Introduction to Coding Quantum Algorithms: A Tutorial Series Using Qiskit
随着量子计算领域的不断发展,公众对测试一些公开可用的量子计算机的兴趣也在增加。然而,许多人可能会发现学习所有进入量子算法的补充信息是一项艰巨的任务,并变得气馁。本教程是一系列课程,旨在向那些可能很少或没有量子物理背景和/或Python编码知识的人教授量子算法的基础知识。每一课都涵盖了编写量子算法所需的物理/编码主题,最终建立了一个工具集来解决越来越具有挑战性的量子算法。本教程系列旨在为来自任何背景的读者提供两项服务:1)对一些最流行/学术上重要的量子算法的简明透彻的理解。2)流利地理解如何使用IBM的公开可用Qiskit为量子算法编写代码。
2019-03-07 quant-ph
Tutorial: The trapped-ion qubit toolbox
在本教程中,我们将回顾使用冷捕获原子离子的量子信息处理的基本构建块。我们主要关注单量子比特旋转和双量子比特纠缠门的实现方法,它们形成了一组通用的量子门。描述了不同的离子量子位选择及其相应的门实现。
2011-06-06 quant-ph
Introduction to Coding Quantum Algorithms: A Tutorial Series Using Pyquil
随着量子计算领域的不断发展,公众对测试一些公开可用的量子计算机的兴趣也在增加。然而,许多人可能会发现学习所有进入量子算法的补充信息是一项艰巨的任务,并变得气馁。本教程是一系列课程,旨在向那些可能很少或没有量子物理背景和/或Python编码知识的人教授量子算法的基础知识。每一课都涵盖了编写量子算法所需的物理/编码主题,最终建立了一个工具集来解决越来越具有挑战性的量子算法。本教程系列旨在为来自任何背景的读者提供两项服务:1)对一些最流行/学术上重要的量子算法的简明透彻的理解。2)流利地理解如何使用Rigetti的公开Pyquil为量子算法编写代码。
2019-03-07 quant-ph
From Classical to Quantum Reinforcement Learning and Its Applications in Quantum Control: A Beginner's Tutorial
Department of Physics and Engineering Physics, Tulane University(物理与工程物理系,路易斯安那大学);Department of Physics, Indian Institute of Technology(物理系,印度理工学院);Department of Electrical Engineering, Indian Institute of Technology(电气工程系,印度理工学院);Department of Computer Science, Tulane University(计算机科学系,路易斯安那大学)
本教程通过实例驱动的方式,帮助本科生理解并应用强化学习在量子控制中的实践方法。
2026-07-21 cs.AI quant-ph
Tutorial: Optical quantum metrology
本教程围绕光学量子计量学展开,介绍非经典光为量子光子传感带来的性能优势,讲解参数估计基本原理并综述领域研究现状,帮助理解量子效应在测量领域的应用价值。
2025-07-30 quant-ph
A Tutorial on Quantum Master Equations: Tips and tricks for quantum optics, quantum computing and beyond
本文是一份面向跨学科读者的量子主方程教程,系统讲解 Lindblad、Redfield、Floquet 等方法并辅以代码示例。
2023-03-29 quant-ph
Periodically driven quantum open systems: Tutorial
本文基于Floquet理论,对与热浴弱耦合的开放量子系统的主方程进行了简单的推导和讨论,并将其推广到周期性外部驱动的情形.此外,单个热浴被多个热浴代替。我们还提出了满足热力学第二定律的热流的定义,并将一般结果应用于一个简单的周期调制量子比特模型。
2012-05-21 quant-ph
Diagrams of States in Quantum Information: an Illustrative Tutorial
我们提出了“状态图”,一种以图形方式表示和分析量子信息是如何在执行量子线路。本入门教程说明了基础知识,提供了量子计算的有用示例:单量子位,双量子位和三量子位系统中的基本操作,高维空间上的门浸入,单量子位和多量子位状态的生成,合成酉,受控和对角矩阵的程序。为了进行量子过程的分析,我们直接从与过程相关联的量子线路的物理实现中导出状态图。然后将完整的图表重新排列成简化的图表,以可视化计算的整体效果。相反,态图有助于构思新的量子算法,它用直观的图示意性地描述对量子信息的期望操作,然后猜测等价的完整图,从中毫不费力地获得相应的量子线路。相关的例子和复杂算法的分析将在未来的作品中提供,为理解这些内容,本教程提供了必要的介绍。
2009-04-17 quant-ph
Developing an Interactive Tutorial on a Mach-Zehnder Interferometer with Single Photons
我们正在开发一个量子交互式学习平台(QuILT)的马赫-曾德干涉仪与单光子暴露在量子力学课程的高年级学生的当代应用。QuILT致力于帮助学生培养将基本量子原理应用于物理环境的能力,并探索经典和量子思想之间的差异。QuILT采用可视化工具来帮助学生建立对量子现象的物理直觉,并专注于帮助他们整合定性和定量的理解。我们还讨论了初步课堂评估的结果。
2015-10-05 physics.ed-ph quant-ph
Tutorial on Quantum Error Correction for 2024 Quantum Information Knowledge (QuIK) Workshop
本文为2024年QuIK研讨会提供量子计算与量子纠错基础知识的简要回顾,并附有大量参考文献供深入探究。
2024-07-17 cs.IT math.IT quant-ph
A Tutorial on Optimal Control and Reinforcement Learning methods for Quantum Technologies
本教程介绍了量子最优控制与强化学习方法,并将其应用于三能级布居数转移问题,同时提供了开源的 jupyter notebooks 以重现结果。
2022-03-18 quant-ph
Quantum Machine Learning: A Hands-on Tutorial for Machine Learning Practitioners and Researchers
College of Computing and Data Science, Nanyang Technological University(南洋理工大学计算与数据科学学院);Centre for Quantum Technologies, National University of Singapore(新加坡国立大学量子技术中心);Hon Hai Research Institute(鸿海研究院)
本教程面向AI背景读者系统介绍量子机器学习的基础原理、代表性算法、应用及可训练性与泛化等关键问题,并提供代码演示以促进动手实践。
2025-02-03 cs.AI cs.LG quant-ph
Introduction to Haar Measure Tools in Quantum Information: A Beginner's Tutorial
本文是一篇面向初学者的教程,仅用线性代数基础介绍量子信息中的 Haar 测度工具,涵盖矩算子、酉设计及其近似概念,并展示其在量子机器学习与经典阴影层析中的应用。
2024-04-09 quant-ph
Theory of quantum system certification: a tutorial
对复杂量子系统的精确控制保证了包括数字量子计算在内的众多技术应用。这些装置的复杂性使得对其正确运行的认证成为一个挑战。为了应对这一挑战,在过去十年中开发了许多方法。在本教程中,我们将解释用于验证由量子态和过程描述的量子设备的物理层的重要协议。这些协议在近期设备的开发中特别重要。具体讨论了直接量子态认证、直接保真度估计、阴影保真度估计、直接量子过程认证、随机基准测试和交叉熵基准测试等方法。此外,我们提供了一个强大的数学方法,广泛用于量子信息理论的介绍,以获得理论保证的协议。
2021-12-20 quant-ph
A short tutorial on Wirtinger Calculus with applications in quantum information
本文以教程形式介绍 Wirtinger 微积分,并通过量子信息中的示例展示其处理复矩阵参数优化问题的简洁方法与应用价值。
2023-12-08 quant-ph
Tutorial: Calibration refinement in quantum annealing
本教程介绍了在量子退火中利用Ising模型对称性进行校准优化(垫片)以抑制偏差的方法,提供了复杂度递增的示例、完整Python代码及自动化寻找子图和对称性的技术。
2023-04-20 quant-ph
Tutorial: Cavity Quantum Optomechanics
在宏观系统中探索量子物理并操纵这些系统以用于各种技术应用一直是过去十年左右的热门研究课题。在这方面,腔量子光力学领域是最迅速兴起的研究领域之一。它为研究量子物理学中各种开放式的基本问题打开了许多大门,除了许多可能的应用之外。典型的腔光学机械系统由两个反射镜组成,一个固定,而另一个是可移动的。这些系统的尺寸可以是微米或纳米。入射到系统上的电磁辐射可以耦合到可移动反射镜的机械运动。这种光-机耦合是所有现象的根源,如量子纠缠,状态转移,压缩等。在这个简短的教程中,腔量子光力学的基本概念进行了讨论。我们希望本教程将激励读者,无论是理论家还是实验家,在这个非常富有成果的研究领域进行深入的研究。
2022-11-04 physics.optics quant-ph
Entanglement and Its Verification: A Tutorial on Classical and Quantum Correlations
本教程解答纠缠的定义、与经典关联的区别及实验验证方法,通过薛定谔的猫等例子阐释纠缠态与可分离态,回顾连续变量和离散系统的纠缠判据,为读者提供易懂工具以理解纠缠。
2025-11-12 quant-ph
Quantum Circuits for Stabilizer Error Correcting Codes: A Tutorial
本教程介绍稳定子码的量子编码与解码电路设计,给出五量子比特码和Steane码的电路,并用IBM Qiskit验证,还提供最近邻兼容版本。
2023-09-21 eess.SP quant-ph
Digital Simulation of Single Qubit Markovian Open Quantum Systems: A Tutorial
本教程整合单量子比特马尔可夫开放量子系统模拟方法,改进现有数字模拟算法,以量子分叉替代经典随机采样并减少 C-NOT 门需求。
2023-04-26 quant-ph
Tutorial: Hong-Ou-Mandel interference with Structured Photons
本教程系统分析结构光子中的HOM干涉效应,推导不同测量条件下的可见度闭式表达式,填补任意空间模式测量下理论综述空白,助力AI驱动新量子实验发现。
2025-01-24 physics.optics quant-ph
One-way Quantum Computation - a tutorial introduction
在本书的这一章中,我们提供了一个单向量子计算的教程介绍,以及许多可以用来理解它的技术。所描述的技术包括稳定器形式主义和逻辑海森堡图像。我们强调的方式,它是有用的理解单向计算超越简单的等价与量子线路模型。我们简要回顾了目前的实施方案和实验进展,并总结了一些最近的相关理论发展。虽然这一章主要是说教的重点,我们包括一些新的方法和意见。其中包括:一个更简单和更紧凑的制定单向量子计算的稳定形式主义;一种新的方式实现酉对角线的计算基础;新的结果,家庭的操作,可以实现在一个单一的回合的测量;一种方法,用于建设紧凑的单向模式分解酉的对角酉和克利福德群变换。
2006-10-03 quant-ph
Advanced Laser Technology for Quantum Communications (Tutorial Review)
量子通信是利用量子力学定律交换和操纵超出传统技术能力的信息的艺术。随着从量子计算到具有信息理论安全性的密码系统的应用,将量子通信引入社会的许多领域具有强烈的动机。然而,一个重要的挑战是开发可行的技术,满足量子态编码的低噪声和高相干性的严格要求,与经典通信网络集成的高比特率和低功率的严格要求,以及实际广泛部署的可扩展和低成本生产的严格要求。本教程介绍了激光调制技术的最新进展,这些技术使量子通信的高效和通用光源的发展成为可能,特别关注量子密钥分发(QKD)。这种方法已经成功地用于展示具有最先进性能的几种QKD协议。的应用和实验结果进行审查和解释,在一个完整的理论背景下,让读者建模和模拟这样的来源。
2021-08-31 physics.optics quant-ph
A Survey and Tutorial on Security and Resilience of Quantum Computing
目前的量子计算机遭受各种噪声或误差,例如门误差、弛豫、失相、读出误差和串扰。此外,它们提供有限数量的量子位,具有限制性的连接性。因此,运行这些计算机的量子程序面临弹性问题和低输出精度。基于云的量子计算机访问中的噪声也引入了新的安全和隐私问题模式。此外,量子计算机还面临着来自内部和外部对手的几种威胁模型,包括输入篡改、程序错误分配、故障注入、逆向工程(RE)和克隆。本文概述了嵌入在量子计算机和程序中的各种资产,漏洞和攻击模型,以及弹性和安全性之间的关系。我们还涵盖了可靠性和安全性问题的对策,并提出了量子计算的安全性的未来展望。
2021-06-10 quant-ph
Quantum error correction and fault tolerance: A comprehensive tutorial
Joint Center for Quantum Information and Computer Science, NIST/University of Maryland(量子信息与计算机联合中心,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);Joint Quantum Institute, NIST/University of Maryland(量子联合研究所,美国国家标准与技术研究院/马里兰大学);Centre for Quantum Technologies, National University of Singapore(新加坡国立大学量子技术中心);Nanyang Quantum Hub, School of Physical and Mathematical Sciences, Nanyang Technological University(南洋理工大学理学院南洋量子枢纽);Quantum Research Center, Technology Innovation Institute(技术创新研究所量子研究中心);Department of Computer Science and Institute for Advanced Co(计算机科学系与高级合作研究所)
本文全面介绍量子纠错(QEC)的核心概念(码、综合征、稳定子、解码和容错),并连接主要码族和当前研究方向,旨在为初学者和研究者提供操作理解。
2026-05-27 quant-ph
A tutorial introduction to quantum circuit programming in dependently typed Proto-Quipper
本文介绍了带线性依赖类型的实验性量子电路编程语言 Proto-Quipper-D,通过示例展示了依赖类型在构建正确量子电路、实现电路族编程及解决垃圾量子比特类型安全取消计算问题方面的作用。
2020-12-12 cs.PL quant-ph
Neural networks in quantum many-body physics: a hands-on tutorial
在过去的几年里,机器学习已经成为一种强大的计算工具,可以解决广泛的科学学科中的复杂问题。特别是,人工神经网络已经成功地用于减轻量子多体物理学中经常遇到的指数复杂性,量子多体物理学研究由大量相互作用的粒子构建的量子系统的性质。在这篇文章中,我们概述了机器学习在凝聚态物理和量子信息中的一些应用,特别强调了实践教程,作为该领域新手的快速入门。我们提出了监督机器学习与卷积神经网络学习相变,无监督学习与限制玻尔兹曼机进行量子断层扫描,和变分蒙特卡罗与循环神经网络近似的基态的多体哈密顿。我们简要地回顾了每个算法的关键成分和相应的神经网络实现,并显示在两个维度的相互作用的里德伯原子系统的数值实验。
2021-01-26 cond-mat.dis-nn cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
QCE'24 Tutorial: Quantum Annealing -- Emerging Exploration for Database Optimization
本教程系统介绍量子退火技术,并演示其在数据库优化中的应用,包括连接顺序优化、事务调度和虚拟机分配,旨在为数据库领域提供量子计算优化的理论与实践指导。
2024-11-07 cs.DB quant-ph
Quantum Theory of Light in a Dispersive Structured Linear Dielectric: a Macroscopic Hamiltonian Tutorial Treatment
这些笔记,旨在是独立的和教程,提出了一个直接的,宏观的方法来量化光的线性响应电介质材料内的光谱色散和空间不均匀性时,但感兴趣的光谱区域是光学透明的,使明确的处理介质的基本物理是不需要的。所采取的方法是基于宏观麦克斯韦方程组和相应的哈密顿量,而不使用拉格朗日或任何动力学模型的介质,并使用标准的模式为基础的量子化方法。治疗包括:色散介质中的能量密度和通量;逆介电常数形式主义的总结;模式归一化条件的新推导;模式非正交性的直接证明;一般情况和各种特殊情况下的量子化场表达式的例子;群速度和能通量之间的关系;带近似和连续极限;以及波导模式的量子光学处理。
2020-01-07 physics.optics quant-ph
Tutorial: Extracting entanglement signatures from neutron spectroscopy
本教程介绍如何从中子散射谱学数据中提取量子自旋纠缠见证,涵盖 one-tangle、two-tangle 和 Quantum Fisher Information 三种方法,并给出三个实验示例。
2024-09-23 cond-mat.str-el quant-ph
Quantum Finance: a tutorial on quantum computing applied to the financial market
以前只被认为是物理学的前沿领域,现在量子计算是发展最快的研究领域之一,正是因为它在优化问题,机器学习,信息安全和模拟方面的技术应用。本文的目标是介绍量子计算的基本原理,重点介绍一种有前途的量子算法及其在金融市场问题中的应用。更具体地说,我们讨论的投资组合优化问题,使用\textit{Quantum Approximate Optimization Algorithm}(QAOA)。我们不仅描述所涉及的主要概念,而且考虑简单的实际例子,涉及在巴西证券交易所提供的金融资产,代码,经典和量子,免费提供作为一个电子笔记本。我们还详细分析了组合投资组合优化解决方案的质量,通过QAOA使用SENAI/CIMATEC的ATOS QLM量子模拟器。
2022-08-22 q-fin.CP q-fin.PM quant-ph
Quantum ensembles and the statistical operator: a tutorial
本教程的主要目的是详细阐明在量子力学中态系综的含义,并正确地解决准确或近似地区分两个不同系综的问题。为此,我们回顾了量子系综的概念和定义,以及它与量子力学中统计算符概念的关系。我们指出了在引入量子系综和相应的单粒子统计算符之间的对应关系时所包含的隐含假设,并讨论了当这些假设不满足时所产生的一些问题。我们回顾了一些微妙之处,导致明显的悖论,并说明了近似量子克隆的作用。特别是,我们回顾了一些实际感兴趣的例子,其中不同的(但等效的)准备的量子系统,即不同的合奏对应于相同的单粒子统计算子,可以成功地利用多粒子相关性,或一些先验知识的粒子数在合奏区分。
2022-12-26 math-ph math.MP quant-ph
Measurement-Based Feedback of Open Quantum Systems: A Control-Theoretic Review and Tutorial
Xi’an Jiaotong University(西安交通大学);CentraleSupélec, Université Paris-Saclay(巴黎萨克雷大学中央理工-高等学院);University of Technology Sydney(悉尼科技大学)
本文从控制论角度综述开放量子系统的测量反馈,提出递推-收缩框架,以不变性、估计和收缩为核心,连接量子滤波与非线性随机控制,并讨论实施挑战与开放问题。
2026-09-09 math-ph math.MP math.OC
A tutorial introduction to quantum stochastic master equations based on the qubit/photon system
从由具有共振或色散相互作用的二能级系统(量子比特)和谐振子(光子)组成的关键复合量子系统,当测量量子比特或光子时,可以导出相应的量子随机主方程(SME)。从一个基本的离散时间公式的基础上明确的公式的相互作用传播,显示了如何包括测量缺陷和退相干。这个量子比特/光子量子系统说明了一般离散时间SME的Kraus映射结构,该结构支配受环境诱导的测量反作用和退相干的开放量子系统的动力学。然后,在量子比特/光子系统上,人们解释了到连续时间数学模型的过渡,其中测量信号是连续的实值信号(通常是零差或外差信号)或从计数器获得的不连续和整数值信号。在此推导过程中,克劳斯映射公式以无穷小的方式保留。这样的推导也提供了一个等价的克劳斯映射制定的连续时间SME通常表示为随机微分方程驱动的维纳或泊松过程。从这样的克劳斯映射公式,简单的线性数值积分计划,保持积极性和跟踪的密度算子,即量子态。
2022-09-09 math.OC quant-ph
Quantum Neural Network Classifiers: A Tutorial
Tsinghua University(清华大学);Shanghai Qi Zhi Institute(上海期智研究院)
机器学习在过去十年中取得了巨大的成功,应用范围从人脸识别到自然语言处理。与此同时,量子计算领域取得了快速进展,包括开发强大的量子算法和先进的量子器件。机器学习和量子物理学之间的相互作用具有将实际应用带到现代社会的有趣潜力。在这里,我们专注于参数化量子线路形式的量子神经网络。我们将主要讨论用于监督学习任务的量子神经网络的不同结构和编码策略,并利用Julia语言编写的量子模拟包Yao.jl对其性能进行基准测试。这些代码是高效的,旨在为科学工作的初学者提供方便,例如开发强大的变分量子学习模型和辅助相应的实验演示。
2022-07-12 cond-mat.dis-nn cs.AI cs.LG
Critical Quantum Sensing: a tutorial on parameter estimation near quantum phase transitions
University College Dublin(都柏林大学学院);Aalto University(阿尔托大学);Sapienza University(萨皮恩扎罗马大学);Universität Innsbruck(因斯布鲁克大学)
本教程介绍临界量子计量这一新兴范式,讲解利用量子相变附近特性实现量子增强传感的核心概念与策略,分析精度标度关系并探讨其向现实系统拓展的挑战与机遇。
2025-10-23 cond-mat.stat-mech quant-ph
Tutorial: Understanding quantum Zeno and anti-Zeno regimes
University of Southern California(南加州大学);Chapman University(查普曼大学);Northwestern University(西北大学)
本教程通过受驱动量子比特的示例,统一阐释量子芝诺与反芝诺效应的机制,适合量子控制、测量及量子计算领域的研究者学习应用。
2026-08-13 quant-ph
Tutorial on Superconducting Quantum Circuits: From Basics to Applications
Instituto Tecnológico de Aeronáutica(航空技术学院);National University of Singapore(新加坡国立大学)
本教程为本科生提供超导量子电路的基础知识,涵盖超导性、约瑟夫森效应、transmon量子比特及其哈密顿量推导,通过数值模拟展示强耦合 regime 的相干能量交换。
2025-12-24 physics.app-ph quant-ph
Tutorial Notes on One-Party and Two-Party Gaussian States
高斯态-或者更一般地说,高斯算子-在量子光学和量子信息科学中扮演着重要的角色,无论是在概念问题的讨论还是在实际应用中。我们描述,在一个教程的方式,一个系统的运营商的方法,首先表征这种状态,然后调查其属性。中心数值量是协方差矩阵,它指定了状态的特征函数,以及与维格纳和格劳伯相空间函数密切相关的矩阵。出于教学的原因,我们将讨论限制在一维和二维高斯态,我们提供了说明性和指导性的例子。
2003-08-22 quant-ph
Scrambling Dynamics and Out-of-Time Ordered Correlators in Quantum Many-Body Systems: a Tutorial
本文系统讲解量子多体系统中的信息置乱,给出基于 OTOC 的量化框架,并结合玩具模型、数值方法与量子模拟实验方案进行综述。
2023-05-11 cond-mat.str-el hep-th quant-ph
Entangled Two-Photon Absorption by Atoms and Molecules: A Quantum Optics Tutorial
分子与时频纠缠光子对(EPP)的双光子吸收(TPA)及其他非线性相互作用被预测会显示出各种迷人的效应。因此,它们在实际量子增强分子光谱学中的潜在用途需要仔细检查。本文介绍了在教程风格的一个详细的理论研究的单光子和双光子吸收的分子,侧重于如何对待光的量子性质。首先介绍了量子光学的基本理论,然后介绍了分子光学响应的密度矩阵(Liouville)推导,着重介绍了如何将光的量子态引入到分子光学响应的处理中。为了说明,我们详细处理自发参量下转换产生的光子对的TPA,重点是量子光TPA如何不同于经典光。特别是,我们对待的问题有多少增强TPA率可以实现使用纠缠态。本文包括回顾已知的理论方法和结果,以及一些扩展,特别是TPA过程的比较,发生在远离共振的中间态,只和那些涉及非共振的中间态凭借退相过程。还简要讨论了纠缠TPA的实验研究所面临的主要挑战。
2021-07-09 quant-ph
Taming quantum systems: A tutorial for using shortcuts-to-adiabaticity, quantum optimal control, and reinforcement learning
本文以教程形式介绍绝热捷径、量子最优控制和基于机器学习的控制三种量子控制方法的基本理论与应用案例,为新手提供核心概念和实用工具。
2025-11-01 quant-ph
Theory of Cold Atoms: Basics of Quantum Statistics
这篇论文的目的是提出准确描述玻色和费米冷原子所需的基本数学技术。术语{ \it cold}意味着所考虑的温度是低的,使得即使温度是有限的,量子理论也是必要的。术语{ \it atoms}表示所考虑的粒子是无结构的,由它们的质量和相互作用定义。原子是{ \it陷阱},因为它们形成一个有限的量子系统,尽管它们的数量可以非常大,允许使用统计力学的方法。本教程是几个教程的第一部分,给出了两种粒子统计的一般数学技术。下面的教程将分别专门介绍玻色原子和费米原子。仔细解释基本技术的必要性对于避免经常在文献中传播的许多误解很重要。
2013-04-25 cond-mat.stat-mech quant-ph
The Electronic Structure of the Hydrogen Molecule: A Tutorial Exercise in Classical and Quantum Computation
本文以氢分子为教学案例,串联经典 Hartree–Fock 分子积分计算与基于二次量子化、量子比特映射及 QPE 的 Trotterization、qubitization 量子算法。
2025-07-10 physics.chem-ph quant-ph
How to Write a Simulator for Quantum Circuits from Scratch: A Tutorial
本教程面向缺乏量子计算经验的程序员,讲解如何仅用约1000–2000行代码从零实现支持20余个量子比特的量子电路模拟器,并提供精简的 JavaScript 完整示例。
2025-06-09 quant-ph
Bridging Classical Sensitivity and Quantum Scrambling: A Tutorial on Out-of-Time-Ordered Correlators
Hetao Institute of Mathematics and Interdisciplinary Sciences(河套深港科学与技术研究院);University of Bristol(布里斯托大学)
本文探讨经典敏感性与量子混乱之间的联系,通过分析超越时间序相关子(OTOC)的数学结构,解释其在量子信息中的应用及局限性。
2026-03-21 math.DS nlin.CD physics.chem-ph
Tutorial: projector approach to master equations for open quantum systems
本教程系统介绍投影算符方法,展示如何从Nakajima-Zwanzig方程的不同微扰展开推导Brownian主方程、Born-Markov主方程和绝热消除,并通过四个具体例子说明其在开放量子系统中的应用。
2024-08-28 quant-ph
Q-circuit Tutorial
Q-circuit是一个宏列表,在Xy-pic包的帮助下,它大大简化了LaTeX中量子线路图(QCD)的构建。本教程将帮助读者获得在几分钟内渲染任意QCD的技能。Q-circuit可在http://info.phys.unm.edu/Qcircuit/免费获得。
2004-08-24 quant-ph
The coherent interaction between matter and radiation - A tutorial on the Jaynes-Cummings model
Jaynes-Cummings(JC)模型是二能级系统与玻色子场模相干相互作用理论的一个里程碑。本教程的目的是给出一个完整的描述模型,分析系统的哈密顿量,其特征值和特征值,以表征系统和子系统的动态。拉比振荡,连同崩溃和复苏效应,是JC模型的显着特征,在量子信息理论中的应用是重要的。选择腔量子电动力学(cQED)框架,描述了里德伯原子与单腔场模相干相互作用的两个基本实验。
2011-11-04 quant-ph
Improving student understanding via interactive learning tutorial on quantum key distribution using entanglement
Department of Physics and Astronomy, University of Pittsburgh(匹兹堡大学物理与天文学系)
本文介绍一种基于纠缠的量子密钥分发交互式学习教程(QuILT),通过双粒子系统教学,提升学生对量子密码学概念的理解,并可作为课后作业有效实施。
2026-09-10 physics.ed-ph quant-ph
Advancing Quantum Computing with Formal Methods
本教程面向形式化方法社区,介绍量子电路及其组合爆炸难题,并展示加权模型计数(#SAT)在量子电路分析中的应用,旨在激励社区以形式化方法推进量子计算发展。
2024-07-16 quant-ph
Solving Linear Systems of Equations with the Quantum HHL Algorithm: A Tutorial on the Physical and Mathematical Foundations for Undergraduate Students
Latin America Quantum Computing Center, SENAI CIMATEC(拉丁美洲量子计算中心,SENAI CIMATEC);QuIIN - Quantum Industrial Innovation, Centro de Competência Embrapii Cimatec. SENAI CIMATEC(QuIIN - 量子工业创新中心,Embrapii Cimatec能力中心。SENAI CIMATEC);Centro de Ciências Exatas e das Tecnologias, Universidade Federal do Oeste da Bahia - Campus Reitor Edgard Santos(理学院与技术学院,巴伊亚联邦大学雷托尔·埃德加多·桑托斯校区)
本文为本科生提供量子HHL算法的教程,涵盖其物理与数学基础,通过示例展示算法实现并分析其性能与局限性。
2026-02-08 physics.ed-ph quant-ph
Quantum synchronization: A tutorial guide
Birla Institute of Technology, Mesra(梅斯拉比尔拉理工学院);Tata Institute of Fundamental Research(塔塔基础研究所)
本教程综述系统介绍经典与量子动力学系统中的同步现象,涵盖相位锁定、Kuramoto模型及量子极限环振荡器,提供识别同步态、判定稳定性及表征量子同步的解析方法与实用框架。
2026-09-15 cond-mat.stat-mech nlin.AO quant-ph
A Tutorial for Characterizing Transmon Qubits
Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas(巴西中央物理研究中心)
本文提供可调谐Transmon量子比特表征与优化的完整工作流程教程,涵盖低温设置、参数放大器操作、磁通甜点识别、脉冲校准和读出优化等步骤。
2026-06-02 quant-ph