收敛值的迭代次数。我们还提供了不同噪声模型下VQE性能的详细数值模拟，并探讨了隐藏逆和随机编译如何影响学习问题的潜在损失景观。这些模拟有助于解释我们的实验硬件结果，有助于将较低级别的门性能与特定于应用的行为联系起来，而保真度等指标通常无法直观地洞察观察到的高级别性能。
2022-04-26 quant-ph
Optimized fermionic SWAP networks with equivalent circuit averaging for QAOA
费米子SWAP网络是一种量子位路由序列，可用于有效地执行量子近似优化算法（QAOA）。即使在n量子位处理器上使用最小连接拓扑，该路由序列也能够以O（n）步执行O（n^2）操作。在这项工作中，我们通过两种技术来优化QAOA的费米SWAP网络的执行。首先，我们利用一组过完备的本地硬件操作[包括具有高达99.67（1）%保真度的150 ns受控π/2相位门]，以便以最小化电路深度和最大化门消除的方式分解相关的量子门和SWAP网络。其次，我们引入了等效电路平均，它在量子线路编译中随机化自由度，以减少系统相干误差的影响。我们的技术通过QAOA电路的执行在Advanced Quantum Testbed上进行了实验验证，以找到具有各种随机采样参数的两节点和四节点Sherrington-Kirkpatrick自旋玻璃模型的基态。在超导量子处理器上，我们观察到深度p = 1的QAOA在四个transmon量子比特上的误差（总变化距离）平均减少了约60%。
2021-11-11 quant-ph
Hidden Bell correlations in the four-level atom
我们将已知的两个量子比特的贝尔不等式推广到四能级原子，包括超导电路实现的人工原子和j=3/2的量子比特。我们将推广的不等式表示为对任意具有单位迹的Hermitian非负4 × 4-矩阵有效的不等式，对可分矩阵和纠缠矩阵都有效。
2016-01-22 quant-ph
Phase-Sensitive Benchmarking of Composite Quantum Gates with Chiral-Interference Circuits on Quantum Hardware
Sofia University（索非亚大学）
研究利用手征干涉电路对复合量子门进行相敏基准测试，构建并实验实现相关电路，在IBM量子处理器上测试。通过引入误差比较单比特与复合门鲁棒性，发现H5s/X5序列表现突出，三级电路有类似增强及误差抵消对称性。
2026-07-21 quant-ph
Quantum error mitigation from information dynamics
Google Quantum AI（谷歌量子人工智能）；Institute of Physics, École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL)（洛桑联邦理工学院物理研究所）
本文提出基于反应性函数的量子误差缓解新方法，通过零噪声外推与可调误差消除，显著降低采样成本并克服传统外推偏差。
2026-11-09 cond-mat.other quant-ph
Combining Error Detection and Mitigation: A Hybrid Protocol for Near-Term Quantum Simulation
针对近期量子硬件难以实现实用量子纠错的问题，提出整合Pauli twirling、概率错误抵消与$[[n, n-2, 2]]$量子检测码的混合错误抑制协议，通过优化Pauli算符数量等降低开销，并在H₂基态能量估算电路上经仿真和真实量子处理器验证。
2025-10-01 physics.comp-ph quant-ph
Simultaneous bistability of qubit and resonator in circuit quantum electrodynamics
我们探讨了联合激活动力学表现出的两个量子自由度：一个腔模振荡器是强耦合到超导量子比特在强相干驱动色散制度。动力学模拟和互补测量显示了一系列参数，其中腔和量子位都表现出两个亚稳态之间的突然同时切换。这表现在腔和量子比特的整体平均振幅中，表现出部分相干抵消。耦合到transmon量子位的驱动微波腔的传输测量显示了与同时切换机制中的理论一致的详细特征。
2017-01-02 cond-mat.mes-hall quant-ph
Smaller Circuits for Arbitrary n-qubit Diagonal Computations
酉算子U = \sum u_{j,k}| k><j|当u_{j,k} = 0时称为对角线，除非j = k。该定义扩展到量子计算，其中j和k在整数0，1.的2^n个二进制表达式上变化，2^n-1，给定n个量子比特。这样的运算符不影响投影测量的结果|; 0 <= j <= 2^n-1}，而是在计算基态{|j>; 0 <= j <= 2^n-1}。在应用中经常需要这些相对相位。使用标准技术构造用于对角计算的量子线路需要O（n^2 2^n）的受控非门和一个量子比特的布洛赫球旋转，或者需要O（n^2 2^n）的受控非门和一个工作量子比特。该工作提供了一个递归的、构造性的过程，该过程输入U的矩阵系数，并输出这样一个图，该图包含2 ^{n +1}-3个交替的受控非门和一个量子比特的z轴布洛赫球旋转。这些电路是可能的最小电路，最多为两倍。此外，如果计算U是形式为R_z（α）= e ^{-i α/2}的对角单量子比特计算的张量，|0><0| + e ^{i α/2}| 1><1|，则取消受控非门将我们的电路减少到n量子比特张量的电路。
2003-08-08 quant-ph
Time-frequency-correlated Native CCZ Gate in Superconducting Circuits
Laboratory for Advanced Computing and Intelligence Engineering（先进计算与智能工程实验室）
本研究提出了一种基于双光子吸收的高效CCZ门实现方案，通过优化参数达到高保真度，适用于超导量子计算平台，并能扩展至任意角度的CCPhase门和多量子比特操作。
2026-07-13 quant-ph
Quantum circuit optimization using deep reinforcement learning: Applications across multiple gate sets
Hanyang University（汉阳大学）；Hanyang Institute for Quantum Science and Quantum Technology, Hanyang University（汉阳大学量子科学与量子技术研究所）；Research Institute for Natural Sciences, Hanyang University（汉阳大学自然科学研究院）
该研究提出将CR算法嵌入强化学习环境的框架，在两类门集上实现更短量子电路，训练于小电路的RL可应用于大电路，为量子系统编译优化提供稳健方法。
2026-08-20 quant-ph
Hidden-State Proofs of Quantumness
Joint Center for Quantum Information and Computer Science (QuICS)（量子信息与计算联合中心）；National Institute of Standards and Technology (NIST)（美国国家标准与技术研究院）
本文提出了一种改进的量子性证明协议，通过在经典比特序列中隐藏扩展GHZ态，提高了对噪声的鲁棒性，同时保持了原有电路结构。
2026-03-04 quant-ph
Simulating quantum circuits with ZX-calculus reduced stabiliser decompositions
我们介绍了一种增强的技术强经典模拟的量子线路结合的“总和稳定”的方法与自动化的简化策略的基础上的ZX演算。最近的研究表明，量子线路可以通过将电路中的非稳定器门表示为魔态注入并将其分解为2-6个状态的块来经典地模拟，从而获得（有效模拟的）稳定器状态的总和，其项比朴素方法少得多。我们适应这些技术从原来的设置Clifford电路与魔术状态注入通用ZX图，并表明，通过交错这种“分块”的分解与基于ZX演算的简化策略，我们可以获得稳定器的分解是许多数量级小于现有的方法。我们说明了这种技术，以执行精确的范数计算（因此强模拟）的随机50-和100-qubit Clifford+T电路的输出高达70个T门，以及一个家庭的隐藏移位电路之前考虑的Bravyi和Gosset超过1000个T门。
2021-09-02 quant-ph
Compressed quantum error mitigation
本文提出基于概率错误消除的压缩量子错误缓解方法，通过准概率分布的电路集合构造最优去噪器，并在自旋链数字量子模拟中验证其有效性。
2023-11-14 cond-mat.str-el quant-ph
End-to-End Fidelity Analysis of Quantum Circuit Optimization: From Gate-Level Transformations to Pulse-Level Control
Embry-Riddle Aeronautical University（埃默里·里德尔航空大学）
本文通过连接C++电路优化器与Lindblad主方程保真度模型，分析从门级优化到脉冲级控制的完整编译栈，发现门消除是主要改进因素，而电路规模和脉冲时长是保真度的最强负预测因子，并在真实硬件上验证了模型作为一致性上界。
2026-06-23 quant-ph
Classical simulation of quantum circuits with partial and graphical stabiliser decompositions
量子线路的经典模拟的最新发展利用了巧妙地将魔态块分解成有效模拟的稳定态的总和。我们在这里展示了如何，通过考虑某些非稳定器纠缠态有更有利的分解，我们可以加快这些模拟。这是通过使用ZX演算，这使我们能够很容易地找到这些纠缠态的实例在简化的图表表示的量子线路进行模拟。我们还发现了一种新的技术，部分稳定剂分解，使我们能够交易魔术状态的稳定条款。使用这种技术，我们只需要$2^{αt}$稳定器项，其中$α\approx 0.396$，来模拟具有T计数$t$的电路。这与Qassim等人发现的$α$相匹配，但是，尽管他们只在渐近极限中得到这种缩放，但我们的电路适用于任何大小的电路。我们的方法建立在最近提出的方案，结合稳定器分解和优化策略的软件QuiZX中实现的模拟。通过我们的技术，我们可以在消费者笔记本电脑上在几分钟内可靠地模拟50量子位1400 T计数隐藏移位电路。
2022-02-18 quant-ph
Hidden tensor structures
本文揭示了可分Hilbert空间中单一系统普遍存在的隐藏张量结构，证明其能实现量子计算并连接多玻色子表示与经典信号模拟。
2024-01-30 quant-ph
Optimized Quantum Program Execution Ordering to Mitigate Errors in Simulations of Quantum Systems
在量子力学的细节层次上模拟物理系统的时间演化--被称为哈密顿模拟（HS）--是物理学和化学中一个重要而有趣的问题。对于这个任务，在量子计算机上运行的算法比经典算法快得多;事实上，这个应用促使费曼提出了量子计算机的构建。然而，在实现这一业绩潜力方面存在挑战。之前的工作集中在编译HS的电路（量子程序），目标是最大限度地提高精度或门取消。我们的工作提出了一个编译策略，同时推进这两个目标。在高层次上，我们使用经典的优化，如图着色和旅行销售员命令量子程序的执行。具体而言，我们将哈密顿量（表征量子力学系统的矩阵）中的相互交换项组合在一起，以提高模拟的准确性。然后，我们重新排列每组中的项，以最大化最终量子线路中的门抵消。这些优化共同提高了HS性能，并使电路深度平均减少了40%。这项工作推进了HS的前沿，反过来又可以推进基础科学和应用科学中的物理和化学建模。
2022-03-23 cs.ET quant-ph
Clifford Perturbation Approximation for Quantum Error Mitigation
本研究提出基于学习的量子错误缓解框架CPDR，通过带微扰的近克利福德参数化电路构建多样性训练集，结合稀疏泡利动力学实现高效模拟，在数值模拟与IBM 127比特Eagle处理器实验中均优于现有方法。
2024-12-12 quant-ph
Quantum Error Mitigation Strategies for Variational PDE-Constrained Circuits on Noisy Hardware
Lincoln University College（林肯大学学院）；BCAS Campus, Colombo（科伦坡BCAS校区）
本文研究了三种噪声通道对变分量子电路求解偏微分方程的影响，通过实验验证了零噪声外推、概率误差消除和测量误差缓解策略的有效性，并揭示了物理约束对噪声鲁棒性的提升作用。
2026-04-11 quant-ph
Error Mitigation Thresholds in Noisy Random Quantum Circuits
本文利用 Imry-Ma 论证分析随机空间局域量子线路中 PEC 与张量网络错误缓解的鲁棒性，证明 $D\geq2$ 时存在噪声表征阈值，而一维情形任意不完美都会导致早期失败。
2025-07-25 cond-mat.stat-mech quant-ph
