Approximating the Turaev-Viro Invariant of Mapping Tori is Complete for One Clean Qubit
Turaev-Viro不变量是三维流形的标量拓扑不变量。在这里，我们表明，估计映射环面的Turaev-Viro不变量的斐波那契版本的问题是一个完整的问题，一个干净的量子比特复杂性类（DQC 1）。这补充了以前的结果，表明估计任意流形的Turaev-Viro不变量作为Heegaard分裂是一个完整的问题，标准量子计算模型（BQP）。我们还讨论了一个美丽的类比这些结果和以前已知的结果的计算复杂性近似琼斯多项式。
2011-05-31 quant-ph
Rise of conditionally clean ancillae for efficient quantum circuit constructions
本研究提出条件清洁辅助量子比特这一新型量子资源，设计多种低门数、低深度的量子线路构建方案，并提出阶梯式触发检测技术，为早期容错时代的资源受限量子线路设计提供了有效工具。
2025-05-20 quant-ph
The battle of clean and dirty qubits in the era of partial error correction
本研究针对部分纠错时代洁净与脏量子比特的使用权衡问题，通过解析模型和数值模拟发现噪声诱导贫瘠平台难以靠部分纠错完全克服，但每增加一个无噪量子比特可指数抑制梯度可观测量集中，证实了部分纠错的价值。
2023-07-06 quant-ph
Highly-mixed measurement-based quantum computing and the one clean qubit model
我们表明，一个高度混合的状态在一个大的最小熵是无用的资源状态的测量为基础的量子计算的意义上，如果一个经典的有效验证的问题是有效地解决了这样一个高度混合的测量为基础的量子计算，然后这样的问题也可以经典有效地解决。我们也为DQC 1 $_k$模型导出了类似的结果，该模型是DQC 1模型的广义版本，其中测量$k$输出量子比特。我们还证明了基于测量的量子计算在高度混合的资源状态下的冯诺伊曼熵和DQC 1 $_k$模型在另一个意义上是无用的，即计算结果和输入之间的互信息非常小。
2014-03-07 quant-ph
Power of Quantum Computation with Few Clean Qubits
本文研究了多项式时间量子计算的能力，其中只有非常有限数量的量子比特在初始时是干净的。|0>状态，并且所有剩余的量子位最初处于完全混合状态。在计算过程中不允许量子位的初始化，也不允许中间测量。本文的主要结果是这样的量子计算出乎意料的强大的误差可约性。证明了任何可以通过多项式时间量子计算解决的问题，其单侧有界误差使用数学上许多干净的量子比特，也可以通过指数小的单侧误差使用两个干净的量子比特来解决，并且通过多项式小的单侧误差使用一个干净的量子比特来解决。进一步证明了在双边有界误差的情况下，任何问题都可以通过这样的计算解决，其中使用几何上许多干净的量子比特的完整性和可靠性之间的恒定差距，也可以使用两个干净的量子比特以指数小的双边误差解决。如果只有一个干净的量子位是可用的，则问题仍然是可解的，其中在完整性和可靠性中的一个中具有指数小误差，并且在另一个中具有多项式小误差。作为上述双侧误差情况的结果的直接结果，可以得出，对于通过多项式时间量子计算可解决的问题类，用固定的常数阈值参数定义的迹估计问题是完全的，具有2/3的完整性和1/3的可靠性，使用数学上许多干净的量子比特和只有一个干净的量子比特。用于证明误差减少结果的技术本身可能具有独立的兴趣，并且技术工具之一也可以用于显示单干净量子位计算的弱经典模拟的难度（即，DQC 1计算）。
2015-09-24 cs.CC quant-ph
One-clean-qubit spectroscopy of simulated Kitaev chains
University of Basel（巴塞尔大学）；King Fahd University of Petroleum and Minerals（法赫德国王石油与矿产大学）
本文提出一种数字-模拟量子模拟协议，利用单洁净量子比特测量Kitaev链的单粒子谱，通过DQC1模型和经典后处理，仅需单自旋测量即可映射拓扑相变。
2026-09-11 quant-ph
Estimating Jones polynomials is a complete problem for one clean qubit
众所周知，计算辫子的平面闭合的琼斯多项式的某种近似是BQP-完全问题。也就是说，这个问题正好抓住了量子线路模型的力量。一个干净的量子比特模型是一种量子计算模型，其中除了一个量子比特之外的所有量子比特都以最大混合态开始。一个干净的量子比特计算机被认为比标准量子计算机弱得多，但仍然能够解决一些经典的棘手问题。在这里，我们表明，评估一定的近似琼斯多项式在第五个根的单位的辫子的跟踪封闭是一个完整的问题，一个干净的量子比特复杂性类。也就是说，一个干净的量子位计算机可以在链的数量和交叉的数量两者上以时间多项式近似这些琼斯多项式，并且模拟一个干净的量子位计算机的问题可以简化为近似编织物的迹线闭合的琼斯多项式。
2008-02-01 math.GT quant-ph
Power of one non-clean qubit
单净量子比特模型（或DQC 1模型）是量子计算的一种受限模型，其中只有初始状态的单个量子比特是纯的，而其他量子比特是最大混合的。虽然该模型不具有普适性，但它可以有效地解决一些经典有效解未知的问题。此外，最近的研究表明，如果一个干净的量子比特模型是经典有效的模拟，多项式层次崩溃到第二层。然而，单干净量子位模型的缺点是干净的量子位太干净了：例如，在现实的NMR实验中，极化不够高，无法获得完美的纯量子位。在本文中，我们考虑了一个更现实的单干净量子比特模型，其中干净量子比特不是干净的，而是去极化的。我们首先表明，对于任何极化，一个乘法误差计算模型的输出概率分布是可能的，在一个经典的多项式时间，如果我们采取适当的大乘法误差。这个结果与理想的一个干净量子比特模型形成强烈对比，在理想的一个干净量子比特模型中，具有相同误差量的经典有效乘法误差计算（甚至采样）导致多项式层次结构的崩溃。我们接下来证明，对于任何由逆多项式下界的极化，模型的输出概率分布的经典有效采样（根据足够小的乘法误差或指数小的加法误差）是不可能的，除非BQP包含在多项式层次的第二层中，这表明经典有效模拟一个非清洁量子比特模型的难度。
2016-10-23 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el cs.CC
Hardness of classically sampling one clean qubit model with constant total variation distance error
一个干净量子位模型（或DQC 1模型）是量子计算的限制模型，其中只有单个输入量子位是纯的，所有其他输入量子位都是最大混合的。尽管严格的限制，该模型可以解决一些问题（如计算琼斯多项式）的经典有效解是未知的。此外，它表明，如果一个干净的量子比特模型的输出概率分布可以经典有效地采样与常数乘法误差，然后多项式层次崩溃到第二个层次。有没有可能将乘法误差硬度结果改进为恒定的总变化距离误差，就像其他亚通用量子计算模型，如IQP模型，玻色子采样模型和傅立叶采样模型一样？在本文中，我们表明，这确实是可能的，如果我们接受一个修改后的版本的平均硬度猜想。有趣的是，反集中引理可以很容易地通过使用一个干净量子比特模型的特殊性质来证明，即每个输出概率都很小，以至于没有集中发生。
2017-04-12 cs.CC quant-ph
Computing partition functions in the one clean qubit model
提出了一种利用混合态量子计算近似量子系统的配分函数的方法。对于半正定哈密顿量，我们的方法预期运行时间在$(M/(ε_{\rm rel}\mathcal{Z} ))^2$中几乎是线性的，其中$M$是量子系统的维数，$\mathcal{Z}$是配分函数，$ε_{\rm rel}$是相对精度。它是基于近似的指数算子的线性组合的某些运营商有关的块编码的哈密顿或哈密顿演变。在一个干净的量子位模型中，使用标准算法估计每个算子的迹线。对于大值的$\mathcal{Z}$，我们的方法可以运行速度比精确的经典方法，其复杂性是多项式在$M$。我们还证明了一个版本的配分函数估计问题的附加误差是完整的所谓的DQC 1复杂性类，这表明我们的方法提供了一个超多项式加速某些参数值。为了达到所需的相对精度，我们开发了一个经典的程序的基础上的一系列的近似在预定的附加误差，可能是独立的利益。
2020-09-25 quant-ph
One Clean Qubit Suffices for Quantum Communication Advantage
该研究针对单干净量子比特量子通信模型，构造出量子通信代价远低于经典随机协议的部分函数，解决了相关猜想，重现了量子与经典通信复杂度的最优分离，证明结合了超压缩不等式与紧李群表示论工具。
2023-10-03 cs.CC quant-ph
A scalable, tunable qubit, based on a clean DND or grain boundary D-D junction
弹道DND或晶界D-D结的独特性质，包括具有“上”和“下”状态之间可调势垒的双简并基态以及非量子化自发磁通量，使其成为固态量子位的良好候选者。量子“自旋”变量的作用是通过结上的平衡超导相位差的符号来起作用的，它在平衡时自发超电流流动的方向上被揭示出来。设计特定的同时操作与几个集成量子位的可能性进行了讨论。
1999-03-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
The Power of One Clean Qubit in Communication Complexity
我们研究量子通信协议，在这种协议中，参与者的存储开始于一个量子位处于纯态的状态，所有其他量子位完全混合（即处于随机状态），并且没有其他存储可用（用于消息或内部计算）。在量子线路的模型中已经广泛地研究了对可用量子存储器的这种限制，并且已知的是，在多项式层级不崩溃的假设下，当模拟的加性误差（在输入长度上）呈指数级小时，经典地模拟在这样的存储器上操作的量子线路是困难的。我们在通信复杂性中研究这种设置。目标是考虑模拟硬度结果的较大附加误差，并且不使用未经证实的假设。我们为这个模型定义了一个复杂性度量，考虑到标准的误差减少技术在这里不起作用。我们定义了一个时钟和半非时钟模型，并描述这些之间的有效模拟。我们刻画了一个单向通信版本的模型弱无界错误通信复杂性。我们的主要结果是，有一个量子协议只使用一个干净的量子位，并使用$O(\log n)$量子位的通信，这样，任何经典的协议模拟的接受行为的量子协议内的附加错误$1/poly(n)$需要通信$Ω(n)$。我们还描述了一个候选问题，其中一个干净的量子比特的通信复杂度和随机化的复杂度之间的指数差距是可能的，因此一个干净的量子比特模型在{ \em常数}加性误差的经典模拟可能是很难在通信复杂度。我们描述了一个几何猜想，意味着下界。
2019-12-28 cs.CC quant-ph
Quantum Uncomputation of Clean and Dirty Ancilla Qubits
Institute of Software, Chinese Academy of Sciences（中国科学院软件研究所）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）；Key Laboratory of System Software (Chinese Academy of Sciences)（系统软件重点实验室（中国科学院））；State Key Laboratory of Computer Science（计算机科学国家重点实验室）
本文针对量子计算中辅助量子比特反计算仅覆盖清洁类型的问题，提出清洁与脏辅助量子比特反计算的统一形式化及两种方法，在Qiskit中实现原型，较Reqomp提升了多场景覆盖率。
2026-10-14 cs.PL quant-ph
Spin-qubit noise spectroscopy from randomized benchmarking by supervised learning
我们展示了一种方法来获得频谱的$1/f$噪声自旋量子比特设备随机基准，辅助监督学习。噪声指数表示噪声内的相关性，通过训练双层神经网络来确定，该双层神经网络具有校正噪声和不校正噪声的脉冲序列的随机基准测试结果之间的比率。训练完成后，神经网络能够预测指数的绝对误差约为0.05，与现有的方法。然后通过训练另一个神经网络来评估噪声幅度，该神经网络具有来自未校正序列的随机基准测试结果的衰减保真度。在噪声指数已知的情况下，预测噪声幅值的相对误差可低至5%。我们的研究结果表明，神经网络是能够预测随机基准测试的噪声谱，这可以是一种替代方法来测量自旋量子比特设备中的噪声谱。
2019-03-28 quant-ph
Impossibility of Classically Simulating One-Clean-Qubit Computation
单量子比特确定性量子计算（DQC 1）是一种受限的量子计算模型，其输入态是除单个干净量子比特外的完全混合态，并且在计算结束时仅测量单个输出量子比特。证明了量子计算对DQC 1模型的限制不会改变复杂性类NQP和SBQP。作为一个主要的结果，它遵循的DQC 1模型不能有效地模拟经典计算机，除非多项式时间层次崩溃到第二个层次（更准确地说，AM），这回答了长期以来的开放问题提出的Knill和Laflamme下非常合理的复杂性假设。本文中的论点也削弱了复杂性假设所必需的现有的不可能性结果的各种亚通用的量子计算模型，如IQP模型和玻色子采样的经典模拟。
2015-02-26 cs.CC quant-ph
On the hardness of classically simulating the one clean qubit model
单量子比特确定性量子计算（DQC 1）是一种量子计算模型，其中输入限于包含纯态的单个量子比特，所有其他量子比特处于完全混合态，在计算结束时只有单个量子比特测量[E. Knill和R. Laflamme，Phys. Rev. Lett. { \bf 81}，5672（1998）]。虽然已知DQC 1可以有效地解决一些没有已知的经典有效算法存在的问题，但DQC 1是否真的比经典计算更强大的问题仍然是开放的。在本文中，我们介绍了一个稍微修改的版本的DQC 1，我们称之为DQC 1 $_k$，$k$输出量子比特的测量，并表明，DQC 1 $_k$不能经典有效地模拟任何$k\geq3$，除非多项式层次崩溃在第三级。
2014-04-02 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el cs.CC
Clean quantum and classical communication protocols
如果我们要求各方不仅正确计算函数，而且在通信协议结束时将所有寄存器（除了包含答案的寄存器）返回到它们的初始状态，那么函数的通信复杂度必须增加多少？实现这一点的协议被称为干净的，相关的成本是干净的通信复杂度。在这里，我们提出了干净的协议，用于计算两个$n$位串的内积，表明（在没有预共享纠缠的情况下）最多需要$n+3$量子位或$n+O(\sqrt{n})$位的通信。量子协议为获得并行实现分布式CNOT门的最佳方法提供了灵感，同时最大限度地减少了量子通信量。对于更一般的功能，我们表明，几乎所有的布尔函数需要接近$2n$位的经典通信计算和接近$n$量子位，如果双方有访问预共享纠缠。这两个值对于它们各自的范例都是最大的。
2016-09-30 quant-ph
Simultaneous Multiparty Quantum Teleportation Supervised by a Controller
本研究设计含Hadamard门和受控非门的17量子比特簇态制备线路，以此为量子信道实现控制器监督下四发送方对四接收方的同时多方量子隐形传态，协议固有效率达21.65%，在资源等维度优于现有相关协议。
2024-09-27 quant-ph
Formal Verification of Quantum Ancilla Safety
Key Laboratory of System Software (Chinese Academy of Sciences), Institute of Software, Chinese Academy of Sciences（中国科学院软件研究所系统软件重点实验室）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）；Leiden University（莱顿大学）；University of Edinburgh（爱丁堡大学）
针对量子编译中辅助量子位安全性的形式验证难题，提出端到端验证-修复框架，通过两步归约策略实现高效并行验证，可分类错误并修复局域故障，工具可扩展至数千量子位且效果良好。
2026-08-14 quant-ph
Fast Cliffords When Your Quantum Memory Is Full
University of Amsterdam（阿姆斯特丹大学）；QuSoft；Charles University, Prague, Czech Republic（布拉格查理大学）；Department of Computer Science, University of Oxford（牛津大学计算机系）
本研究提出催化实现方法，利用脏量子比特在计算后精确恢复其状态，实现深度为 O(log n) 的克利福德电路，无需干净 workspace，并扩展到克利福德层级对角元素和半克利福德门。
2026-10-01 quant-ph
The controlled indirect coupling between spatially-separated qubits in antiferromagnet-based NMR quantum registers
考虑核自旋为1/2的一维原子链中的间接量子比特间耦合，它在量子寄存器中起量子比特的作用。该原子链以规则的方式放置在易轴3D反铁磁薄板衬底中，该衬底从包含同位素的其他核自旋中清除。结果表明，在自旋翻转型反铁磁体系中（控制参数为外磁场），在量子相变临界点附近和（或）在均匀反铁磁共振附近（控制参数为微波频率），间接自旋间耦合的范围可以达到大量的晶格常数。
2004-10-31 quant-ph
Ultrahigh Vacuum Packaging and Surface Cleaning for Quantum Devices
我们描述了用于超导量子位芯片或其他表面敏感量子器件的超高真空（UHV）封装的设计、实现和性能。UHV加载程序允许在将量子器件密封到测量包中之前对量子器件进行退火、紫外光照射、离子铣削和表面钝化。该封装在转移到低温温度期间通过钛吸气剂层的主动泵送保持真空。我们表征的系统的处理能力和目前的测量通量可调量子位的平均T $_1=84~μ$ s和T $^{echo}_2=134~μ$ s后，真空加载这些样品到底部加载稀释冰箱中的超高真空封装。
2020-10-22 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Evaluating Supervised Learning Approaches for Quantification of Quantum Entanglement
Delhi Technological University（德里理工大学）；Jawaharlal Nehru University（贾瓦哈拉尔·尼赫鲁大学）
本文提出利用监督学习方法量化量子纠缠，通过测量结果和纠缠度量训练模型，无需完整量子态信息即可预测纠缠程度。
2025-12-26 quant-ph
Pinned QMA: The power of fixing a few qubits in proofs
如果我们固定一个系统的单个量子位并将其固定在特定状态，会发生什么？首先，我们表明，这可以大大增加静态问题的复杂性-基态性质的限制类型的条款的局部哈密顿问题。特别地，我们证明了Pinned交换和Pinned随机局部哈密顿问题是QMA完备的。其次，我们表明，钉扎一个量子比特通过经常重复的测量也导致通用量子计算已经与交换和随机哈密顿。最后，我们讨论了基态连通性（GSCON）问题的变体，并证明了随机GSCON是QCMA完备的。因此，我们确定了一个全面的图片的计算能力的钉扎，让人想起一个干净的量子位模型的力量。
2020-10-23 quant-ph
Supervised Quantum Machine Learning: A Future Outlook from Qubits to Enterprise Applications
Department of AI（人工智能系）；Institute of Applied Artificial Intelligence and Robotics (IAAIR)（应用人工智能与机器人研究所）；Deakin University（德肯大学）
本文回顾了监督量子机器学习的最新进展、方法、局限与实验，并提出了2025-2035年未来十年在应用研究与企业系统中的发展路线图与展望。
2025-06-25 cs.AI quant-ph
Detecting genuine multipartite entanglement via machine learning
本文研究用监督与半监督机器学习检测三量子比特真正多体纠缠，随机生成密度矩阵训练SVM，并改进S4VM的分组与迭代预测方法，数值模拟表明可显著提升预测精度。
2023-11-29 quant-ph
The Space Just Above One Clean Qubit
本文研究了介于DQC1和BQP之间的计算模型1/2BQP，证明其能模拟IQP并解决因式分解等问题，但无法实现Grover算法的二次搜索加速。
2024-10-10 cs.CC quant-ph
Conditional purity and quantum correlation measures in two qubit mixed states
我们分析并给出了由一对相同偏振态的光子构成的混合双量子比特态的条件纯度、量子不和谐和其他相关量子关联度量的实验结果。所考虑的状态是相关的描述自旋对相互作用的自旋链在横向磁场的状态。我们推导出干净的解析表达式的条件本地纯度和其他相关措施获得的远程本地投影测量的结果，这是充分验证了实验结果。一个简单的精确表达式，这些国家的量子不和谐的最大条件纯度的条款也被导出。
2016-09-27 quant-ph
A no-go result for pure state synthesis in the DQC1 model
本文研究DQC1模型中的态合成，证明丢弃或测量后无法可靠产生额外纯量子比特及低温Gibbs态，并据此给出重复相互作用量子算法的运行时间下界。
2024-04-05 quant-ph
A Classical-Quantum Adder with Constant Workspace and Linear Gates
本研究解决了经典-量子加法器能否达到与量子-量子加法器相同渐近复杂度的开放问题，构建了两种不同辅助量子比特配置的低代价经典-量子加法器，并证明受控版本无需额外资源。
2025-07-30 quant-ph
Borrowing Dirty Qubits in Quantum Programs
本文针对量子计算中洁净量子比特稀缺问题，定义脏量子比特借用的语义与安全逆计算概念，提出高效算法并验证其在特定量子电路中对脏量子比特安全逆计算的有效性，实现量子比特复用。
2025-08-24 cs.PL quant-ph
Depth-2 QAC circuits cannot simulate quantum parity
我们证明了$n > 3$量子比特上的量子奇偶校验门不能用具有两层任意数量的任意C-SIGN门和任意1-量子比特幺正门的量子线路干净地模拟，不管允许的辅助量子比特的数量如何。这是最有名的和第一个非平凡的分离之间的奇偶校验门和电路的这种形式。同样的界限也适用于量子扇出门。我们的结果与Fang等人[3]的结果是不可比较的，后者适用于任何恒定的深度，但需要模拟电路上的辅助量子比特的亚线性数量。
2020-05-25 cs.CC quant-ph
A Laplacian-based Quantum Graph Neural Network for Semi-Supervised Learning
University of Beira Interior（贝拉内瓦大学）；Instituto Superior Técnico（高等技术学院）；The University of Tokyo（东京大学）；Atmosphere and Ocean Research Institute（大气海洋研究所）；Falcondale LLC（福尔肯代尔有限责任公司）；INESC TEC, University of Minho（米尼奥大学INESC TEC研究所）
本研究探究基于拉普拉斯的量子半监督学习方法在四个基准数据集上的表现，分析量子比特数量、纠缠层对性能的影响，发现需针对数据集调优超参数以实现最优效果。
2024-08-13 cs.LG quant-ph
Overlap junctions for high coherence superconducting qubits
亚微米约瑟夫森结的制造证明使用标准的高相干性，超导量子比特的处理技术。这些结是在两个独立的光刻步骤与法向角蒸发。最重要的是，这项工作表明，它是可以实现高的连贯性与结上形成的铝表面上原位清洗与Ar铣削之前的结氧化。这种方法消除了通常用于小结的角度依赖性阴影掩模。因此，这有利于使用常规CMOS工艺来实现用于提高裕度和良率的典型方法。目前的方法使用电子束光刻和附加工艺来定义顶部和底部电极。扩展这项工作的光学光刻和减法过程进行了讨论。
2017-05-24 cond-mat.supr-con quant-ph
Dephasing of Majorana qubits due to quasistatic disorder
基于马约拉纳零模式的量子比特预期对某些噪声类型是鲁棒的，并且因此提供优于常规量子比特的量子计算平台。然而，这种鲁棒性并不完全：不完美仍然会导致量子位退相干，从而导致信息丢失。在这篇工作中，我们在一个极小模型中理论上研究了Majorana量子比特的退相：在具有准静态无序的Kitaev链中。我们的方法，基于数值以及一阶非退化微扰理论，提供了一个概念上简单的物理图片和预测高斯退相。我们表明，作为系统参数的变化，由于无序的失相率振荡的相位相对于振荡的干净系统的Majorana分裂。在我们的模型中，如果无序不相关，则不存在一阶失相最佳点。我们描述了不相关和高度相关的障碍之间的交叉，并表明，移相测量可以用来表征的无序相关长度。我们希望我们的研究结果将用于设计和解释未来的马约拉纳量子比特实验。
2021-11-17 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum Kernel Estimation With Neutral Atoms For Supervised Classification: A Gate-Based Approach
Politecnico di Torino（都灵理工大学）
本文提出了一种基于门模型的中性原子量子核估计方法，通过从激光脉冲推导门并构建特征映射来训练支持向量机，解决了超导设备连通性不足的问题，并验证了其在小数据集上的高准确率。
2023-07-28 cs.LG quant-ph
Gate-Controlled Spin Qubits in Confined Altermagnets
University of Nebraska（内布拉斯加大学）
提出在静电受限的交变磁量子点中通过栅极定义自旋量子比特，利用椭圆约束产生低能自旋极化双态，并通过共振调制实现单比特和两比特门操作，无需自旋-轨道耦合。
2026-06-24 cond-mat.mes-hall quant-ph
Supervised Learning Using a Dressed Quantum Network with "Super Compressed Encoding": Algorithm and Quantum-Hardware-Based Implementation
Indian Institute of Technology Delhi（印度理工学院德里分校）
已知在有噪声的中间尺度量子（NISQ）设备上实现变分量子机器学习（QML）算法具有与所需的大量量子比特和与多量子比特门相关联的噪声有关的问题。在本文中，我们提出了一个变分QML算法，使用一个穿着量子网络来解决这些问题。使用我们在这里遵循的“超压缩编码”方案，在将输入馈送到变分量子线路之前，我们的修饰网络中的经典编码层大幅降低了输入维度。因此，我们的量子线路所需的量子比特数量急剧下降。此外，与大多数其他现有的QML算法不同，我们的量子线路仅由单量子比特门组成，使其对噪声具有鲁棒性。这些因素使我们的算法适合NISQ硬件上实现。为了支持我们的论点，我们在真实的NISQ硬件上实现了我们的算法，从而使用流行的机器学习数据集（如Fisher's Iris，Wisconsin's Breast Cancer（WBC）和Abalone）显示了准确的分类。然后，为了给我们的算法的工作提供一个直观的解释，我们展示了量子态的聚类，它对应于不同的输出类的输入样本，在Bloch球（使用WBC和MNIST数据集）。这种聚类是我们算法中训练过程的结果。通过这种基于布洛赫球的表示，我们还显示了经典编码层的可调参数和变分量子线路的可调参数（在训练中）所起的不同作用。这些参数在训练期间通过损失最小化迭代地调整。
2020-07-20 cs.LG quant-ph
Adaptive Clifford+T Decomposition of Large Toffoli Gates with One Clean Ancilla
DFKI（德国人工智能研究中心）；University of Bremen（不来梅大学）
本文研究了在存在一个干净辅助量子比特和条件性干净辅助量子比特的情况下，利用3输入和4输入相对相位Toffoli门对大型Toffoli门进行分解，推导了包含动态电路基于的反向计算和测量条件修正的Clifford+T实现的资源界限，并强调在固定CX和T计数开销下T深度的减少，确保了对近期设备的相关性。
2026-05-18 cs.ET quant-ph
Supervised quantum gate "teaching" for quantum hardware design
University College London（伦敦大学学院）；Max-Planck-Institut für Quantenoptik（马克斯·普朗克量子光学研究所）
我们展示了如何训练成对相互作用的量子比特的量子网络，使得其演化实现目标量子算法到给定的网络子集。我们的策略受到监督学习的启发，旨在帮助物理构建一个量子计算机，它可以在最小的外部经典控制下运行。
2016-07-20 cs.LG quant-ph stat.ML
Dynamics of decoherence of an entangled pair of qubits locally connected to a one-dimensional disordered spin chain
在推广的中心自旋模型下，通过对Loscherton回声（LE）的测量，研究了由两个量子比特组成的Bell对的非平衡态纠缠演化。通过平衡态下LE的导数检测到Griffiths相，我们发现在非平衡态下，自旋链需要一个时间窗口来实现无序效应。我们表明，在这个时间尺度内，LE下降呈指数，这种衰减是最大限度地控制的初始状态和耦合强度。我们的详细研究表明，实际上存在三种类型的指数衰减，高斯衰减在超短时间尺度其次是两个指数衰减在中间时间有两个不同的衰减指数。无序的影响开始出现在后期幂律下降的LE的幂律指数是强烈依赖于无序强度和最终状态，但几乎独立的初始状态和耦合强度。这一特征使我们能够指示Griffiths相的存在。准确地说，连续变化的临界指数和宽分布的弛豫时间印记其效果在LE在后期的时间限制，其中幂律下降是不存在淬火到格里菲斯相。这里，LE在快速指数下降之后消失。有趣的是，对于非临界淬火LE达到一个更高的饱和值，增加无序强度，否则消失的一个干净的自旋链，指的是事实，无序禁止纠缠在长时间内迅速衰减。此外，我们发现，无序也能够破坏光锥一样的性质后淬火准粒子的LE不感测奇异的时间尺度出现干净的自旋链与量子位耦合在对称位置。
2018-12-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
