Implementation of local and high-fidelity quantum conditional phase gates in a scalable two-dimensional ion trap
我们提出了一个方案，以实现高保真度条件相位门对被困离子浸没在一个二维库仑晶体，利用所有轴向模式介导的相互作用，没有边带寻址。通过数值计算表明，通过对激光束进行整形，仅能激发局域模实现纠缠门，从而使量子门的复杂度不随系统尺寸的增加而增加。这些结果为在二维陷阱结构中实现大规模容错量子计算提供了一种有希望的途径。
2009-11-10 quant-ph
Scalable long-distance quantum fan-out gates with reduced resource overhead
Shijiazhuang Tiedao University（石家庄铁道大学）；University of Science and Technology Beijing（北京科技大学）
该研究提出一种高效方案，利用预共享的n量子比特GHZ态等实现空间分离各方的n量子比特扇出门，减少了门资源开销，开发的光学架构提升了成功概率，为长距离量子计算提供实验可行路径。
2026-10-14 quant-ph
Scalable protocol to mitigate $ZZ$ crosstalk in universal quantum gates
针对固态量子系统中$ZZ$串扰损害量子操作的问题，提出一种可扩展协议，通过解析推导缓解条件将含噪哈密顿量转换为抑制串扰的框架，实现高保真通用量子门，数值模拟验证了其在多门并发场景下的有效性。
2024-02-10 quant-ph
A simple, robust, and scalable quantum logic gate with quantum dot cavity QED systems
我们提出了一种方法来制定一个确定性的，测量免费的，光学产生的控制相位门上的两个量子比特定义的单电子被困在大面积量子点在一个平面微腔。该方法对光学量子点的不均匀性具有鲁棒性，仅需要一个适度的$Q$平面腔，仅使用单个激光脉冲，并且允许在一个半导体芯片上集成许多纠缠量子比特。我们提出的门的绝热演化和几何相位的上下文中，并计算性能的退化中存在的自发发射和腔损耗。
2009-10-26 quant-ph
Scalable randomized benchmarking of non-Clifford gates
随机基准测试是一种广泛使用的实验技术，用于表征量子操作的平均误差。缩放以能够表征$n$ -量子位电路的基准测试过程依赖于用于操纵这些电路的有效过程，并且因此已经限于Clifford群的子组。然而，通用量子计算机需要额外的非Clifford门来近似任意的幺正变换。我们定义了一个可扩展的随机基准测试程序在$n$ -量子比特酉矩阵，对应于一类稳定码的保护非Clifford门。我们提出了有效的方法来表示和组成组元素，采样均匀，并合成相应的$\mathrm{poly}(n)$大小的电路。该程序提供了实验访问两个独立的参数，共同表征一组元素的平均门保真度。
2015-10-09 quant-ph
Native multiqubit Toffoli gates on ion trap quantum computers
我们研究了在离子阱量子计算机上实现n-控制量子比特Toffoli门和选择门的详细方案，特别是那些将离子穿梭到相互作用区的方案。我们确定这些门的预期性能与现实参数的离子阱量子计算机，并考虑到交换积分的时间变化。这使我们能够估计由于自旋-声子纠缠的误差。虽然实现这些门存在挑战，因为它们的性能总是有一定程度的误差，但它们在当前的硬件上应该是可行的，但它们可能太慢，无法有效地用于噪声中等规模量子计算机上的量子代码。
2021-02-28 quant-ph
Scalable quantum computation with fast gates in two-dimensional microtrap arrays of trapped ions
我们从理论上研究了在二维微阱结构中使用快脉冲双量子比特门进行囚禁离子量子计算。在一个维度上，这样的快速门是最佳的最近的邻居之间时，我们研究的推广到一个二维的几何形状。我们证明，快速脉冲门能够实现高保真度的纠缠操作离子在相邻的陷阱比捕获周期更快，实验证明激光重复率。值得注意的是，我们发现，在不增加门的持续时间，高保真门是可以实现的，即使在大型阵列与数百个离子。为了证明这个建议的有用性，我们调查这些门的应用程序的40模费米-哈伯德模型的数字模拟。这也证明了为什么连接任意离子对所需的较短的门链使这种几何形状非常适合大规模计算。
2020-07-02 quant-ph
Scalable, chip-based optically-controlled gates for quantum information processing
在这里，我们提出了一个简单而强大的方法来建立在飞行中可配置的量子门的基础上的量子节点之间的光子交换。该想法是基于布拉格光栅结构在谐振波长附近的高反射率。通过施加外部强非谐振甚至静态电磁场并利用克尔效应来施加控制。当非线性相移足够强时，布拉格反射镜消失，从而允许波包从一个节点传输到另一个节点。提供了一个依赖于这个框架的量子逻辑门协议的例子。
2016-10-25 quant-ph
Universal quantum logic gates in a scalable Ising spin quantum computer
我们考虑量子计算机的模型，它被表示为一个伊辛自旋晶格，其中量子比特（自旋半系统）被隔离器（两个自旋半系统）分开。在空闲模式或单比特操作时，隔离器的总自旋为0。不需要复杂的协议来校正由于量子位之间的永久相互作用而引起的相位和概率误差。我们提出的协议，实现通用量子门的矩形射频脉冲。
2008-02-25 quant-ph
Experimental Demonstration of Non-local Controlled-Unitary Quantum Gates Using a Five-qubit Quantum Computer
在分布式量子计算机中，非局域量子门的局域实现是必不可少的。在这里，我们展示了非本地实现的控制酉量子门提出的Escherert等人。（Phys Rev A 62：052317，2000）使用五量子比特IBM量子计算机。我们通过量子态和工艺层析技术验证了实现的保真度和准确性。
2019-05-15 quant-ph
Parallel Quantum Gates via Scalable Subsystem-Optimized Robust Control
Shenzhen University（深圳大学）；Quantum Science Center of Guangdong-Hong Kong-Macao Greater Bay Area (Guangdong)（粤港澳大湾区量子科学中心（广东））
本文提出了一种基于子系统优化鲁棒控制的并行量子门实现方法，通过减少计算成本并抑制串扰影响，实现了高保真度的并行量子操作。
2026-01-05 quant-ph
A Non-Adiabatic Controlled Not Gate for the Kane Solid State Quantum Computer
利用迭代预解式的方法得到了Kane固态量子计算机中相邻量子比特的有效哈密顿量。与凯恩提议中固有的绝热门过程相反，我们表明，由这种有效的哈密顿量产生的量子比特-量子比特系统的自由演化，结合单个量子比特操作，足以产生受控非（c-NOT）门。因此，通常的通用门的集合可以在凯恩量子计算机上获得，而不需要如凯恩所规定的可控参数的绝热切换。通过数值模拟确定了这种非绝热c-NOT门的保真度和门时间。
2001-08-23 quant-ph
Analytic solutions for quantum logic gates and modeling pulse errors in a quantum computer with a Heisenberg interaction
我们分析和数值计算量子逻辑门在一维自旋链海森堡相互作用。针对基于逻辑量子比特的量子计算机，给出了基本单量子比特门和交换门的解析解。我们计算了实现量子逻辑门的不完美脉冲所引起的误差。数值计算表明，概率误差与$ε^4$成正比，相位误差与$ε$成正比，其中$ε$是与理想脉冲宽度的特征偏差。
2003-11-21 quant-ph
Surface trap with adjustable ion couplings for scalable and parallel gates
本文设计了一种表面电极Paul阱，通过调节直流电压实现离子运动分离或耦合，支持并行MS纠缠门，并验证了其可扩展性及在声子占据和频率漂移下的性能。
2024-01-17 quant-ph
Boosted fusion gates above the percolation threshold for scalable graph-state generation
本文首次实验实现理论成功率75%的增强型融合门，突破58.98%逾渗阈值，为可扩展线性光学量子计算奠定基础。
2024-12-25 quant-ph
Robust Hadamard gate for optical and ion trap holonomic quantum computers
我们考虑一种可能的实现阿达玛门的光学和离子阱完整量子计算机。解析地导出了决定门稳定性的保真度与单模压缩参数控制误差的关系式。我们证明了通过这个表达式的压缩控制误差的抵消高达四阶的幅度。
2005-03-30 quant-ph
Scalable Neutral Atom Quantum Computer with Interaction on Demand: Proposal for Selective Application of Two-Qubit Gate
我们提出了一个可扩展的中性原子量子计算机，通过选择性的双量子比特门操作按需相互作用。原子被近场菲涅耳衍射光的晶格捕获，使得每个陷阱捕获单个原子。单量子比特门操作是通过施加到单个原子上的门控激光束来实现的。任意一对原子之间的双量子比特门操作是通过将这些原子发送到状态相关的光晶格并使它们碰撞来实现的，使得特定的双量子比特状态获得动力学相位。我们给出了相应的数值评估这些过程中，我们估计的上界的两个量子位门的操作时间和相应的门保真度。我们的建议是可行的冷原子气体，MEMS，纳米光刻，和光学的各个领域的现有技术。
2011-09-14 cond-mat.quant-gas quant-ph
Quantum State Optimization and Computational Pathway Evaluation for Gate-Model Quantum Computers
输入门模型量子计算机的计算问题识别具有特定计算路径的目标函数（目标函数连通性）。计算问题的解决方案涉及识别作为要达到的主题的目标目标函数值。门模型量子计算机中的瓶颈是需要几轮量子态准备、高成本运行序列和多轮测量来确定实现目标目标函数值的量子计算机的目标（最佳）状态。在这里，我们定义了一种方法，用于门模型量子计算机的最佳量子态确定和计算路径评估。我们证明了一种状态确定方法，该方法在给定的目标目标函数值下为量子计算机找到目标系统状态。计算路径评估过程在量子计算机的固定硬件架构上设置目标系统状态中的目标函数的连通性。所提出的解决方案在不需要准备量子计算机的初始状态和目标状态之间的中间状态的情况下演化目标系统状态。我们的方法避免了高成本的系统状态准备和昂贵的运行程序和测量设备的门模型量子计算机。这些结果为门模型量子计算和量子互联网的近期量子器件提供了方便。
2020-03-11 quant-ph
Scalable native multiqubit gates via engineered noncomputational-state interactions in superconducting fluxonium qubits
Quantum Science Center of Guangdong-Hong Kong-Macao Greater Bay Area（粤港澳大湾区量子科学中心）；Institute of Quantum Information and Technology, Nanjing University of Posts and Telecommunications（南京邮电大学量子信息与技术研究院）；State Key Laboratory of Quantum Optics Technologies and Devices, Shanxi University（山西大学量子光学技术与器件国家重点实验室）；Key Laboratory of Atomic and Subatomic Structure and Quantum Control (Ministry of Education), Guangdong Basic Research Center of Excellence for Structure and Fundamental Interactions of Matter, and School of Physics, South China Normal University（华南师范大学原子与亚原子结构及量子控制教育部重点实验室、广东省物质结构与基本相互作用卓越研究中心物理学院）；Guangdong Provincial Key Laboratory of Quantum Engineering and Quantum Materials, Guangdong-Hong Kong Joint Laboratory of Quantum Matter, and Frontier Research Institute for Physics, South China Normal University（华南师范大学广东省量子工程与量子材料重点实验室、粤港澳量子物质联合实验室前沿物理研究所）；Nanjing University of Posts and Telecommunications（南京邮电大学）；Shanxi University（山西大学）；South China Normal University（华南师范大学）
通过工程化非计算态相互作用，在超导fluxonium量子比特中实现可扩展的原生多量子比特门，支持任意数量控制量子比特，降低容错量子计算的物理开销。
2026-01-23 quant-ph
Scalable and Parallel Tweezer Gates for Quantum Computing with Long Ion Strings
捕获离子量子计算机已经在大约10个量子比特的寄存器中展示了高性能的门操作。然而，由于介导量子比特-量子比特耦合的离子的运动模式的全局性质，使用长一维（1D）离子串来放大和并行化量子计算是一个突出的挑战。在这里，我们设计的方法来实现可扩展的和并行的纠缠门使用工程本地化的声子模式。我们建议通过使用可编程光镊调整单个离子的局部势来定制这种局部模式。量子比特的小子集的局域化模式形成了在这些子集上并行执行纠缠门的基础。我们展示了这种方法的固有的可扩展性，提出了长一维离子链，甚至无限链均匀间隔的离子的分析和数值结果。此外，我们表明，我们的方法与最佳相干控制技术相结合，可以实现最大密度的通用并行量子线路。
2021-01-14 quant-ph
Deterministic multi-mode gates on a scalable photonic quantum computing platform
量子计算可以用许多不同的硬件平台和计算协议来实现。一个非常有前途的方法，以促进可扩展性是应用一个光子平台结合测量诱导的量子信息处理协议，其中门操作是通过光学测量实现的多体纠缠量子态-一个所谓的集群状态。目前，已经有几个非普适或不可扩展的簇态量子门被实现，但用于普适可扩展量子计算的全套量子门还没有实现。我们提出并证明了确定性实施的一组多模式的测量诱导量子门在一个大的二维（2D）光团簇状态使用相位控制连续变量正交测量。每个门被简单地编程到高效率的正交测量的相位，通过集群状态的隐形传态执行变换。使用这些可编程门，我们演示了一个小型的量子线路组成的10个单模门和2个双模门的三模输入状态。在此平台上，如果改善团簇态的纠缠度，并提供Gottesman-Kitaev-Preskill量子比特，容错的通用量子计算将成为可能.此外，它在电信波长下工作，因此可以在没有量子换能器的情况下进行网络连接。
2021-08-28 physics.optics quant-ph
Demonstrating scalable randomized benchmarking of universal gate sets
本文提出基于随机镜像电路的可扩展随机基准测试技术，可对包含非Clifford门的通用门集进行基准测试，并在4量子比特和27量子比特设备上验证其可扩展性，量化了串扰对错误率的影响。
2023-10-11 quant-ph
Scalable linearized gate set tomography
Quantum Performance Laboratory, Sandia National Laboratories（桑迪亚国家实验室量子性能实验室）
本文提出一种可扩展的线性化门集层析法，用于多量子比特系统的误差表征，通过稀疏误差模型和浅层电路数据实现高效拟合，验证了其在相干和随机误差下的准确性及鲁棒性。
2026-05-11 quant-ph
Scalable Constant-Time Logical Gates for Large-Scale Quantum Computation Using Window-Based Correlated Decoding
本文提出一种结合延迟修复线路与窗口相关解码的架构，实现可扩展常数时间逻辑门，降低解码频率和持续时间，并支持时间最优容错量子计算，适用于离子阱等大规模量子计算系统。
2025-01-02 quant-ph
A scalable quantum gate-based implementation for causal hypothesis testing
本文基于既有因果假设检验形式体系，在 IBM Qiskit 上实现可扩展量子门算法，修正错误概率并验证量子加速。
2023-10-02 quant-ph
Climbing Mount Scalable: Physical-Resource Requirements for a Scalable Quantum Computer
量子计算的主要资源是希尔伯特空间维数。希尔伯特空间本身是一个抽象的结构，而系统可用的维数是一个需要物理资源的物理量。避免对指数数量的这些资源的需求对适合可扩展量子计算的系统施加了基本约束。为了具有可扩展性，计算机中的有效自由度数量必须与基于等效量子位的量子计算机中的量子位数量近似线性地增长。
2002-09-26 quant-ph
Scalable quantum simulator with an extended gate set in giant atoms
Chalmers University of Technology（查尔姆斯理工大学）
本研究提出了一种基于巨原子的可扩展量子模拟器，通过扩展门集提升电路效率，实现CZ和iSWAP门操作，并展示其在复杂开放量子多体动力学中的应用潜力。
2026-01-20 quant-ph
CALA-$n$: A Quantum Library for Realizing Cost-Effective 2-, 3-, 4-, and 5-bit Gates on IBM Quantum Computers using Bloch Sphere Approach, Clifford+T Gates, and Layouts
本文提出基于布洛赫球和Clifford+T门的量子布局感知方法，构造2至5量子比特的高成本效益n位门，并证明其转译后量子成本始终低于标准n位门，可用于构建IBM量子计算机量子库。
2024-08-02 quant-ph
Scalable fast benchmarking for individual quantum gates with local twirling
随着可控量子系统的发展，快速、实用的多量子比特门表征对于构建高保真量子计算器件至关重要。通过随机基准测试来满足这一要求的通常方法需要复杂地实现许多多量子位旋转门。如何有效可靠地估计量子过程的保真度仍然是一个悬而未决的问题。在这项工作中，我们提出了一个字符周期基准测试协议和字符平均基准测试协议，只使用本地旋转门来估计单个多量子比特操作的过程保真度。我们的协议可以通过局域规范变换来刻画包括和超出Clifford群的一大类量子门，从而形成了量子计算的通用门集。我们数值演示了非Clifford门-控制- $(TX)$和Clifford门-五量子比特量子纠错编码电路的协议。数值结果表明，我们的协议可以有效地和可靠地表征门工艺的并行性。仿真结果表明，与交叉熵基准测试相比，特征平均基准测试在采样复杂度方面实现了三个数量级的改进。
2023-02-09 quant-ph
Boolean Functions, Quantum Gates, Hamilton Operators, Spin Systems and Computer Algebra
我们描述了从布尔函数构造量子门（酉算子），并给出了一些应用。不可逆和可逆的布尔函数被认为是。用自旋系统描述了量子门的哈密顿算符的构造。提供了计算机代数实现。
2015-01-02 cs.MS quant-ph
Robust phase-controlled gates for scalable atomic quantum processors using optical standing waves
提出了一种利用光学驻波驱动量子比特实现可扩展原子量子处理器中鲁棒光控量子门的简单方案。局域化的原子接近的波腹的驻波可以实现相位控制的量子操作，是潜在的比相应的行波配置的本地光学相位和原子运动的敏感性低一个数量级以上。该方案与鲁棒最优控制技术和原子阵列中的空间量子位寻址兼容，以实现相位控制操作，而不需要控制激光器的紧密聚焦和精确定位。这对于涉及多普勒敏感光学频率跃迁的量子门将是特别有益的，并且提供了按比例放大原子量子处理器的全光学路线。
2023-03-06 physics.atom-ph quant-ph
Building a fusion-based quantum computer using teleported gates
本文提出利用量子门隐形传态将电路原语转换为融合网络，给出CNOT门方案并实现叶状表面码到容错融合网络的转换，同时构建两种新型基于融合的量子计算模型。
2025-05-14 quant-ph
High-Precision Calibration Workflow Achieves Above $99.9\%$ CZ Gate Fidelity on a Scalable Superconducting Processor
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）
提出闭环校准流程，利用回波泄漏误差放大和上下文感知保真度估计电路，在84量子比特处理器上首次实现CZ门保真度超过99.9%，相干误差抑制至0.007%，并实现自动化校准与稳定性提升。
2026-07-03 quant-ph
Trapped-Ion Multiqubit Gates are Compatible with Scalable Quantum Error Correction
Quantum Art Ltd（量子艺术有限公司）；Department of Physics of Complex Systems, Weizmann Institute of Science（魏茨曼科学研究所复杂物理系）
本文通过构建多量子比特门的微观噪声模型，分析噪声特性并评估基于旋转表面码的量子纠错方案的可扩展性。
2026-05-27 quant-ph
Scalable Spider Nests (...Or How to Graphically Grok Transversal Non-Clifford Gates)
作为图形化参悟系列第二篇，本文用可扩展ZX-演算简洁表述蜘蛛巢恒等式并证明其可由单条新规则归纳导出，结合CSS码ZX图景刻画了任意CSS码中Clifford层级第三级的全部横向对角门。
2024-12-13 quant-ph
Universal set of scalable dynamically corrected gates for quantum error correction with always-on qubit couplings
我们构造了一组通用的高保真度量子门，用于稀疏二分格上始终保持伊辛耦合。这些门基于使用整形脉冲的动态解耦序列，它们可以防止低频相位噪声，并且可以在非相邻量子比特上并行运行。这使得它们适合于实现量子纠错与低密度奇偶校验码一样的表面码和它们的有限速率推广。我们通过在自旋链上用$[[4,2,2]]$复曲面程序模拟量子芝诺效应来说明这种结构。
2012-09-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Gates for the Kane Quantum Computer in the Presence of Dephasing
在本文中，我们研究了退相对固态凯恩量子计算体系结构的量子门的影响。使用一个简单的模型的消相干，我们发现，在CNOT门的典型错误是$8.3 \times 10^{-5}$。我们还计算了Z，X，交换和受控Z操作下的各种失相速率的重复性。我们表明，这些数值结果与容错量子计算所需的错误阈值相媲美。
2004-05-10 quant-ph
Scalable global entangling gates on arbitrary ion qubits
一个量子算法可以被分解成一个由单量子比特和双量子比特纠缠门组成的序列。为了优化分解并实现量子线路的更有效的构造，我们可以用单个全局纠缠门代替多个2量子比特门。在这里，我们提出并实现了一个可扩展的方案，通过耦合到多个运动模式，通过外场在多个$\yb$离子量子位上实现全局纠缠门。这种全局门需要同时解耦多个运动模式，并在门时间平衡所有量子位对的耦合强度。为了满足复杂的要求，我们研制了一个对每个离子都具有完全独立控制能力的离子囚禁系统，并在实验上实现了全局纠缠门。作为例子，我们利用它们在一次纠缠操作中制备了Greenberger-Horne-Zeilinger（GHZ）态，并成功地在$93.4\%$上实现了真正的多体纠缠，达到了4个量子比特的态密度.
2019-01-11 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Scalable Circuit Cutting: A Framework for Combined Gate and Wire Cuts Using Gate Groups
Technical University of Munich（慕尼黑工业大学）；Fraunhofer IIS, Fraunhofer Institute for Integrated Circuits IIS（弗劳恩霍夫集成电路研究所IIS）；MQSC（量子计算与软件中心）
本研究提出统一框架结合门与线切割，通过门分组实现联合切割，将切割位置问题转化为可扩展图划分任务，为大规模电路高效识别近最优切割位置并提供诊断反馈以降低采样开销。
2026-08-07 cs.ET quant-ph
Interaction-Resilient Scalable Fluxonium Architecture with All-Microwave Gates
Institute of Science and Technology Austria（奥地利科学技术研究所）；National University of Science and Technology ‘‘MISIS’’（国立科技大学 MISIS）；Russian Quantum Center（俄罗斯量子中心）
该研究提出了一种基于弗劳克斯顿的正方形网格架构，通过快速微波门和抑制寄生相互作用的设计，实现了低相干误差和高可扩展性的量子处理器。
2026-08-26 quant-ph
Compiling gate networks on an Ising quantum computer
在这里，我们描述了一个简单的机械程序编译成自然门（脉冲和延迟）的伊辛量子计算机的量子门网络。目的不一定是产生最有效的脉冲序列，而是开发一种可以在大型自旋系统中轻松实现的高效编译算法。关键的观察结果是，并不总是需要重新聚焦自旋系统中所有不需要的耦合。相反，可以简单地跟踪耦合演化，然后在稍后的时间进行校正。虽然在NMR语言中描述，但该算法适用于基于伊辛耦合的任何量子计算机设计。
2005-06-01 quant-ph
Integrated $^{9}$Be$^{+}$ multi-qubit gate device for the ion-trap quantum computer
我们演示了利用嵌入表面电极离子阱中的微波导体发射的微波近场，在$^9$ Be $^+$离子中实现磁场不敏感超精细跃迁的两量子比特Mølmer-Sørensen门的实验。导体的设计被优化以在离子位置处产生高振荡磁场梯度。测得的栅极保真度被确定为$98.2\pm1.2\,\%$，并受到技术缺陷的限制，这是由一个全面的数值误差分析证实。导体设计可以潜在地简化多量子比特门的实现，并且代表用于离子阱量子计算机的量子CCD架构内的纠缠门的自包含的可扩展模块。
2019-09-04 quant-ph
PyQBench: a Python library for benchmarking gate-based quantum computers
该研究推出了开源框架PyQBench，用于基准测试基于门的量子计算机，可通过验证区分两种冯·诺依曼测量的能力测试NISQ设备，既提供带预定义测量族的CLI，也支持用户自定义测量。
2023-03-31 quant-ph
State Stabilization for Gate-Model Quantum Computers
门模型量子计算机可以在近期实现量子计算。量子计算机的最佳量子态的稳定是一个挑战，因为它需要通过精确校准幺正来实现稳定的量子演化。在这里，我们提出了一种通过任意数量的运行序列来稳定量子计算机的最佳量子态的方法。量子计算机的最佳状态被设置为最大化馈送到量子计算机中的任意问题的目标函数。我们还提出了一个程序来分类的稳定的量子态的量子计算机到稳定类。所得结果对于门模型量子计算和近场量子计算机都是方便的。
2019-09-03 cs.IT math.IT quant-ph
Operation of universal gates in a DXD superconducting solid state quantum computer
我们证明了在DXD超导固态量子计算机（quamputer）中可以实现完整的门集，从而证明了它的普适性。
2000-04-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.other cond-mat.supr-con
A scalable Controlled NOT gate for linear optical computing using microring resonators
我们提出了一个可扩展版本的KLM CNOT门集成波导微谐振器（MRR）的基础上，与原来的KLM方法使用分束器（BS）。我们的CNOT门的核心元件是一个非线性相移门（NLPSG）使用三个MRR，我们详细研究。我们发现一个扩展的参数空间的NLPSG的传统版本。而在所有现有的建议，为散装光学实现的NLPSG的最佳工作点，正是一个单一的零维流形内的参数空间的设备，我们找到的条件，有效的传输幅度定义一组一维流形的参数空间的MRR。这允许NLPSG的操作中的前所未有的灵活性水平，并且允许以高精度和低损耗制造可调谐的基于MRR的器件。
2019-04-03 physics.comp-ph quant-ph
Scalable programmable quantum gates and a new aspect of the additivity problem for the classical capacity of quantum channels
我们考虑两个明显分开的问题：在第一部分的文件，我们研究的概念，一个可扩展的（近似）可编程量子门（SPQG）。这些是特殊的（近似的）可编程量子门，具有可能对通用计算理论产生影响的良好特性。不幸的是，正如我们所证明的，这样的物体在通常的量子理论的范围内是不存在的。在第二部分中，噪声密集编码（和泛化）的问题得到解决。我们观察到，所获得的经典容量的可加性问题显然比通常的量子信道（完全正映射）具有更大的普遍性：即，后者作为前者的一个特例而发生，但是，正如我们将借助第一部分的不存在结果而论证的那样，前者不能被简化为后者的一个实例。我们的结论是，量子信道的经典容量的可加性问题，到目前为止所提出的，可能在概念上不是在其适当的一般性。
2001-10-23 quant-ph
Matchgate benchmarking: Scalable benchmarking of a continuous family of many-qubit gates
我们提出了一种方法来可靠和有效地提取的保真度的多量子位量子线路组成的连续参数化的两个量子位门称为匹配门。这种方法我们称之为匹配门基准测试，它依赖于随机基准测试的先进技术以及匹配门电路表示理论的见解。我们论证了该协议的形式正确性和可扩展性，并将其部署到量子处理器上，以估计由两个量子比特XY自旋相互作用产生的匹配门电路的性能。
2022-02-15 math-ph math.MP quant-ph
Error correction of transversal CNOT gates for scalable surface code computation
针对表面码横向CNOT门的关联误差问题，研究提出低复杂度MWPM解码器并测试三种策略，拓展相关电路解码与噪声下的性能比较，为大规模量子算法成本估算奠基。
2024-09-17 quant-ph
The Noiseless Quantum Computer Does Not Exist
本文证明量子计算机中任何逻辑门都信息依赖于另一逻辑门，从而论证无噪声量子计算机不可能存在。
2024-08-21 quant-ph
Cost-Effective Realization of n-Bit Toffoli Gates for IBM Quantum Computers Using the Bloch Sphere Approach and IBM Native Gates
本文提出一种基于Bloch球可视化方法和IBM原生门设计的布局感知n比特Toffoli门，并引入转译量子成本公式，在3至7比特下显著降低了转译后的量子成本。
2024-10-17 cs.ET quant-ph
A Quantum Full Adder for a Scalable Nuclear Spin Quantum Computer
我们提出了一种在自旋链量子计算机中实现量子全加器的策略。作为一个例子，我们模拟了一个包含201个自旋的链中的量子全加器。我们的模拟还演示了如何最大限度地减少非谐振效应产生的误差。
2001-05-25 quant-ph
Exact solutions for a universal set of quantum gates on a family of iso-spectral spin chains
我们找到了一个通用的量子门的量子计算机，即两个层次的系统阵列的可扩展的候选人的精确解。门是由动力学和几何（非阿贝尔）相结合。以前，这些门大多是在不可扩展的系统上构建的，并且通过在哈密顿算子的控制参数的流形中的循环之间进行数值搜索。
2005-09-25 quant-ph
Full Quantum Process Tomography of a Universal Entangling Gate on an IBM's Quantum Computer
本研究在IBM量子计算硬件上对通用两比特纠缠门SQSCZ开展全量子过程层析成像，验证了其良好的保真度与噪声特性，为量子计算的理论与应用发展提供支撑。
2024-02-10 quant-ph
