The Geometry of Single-Qubit Maps
物理上允许的单个量子比特上的量子演化可以用它们的几何形状来描述。从一个简单的参数化的单位单量子比特通道，所有这样的通道的规范形式可以给出。相关的几何可以用来理解如何用完全正映射来近似正映射，例如在最佳窃听策略的情况下。这些量子信道可以由适当的网络或通过动力学手段产生。Strømer-Woronowisc的结果也可以用这种几何学来理解。
2001-06-06 quant-ph
Measure of not-completely-positive qubit maps: the general case
我们证明了非完全正（NCP）映射的集合是无界的，除非进一步的假设。这是通过首先提出一个合理的定义，一个有效的NCP地图，这是不平凡的，因为NCP地图可能缺乏一个完整的积极性域。这个定义是由具体的例子激发的。我们证明了对于有效的NCP映射，相应的动力矩阵的特征值谱是没有界的。在此基础上，我们认为，在一般的量子比特映射，包括NCP映射的体积测量，是没有很好地定义。
2019-07-23 quant-ph
Dual-Qubit Hierarchical Fuzzy Neural Network for Image Classification: Enabling Relational Learning via Quantum Entanglement
Zhejiang Gongshang University（浙江工商大学）；University of Sussex（萨塞克斯大学）
本文提出双量子比特分层模糊神经网络，通过量子纠缠实现特征对的关系建模，提升图像分类性能和鲁棒性。
2025-12-15 quant-ph
HiMA: Hierarchical Quantum Microarchitecture for Qubit-Scaling and Quantum Process-Level Parallelism
本文提出层次化量子微架构HiMA，通过离散驱动读出、层次化触发和交错多进程技术，实现量子比特扩展与进程级并行，在72比特系统上达到4.89倍加速和43,680 CLOPS。
2024-08-21 cs.AR quant-ph
Fast-tracking and disentangling of qubit noise fluctuations using minimal-data averaging and hierarchical discrete fluctuation auto-segmentation
针对量子比特噪声波动难以高时间分辨率表征的问题，提出一种结合最小数据平均与分层离散波动自动分割的框架，无需人工干预即可解耦并追踪重叠波动，为量子比特校准与纠错提供支持。
2025-05-29 quant-ph
Concurrence of Stochastic 1-Qubit Maps
给出了所有正的和保迹（“随机”）的1-量子比特映射的并发性的显式表达式。通过一种新的方法，我们找到了相应的凸屋顶模式。我们的结论是，两个组件的最佳分解总是存在的。我们的结果可以推广到$2 \times n$ -量子系统中，给出了所有秩为2的密度算符的纠缠度以及它们的纠缠度的下界。
2008-12-04 quant-ph
Davies maps for qubits and qutrits
研究了与热库弱耦合的N能级量子系统的动力学行为.对于任何固定的熔池温度，都存在一个自然的参考状态：系统的平衡态。在系统的所有量子操作中，Davies映射是唯一的，它们保持平衡态，满足细致平衡条件，属于一个半群。给出了三维量子比特Davies映射集的一个完整刻画。我们对这些映射进行了分析，找出了它们的最小输出熵.还提供了qutrits的Davies映射的特征。
2009-12-01 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
Concurrence and Entanglement Entropy of Stochastic 1-Qubit Maps
给出了所有正的和保迹（“随机”）的1-量子比特映射的并发性的显式表达式。我们用一种新的方法构造了相应的凸屋顶模式。我们的结论是，两个组件的最佳分解总是存在的。我们的结果可以推广到2 × N量子系统，给出了所有二阶密度算符的纠缠度以及它们的纠缠度的上下界。我们将这些结果应用于保持轴对称的1-量子比特随机映射的纠缠熵的研究。使用解析和数值结果，我们分析的分歧模式出现在凸屋顶的最佳分解，并给出结果的一次拍摄（Holevo-Schumacher-Westmoreland）的能力，这些地图。
2009-03-07 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
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
Two and Three-Qubits Geometry, Quaternionic and Octonionic Conformal Maps, and Intertwining Stereographic Projection
本文讨论了在局域幺正群下二量子比特态和三量子比特态的几何性质。我们首先回顾了在群$SU(2)$作用下的单比特几何及其与黎曼球的关系。我们证明了四元极射赤平投影是局部酉群$SU(2)\otimes SU(2)$与四元莫比乌斯变换的交织。该运算中出现的不变项与并发测度有关。然而，对于更全局的群$Sp(2)$，存在相同的交织赤平投影，从而将熟悉的Bloch球推广到二能级系统中。随后，我们引入了三量子比特态的八元数球极投影和八元数保角映射（或八元数莫比乌斯映射），并发现它们在局域幺正操作下可能具有不变项的证据，这表明这两种映射都是纠缠敏感的。
2015-11-12 quant-ph
Divisibility of qubit channels and dynamical maps
利用动力学映射的可除性概念，通过对量子信道的\textit{simulability}的动力学映射分析，引入了量子信道的类似概念。特别是，这是解决Lindblad可分，完全积极的可分和积极的可分动力映射。表征了信道的对应的L可分、CP可分和P可分子集（利用Wolf等人的结果，通信数学物理，279（1）：147-168，2008），并针对量子位通道的情况进行可视化。我们讨论了可除集之间的一般包含，并给出了量子比特通道的几个等价性。为此，我们研究了有限维信道的L-可除性条件，特别是具有负本征值的情况，推广和完善了Phys. Rev. Lett.，101（15）：150402，2008.此外，我们表明，每两个定义的整除集之间的过渡是允许的。我们探索特定的例子，动态地图比较这些概念。最后，我们证明了每一个可分但不是无穷小的可分量子比特通道（在正映射中）都是纠缠破坏的，并提出了在更高维度上是否会发生类似情况的问题。
2020-01-19 quant-ph
On single qubit quantum process tomography for trace-preserving and nontrace-preserving maps
我们回顾了单量子比特量子过程层析成像的保迹和非保迹过程，并推导出显式形式的一般约束拟合实验数据。这些形式提供了额外的洞察过程矩阵的结构，以及揭示了一个更紧密的约束上的痕迹的nontrace-preserving过程比以前所说的。我们还描述了，完整性，如何将测量不完美的输入状态。
2015-02-03 quant-ph
Fidelity of Single Qubit Maps
我们描述了一种简单的方法来表征酉（或反酉）算子和单个量子比特上的一般操作之间的平均保真度，这只涉及计算几个纯输入状态的保真度，并讨论了可能的应用实验技术，包括核磁共振（NMR）。
2002-01-24 quant-ph
Eternal non-Markovianity of qubit maps
该研究针对量子比特映射的永恒非马尔可夫性展开，证明非幺正映射的非幺正部分不存在永恒非马尔可夫性，且幺正情形下仅两个退相半群的凸组合可实现该特性，明确了不同类型映射的非马尔可夫性边界。
2025-07-30 quant-ph
Hierarchical environment-assisted dynamical speedup control
我们研究了量子比特在分层环境中的第一级是一个损耗腔，而第二级是N耦合损耗腔。在量子比特与第一级环境之间的弱耦合区域中，通过控制分级环境，即，在第二级环境中操纵腔的数量或两个最近邻腔之间的耦合强度。我们还发现，两个最近邻腔之间的耦合强度和第二能级环境中的腔数对量子比特的非马尔可夫动力学和加速演化有相反的影响。此外，在量子比特与第一级环境强耦合的情况下，我们可以惊讶地发现，与原来的非马尔可夫动力学相比，增加的第二级环境并不能对系统动力学的加速起到有益的作用。
2018-02-05 quant-ph
A class of Schwarz qubit maps with diagonal unitary and orthogonal symmetries
本研究刻画了一类具有对角酉与正交对称性的幺正Schwarz量子比特映射，揭示其正定性、算子Schwarz不等式与完全正定性的关联，推广至非幺正情形并拓展了Pauli量子信道的Fujiwara-Algoet条件。
2024-04-16 math-ph math.MP quant-ph
Two-qubit causal structures and the geometry of positive qubit-maps
我们在Ried等人[Nat.Phys.11，414（2015）]提出的设置中研究量子因果推理，其中共因情景可以与因果情景混合，并且发现量子力学可以在区分这两种情景方面带来优势：而在经典统计学中，需要随机试验等干预措施，如果共同原因来自最大纠缠态，那么量子观测方案就足以检测因果结构。我们分析了这种设置的几何单位的积极的，但不完全积极的量子位映射，所产生的混合量子位通道和转向地图。我们发现的范围内的混合参数，可以产生给定的相关性，并证明了一个量子优势在一个更一般的设置，允许任意的unital通道和初始状态与完全混合的约化状态。这是通过建立新的边界上签署的奇异值的总和矩阵。几何的基础上，我们量化和识别的起源取决于所观察到的相关性的量子优势，并讨论如何额外的约束可以导致一个独特的解决方案的问题。
2018-03-01 quant-ph
Shifts on a finite qubit string: A class of quantum baker's maps
我们提出了两种互补的方式，其中Saraceno的对称版本的量子面包师的地图可以写为一串量子比特的移位映射。这些表示之一，自然导致家庭的量化面包师的地图。
2000-07-27 quant-ph
Optimal phase covariant cloning for qubits and qutrits
我们考虑赤道量子比特和量子比特的克隆变换，相位旋转的变换协变。最优克隆映射是在不简化第一原理假设的情况下，对于任意数量的输入和输出量子比特，以及对于单个输入量子数和任意数量的输出量子数导出的。我们还比较了克隆地图的全球和单粒子的相似性，我们表明，这两个标准导致不同的最佳地图。
2003-01-31 quant-ph
New multiplicativity results for qubit maps
设$Φ$是复$2 \times 2$矩阵代数上的保迹保正（但不一定是完全正）线性映射，$Ω$是任意有限维完全正映射.对于$p=2$和$p \geq 4$，我们证明了乘积映射$Φ\ot Ω$的最大$p$ -范数是$Φ$和$Ω$的最大$p$ -范数的乘积.将$Φ$限制为完全正映射类，这解决了值范围$p \geq 4$中所有量子位通道的乘法性问题。
2006-03-09 quant-ph
Unambiguous measurement of information scrambling in a hierarchical star-topology system
我们研究了在一个分层的星型拓扑系统中使用的无序相关（OTOC）功能的信息置乱。该系统由一个中心量子位直接与一组卫星量子位相互作用组成，这些卫星量子位又与第二层卫星量子位相互作用。这种特定的拓扑结构不仅允许方便地制备和过滤中心量子位和第一层之间的多个量子相干性，而且还以受控的方式设计加扰。因此，它为我们提供了一个机会，实验研究混乱的信息定位在多自旋相关通过建设相关的OTOC。由于OTOC的测量需要时间演化，非加扰过程，如退相干和某些实验误差产生了歧义。因此，明确量化的信息加扰需要抑制的OTOC动力学的退相干的贡献。为此，我们提出并实验证明了一个恒定的时间协议，它能够过滤贡献完全从信息置乱。
2019-06-06 quant-ph
Phase-covariant mixtures of non-unital qubit maps
Institute of Physics, Faculty of Physics, Astronomy and Informatics, Nicolaus Copernicus University in Toruń（托伦尼古拉·哥白尼大学物理、天文学与信息学院物理研究所）
研究相位协变非单值量子比特映射的凸组合，探讨非单值通道混合如何恢复单值性，以及交换映射混合导致非交换性，证明经典不确定性不破坏量子马尔可夫性。
2022-06-21 math-ph math.MP quant-ph
Information flow versus divisibility for qubit evolution
研究了不可逆量子比特动力学映射的信息回流缺失与完全正整除性（CP整除性）的关系。最近，这两个概念被证明是完全等价的所谓的图像非增动态映射。在这里，我们表明，这种等价性是普遍的任何量子比特动态映射。在我们的证明中的一个关键因素是观察到，不存在CPTP投影到一个由量子比特密度算子跨越的三维子空间。我们的分析说明了几个例子的量子比特的演变，包括动态地图，这不是图像非增。
2019-01-11 quant-ph
Deterministic hierarchical remote state preparation of a two-qubit entangled state using Brown et al. state in a noisy environment
量子通信是当今量子通信领域的前沿研究领域之一，其中远程态制备（RSP）方案引起了研究人员的极大关注。到目前为止，已经提出了一些不同的RSP计划。本文提出了一种基于Brown等态的七量子比特高纠缠态的分层RSP协议，用于发送两量子比特纠缠态。我们还研究了两个众所周知的噪声模型，即幅度阻尼（AD）和相位阻尼（PD），影响用于协议的量子通信信道的影响。研究了态的保真度随噪声算符和接收器的变化。发现PD噪声比AD噪声对保真度的影响更大，并且在噪声的影响下，高功率接收机比低功率接收机获得更高保真度的状态。据我们所知，我们相信，我们已经实现了最高的保真度为更高的功率接收器，0.89在最大AD噪声和0.72在最大PD噪声的存在下，相比之前提出的所有RSP协议在嘈杂的环境中。为了更好地理解噪声模型在通信协议中的应用，以非常具有教育意义的方式描述了噪声的研究。
2020-02-18 quant-ph
Repeatable procedures and maps in open quantum dynamics
可重复过程和映射的例子可以在一个量子位与另一个量子位相互作用的开放量子动力学中找到。他们表明，一个可重复的数学地图可以通过一个不可重复的物理过程来制作。
2009-03-26 quant-ph
Entanglement increase from local interactions with not-completely-positive maps
构造简单的例子表明，两个量子比特的纠缠都增加和减少的相互作用，只是其中之一。两个量子比特中的一个与第三个量子比特相互作用，第三个量子比特是一个控制，它永远不会与两个纠缠量子比特中的任何一个纠缠或相关，并且永远不会纠缠，但会与这两个量子比特的系统相关。两个纠缠的量子比特不相互作用，但它们的状态可以从最大纠缠变为可分离或从可分离变为最大纠缠。两个量子位的类似变化是通过其中一个量子位和控制之间的交换操作来实现的;然后是涉及控制的纠缠的补偿变化。当纠缠增加时，描述两个纠缠量子比特状态变化的映射不是完全正的。两个独立的相互作用的组合，单独给出纠缠的指数衰减，可以导致纠缠不指数衰减，而是在有限的时间内变为零。
2007-05-21 quant-ph
Crossover Between Non-Markovian and Markovian Dynamics Induced by a Hierarchical Environment
库的记忆效应可以诱导开放量子系统的非马尔可夫演化。虽然具有更强记忆效应的水库似乎应该对感兴趣的系统产生更强的非马尔可夫效应，但这种看似直观的想法可能并不总是正确的。我们通过研究耦合到分层环境的量子位（二能级原子）来说明这一点，该分层环境包含单模腔和由无限多个模式组成的水库。我们展示了系统的非马尔可夫特性是如何受到量子比特和腔之间的耦合强度和库的相关时间的影响。特别是，我们发现了一个新的现象，即量子比特的马尔可夫和非马尔可夫过渡表现出一个异常的模式，在参数空间所描述的耦合强度和相关时间的水库。
2014-10-10 quant-ph
Single Qubit Error Mitigation by Simulating Non-Markovian Dynamics
本文提出一种通过模拟非马尔可夫动力学来缓解单量子比特错误的方法，仅需一个辅助量子比特和少量量子门，并在IBM量子处理器上验证了恢复Lindblad演化初始状态的能力。
2023-03-06 cond-mat.mes-hall quant-ph
Topology of the cone of positive maps on qubit systems
给出了矩阵代数$M_{2}(\mathbb{C})$的正映射分解的一个已知定理的另一种几何证明。证明的前提是在四维空间中确定具有保持Lorentz锥的算子的正映射，并且它允许将正映射相对于保持锥边界的正映射进行分解。此外，还给出了$M_{2}(\mathbb{C})$的映射完全正的一些有用条件，以及$M_{n}(\mathbb{C})$的极值Schwarz映射完全正的一个充分条件.最后，按照同样的几何方法，在拓扑方面的描述，同时是完全积极的和完全共正的地图已提交。
2015-04-23 math-ph math.MP quant-ph
Hierarchical quantum information splitting
我们提出了一个非对称的量子信息分裂方案，其中发送者将量子比特非对称地分配给网络中的远程代理。非对称分布导致代理人具有不同的权力来重建发送者的量子位。换句话说，获得量子秘密的代理的权限是分层的。该方案不需要多个智能体聚集在一起进行非局部操作。我们的方案也可以修改，以实现控制隐形传态反对部分监督者的不合作。
2009-07-26 quant-ph
Hierarchy of Qubit Dynamical Maps in the Presence of Symmetry and Coherence
该研究探究对称性与量子热力学变换的关系，证明U(1)守恒约束热操作的层级，提出借助奇宇称环境相干性打破层级的双量子比特方案，验证了量子相干性在功提取等场景的热力学增益。
2025-09-05 quant-ph
Petz recovery maps of single-qubit decoherence channels in an ion trap quantum processor
本文提出在离子阱中实现单量子比特退相干通道的精确状态特定 Petz 恢复映射，设计了仅需少量辅助比特和 CNOT 门的电路，并在现实噪声下模拟验证了其性能与先验知识要求。
2025-07-28 quant-ph
Generalized two-qubit Hamiltonian for Projective Quantum Feature Maps
Faculty of Sciences, UNESP - São Paulo State University（圣保罗州立大学理学院）；Hospital Israelita Albert Einstein（阿尔伯特·爱因斯坦以色列医院）
提出基于广义两量子比特哈密顿量的投影量子特征映射，通过局部泡利场和两体泡利相互作用编码经典特征，在四个生物医学数据集上验证其相对于经典基线的统计显著优势。
2026-06-12 quant-ph
Classical Hierarchical Correlation Quantification on Tripartite Qubit Mixed State Families
至少有几种方法可以正式定义复杂性。它们中的大多数涉及对研究对象的某种最小描述。以最少的资源和最少的工作量的形式来生成对象本身。这通常是通过检测和利用对象内的干扰来实现的。规律性通常可以用信息论的方法来描述，方法是量化在系统中起作用的相关性的数量，这是空间的，时间的或两者兼而有之。这是一种与整体不能仅仅被理解为各部分之和，而且也不能被理解为各部分之间的相互作用密切相关的方法。被认为是最基本的特征。然而，这种不可约性，即使在复合态的基本量子信息设置中，也由于希尔伯特空间张量积的内在结构而存在。在这种方法中，这种不可约化基于冯诺依曼测量的统计数据进行量化，形成相互无偏的基础。在这个空间上，存在着两种不同的三比特混合态族，它们具有两种不同的纠缠态。结果表明，这种量化是敏感的不同类型的纠缠存在于这些家庭。
2013-04-24 cs.IT math.IT nlin.CD
Overlapping qubits from non-isometric maps and de Sitter tensor networks
本文通过非等距映射构造近似局域可观测量（重叠量子比特），证明可用更少自由度模拟局域有效理论，并以德西特MERA模型展示指数膨胀的模拟，关联量子引力中的维度验证与近似局域性。
2024-01-19 gr-qc hep-th quant-ph
Improving classical capacity of qubit dynamical maps through stationary state manipulation
Institute of Physics, Faculty of Physics, Astronomy and Informatics Nicolaus Copernicus University in Toruń（托伦尼古拉·哥白尼大学物理、天文学与信息学院物理研究所）
研究通过操控动力学映射的稳定态，提升相协通道的Holevo容量和纠缠辅助经典容量，展示非单位性作为信息传输资源的优势。
2023-02-23 quant-ph
Squash 2: A Hierarchical Scalable Quantum Mapper Considering Ancilla Sharing
我们提出了一种多核可重构量子处理器架构，称为Requp，它支持分层的方法来映射量子算法，同时共享物理和逻辑辅助量子位。每个核心都能够执行任何量子指令。此外，我们引入了一个可扩展的量子映射器，称为Squash 2，它将一个给定的量子线路划分为许多量子模块-每个模块被划分为k个部分，使得每个部分将运行在k个可用内核中的一个上。实验结果表明，Squash~2可以处理大规模的量子算法，同时提供了一个有效的机制，共享辅助量子比特。
2015-12-23 cs.ET quant-ph
Universal and phase covariant superbroadcasting for mixed qubit states
我们描述了一个一般的框架来研究混合量子比特态的协变对称广播映射。我们明确地推导出最佳的N到M的超广播地图，实现最佳的纯化的单站点输出副本，在普遍和相位协变的情况下。我们还研究了超广播态的两体纠缠特性。
2006-02-15 quant-ph
Fractional Conformal Map, Qubit Dynamics and the Leggett-Garg Inequality
Indian Institute of Science Education and Research Kolkata（印度科学教育与研究学院加尔各答分校）；Ben-Gurion University of the Negev（内盖夫本-古里安大学）
本文通过分数线性共形映射统一了量子启发动力学，包括单位ary、非单位ary线性及非线性动力学，并结合Leggett-Garg不等式和时间无信号条件进行表征。
2024-01-19 math-ph math.MP quant-ph
The operator sum-difference representation for quantum maps: application to the two-qubit amplitude damping channel
由于五次和更高阶多项式的代数解的Abel-Galois no-go定理，通过Choi-Jamiolkowski方法的$d$维的一般噪声动力学的特征值问题和相关特征方程通常不能通过根式求解。我们提供了一种方法，围绕这一僵局分解成更简单的，不一定是积极的，厄米特运营商是对角化通过自由基，产生一组“积极的”和“消极的”克劳斯运营商。付出的代价是足够数量的Kraus运算符是$d^4$而不是$d^2$，在Kraus表示中就足够了。我们考虑了形式主义的各种应用：2-qubit振幅阻尼通道的Kraus表示，2-qubit系统与真空浴耗散相互作用产生的噪声;在新表示中定义通道的最大退相和纯退相分量，并研究它们的纠缠破坏和广播特性。
2012-12-12 quant-ph
Maps for Lorentz transformations of spin
对于具有正质量和自旋1/2的粒子，自旋密度矩阵的洛伦兹变换由开放量子动力学中使用的那种映射来描述。它们显示了自旋的洛伦兹变换如何依赖于动量。由于自旋和动量通常是纠缠的，因此映射通常不是完全正的，并且作用在有限的域中。考虑了具有两个动量值的态，因此映射是针对自旋量子比特与由两个动量值构成的量子比特纠缠的，并且可以应用来自两个耦合量子比特的开放量子动力学的结果。逆映射被用来表明，每一个洛伦兹变换完全消除了自旋极化，因此完全消除了信息，从一些自旋密度矩阵。对于特定情况，计算被去除的自旋极化的大小。
2005-11-08 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
Modeling full adder in Ising spin quantum computer with 1000 qubits using quantum maps
量子加法器是量子计算机的基本属性，就像数字计算机的操作需要经典加法器一样。我们将量子全加器建模为伊辛自旋量子计算机中大量量子比特上的现实复杂算法。我们的研究结果是一个重要的一步，有效的建模量子模加法器，这是需要Shor的和其他量子算法。我们的全加器具有以下特点：（i）具有小失谐的近共振跃迁被完全抑制，这使我们能够将误差降低几个数量级，并模拟1000量子位全加器。(We使用2001次旋转添加1000位数。(ii)我们直接将全加器门构建为射频脉冲序列，而不是将它们分解为广义逻辑门，例如控制非和单量子位门。这大大减少了实现全加器所需的脉冲数。[The增加一位（F门）所需的最大脉冲数为15]。(iii)全加器是在一个同构自旋链中实现的。(iv)相位误差被最小化：F门为叠加的不同状态产生近似相同的相位。(v)全加器的建模使用量子映射而不是微分方程。这使我们能够将计算时间减少到合理的值。
2004-03-10 quant-ph
Optimal approximate reversal of quantum operations on a single qubit
我们展示了如何从重新制定的量子隐形传态的问题转化为逆转量子操作之一，并设计最佳的完全正映射的隐形传态，可以使一个探索最佳的近似逆转的量子操作在一个单一的量子比特。特别是，我们表明，最佳的近似反转的广义去极化信道可以实现仅使用酉变换。我们还表明，对于一个量子信道，它揭示了一些信息的输入状态，极值完全正映射，而不是酉变换产生最佳的近似反转。
2002-10-10 quant-ph
Qubit Entanglement Breaking Channels
本文继续研究打破纠缠的随机映射或通道。我们给出了一个详细的描述，纠缠打破量子比特通道，并表明，这样的地图正是那些被称为经典量子信道的凸包。我们还回顾了在一个典型的参数化的完整的正性条件，并显示它们如何导致纠缠打破条件。
2003-06-04 math-ph math.MP quant-ph
Concurrence vs. purity: Influence of local channels on Bell states of two qubits
我们分析了两个量子比特的最大纠缠态（例如，单线态$ψ_s$）受到由完全正映射$\cE$描述的局部通道的作用的影响。我们分析了$\varrho_\cE=\cE\otimes\cI[ψ_s]$的并发度和纯度，利用并发度-{ \it vs}-纯度相图，通过对单重态$ψ_s$的作用来表征局域通道$\cE$.我们指定并发的区域-{ \it vs.}-纯度图，可以从单重态通过单位通道的作用实现。我们发现，即使是最一般的（包括非幺正的）本地通道仅作用于一个单一的量子比特的原始单重态不能产生最大纠缠混合态（MEMS）。我们详细研究了局域马尔可夫半群诱导的单重态的各种时间演化。我们证明了退相干过程用并发度-{ \it vs.}表示。纯度图中的一条线，形成了可实现的区域的单位映射的下限。另一方面，去极化过程由一条线表示，该线形成由么正映射引起的映射区域的上界。
2005-08-15 quant-ph
Hierarchical Learning for Quantum ML: Novel Training Technique for Large-Scale Variational Quantum Circuits
BlueQubit Inc（BlueQubit公司）；Institute for Quantum Information and Matter, Caltech（加州理工学院量子信息与物质研究所）；University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）
提出分层学习架构，通过优先学习高有效位参数防止贫瘠高原，在27量子比特上实现约4%误差的高斯分布加载，首次展示大规模量子比特变分学习。
2023-11-21 cs.LG quant-ph
Quantum Benchmarking via Random Dynamical Quantum Maps
提出基于随机动态量子图模拟的通用量子计算机基准测试协议，通过引导量子比特至稳态系综评估系统级错误率，并在IBM Quantum的transmon量子比特上验证了其有效性。
2024-04-29 quant-ph
Coherent dynamics of a qubit-oscillator system in a noisy environment
本文采用分层运动方程方法研究了噪声环境中量子比特振子系统的非马尔可夫动力学。研究发现，通过增强量子比特与谐振子之间的耦合强度，可以有效地抑制整个量子比特-谐振子-水浴系统的退相干速率。此外，我们发现，非马尔可夫记忆特性的浴是能够促进一个强大的量子相干动力学在这个量子比特振荡器浴系统。我们的研究结果可用于设计介观量子线路中的一些可调谐相干操纵。
2017-12-27 quant-ph
Gauge invariants of eigenspace and eigenvalue anholonomies: Examples in hierarchical quantum circuits
一组规范不变量确定的规范理论的量子anholonomies，其中包括贝里阶段和一个异国情调的anholonomy在本征空间。我们研究这些不变量的分层家庭的量子线路，其量子位的大小可以是任意大的。研究还发现，一个分层的量子线路族通常涉及一个NP完全问题。
2012-07-20 quant-ph
Quantum Process Tomography of Unitary Maps from Time-Delayed Measurements
本研究提出基于Takens嵌入定理、用时延测量加少量初始态重构量子幺正映射与哈密顿量的过程层析新方法，可仅观测量子比特确定两比特系统哈密顿量。
2022-02-22 physics.comp-ph quant-ph
Realization of Universal Optimal Quantum Machines by Projective Operators and Stochastic Maps
最佳量子机可以通过线性投影运算来实现。在目前的工作中，一个一般的量子比特对称化理论，通过调查的密切联系，量子比特的纯化过程和任何通用的最佳反酉映射的可编程隐形传态。此外，本文还利用一种新颖的、非常一般的角动量理论分析了N->M克隆映射和N->（M-N）通用非门隐形传态的上下文实现。本文报道了一组扩展的状态对称化线性光学实验实现。这些包括1->2克隆过程，UNOT门和偏振编码量子比特的最佳部分转置映射的量子层析表征。
2004-07-22 quant-ph
