Multi-qubit Toffoli with exponentially fewer T gates
本文提出随机Clifford+$T$电路，以指数级减少T门数量实现多量子比特Toffoli门，并给出最优上下界，同时扩展至其他布尔函数。
2025-10-08 quant-ph
Dispersive Qubit Readout of Temperature
本文研究利用注入外部压缩与腔内压缩提高色散量子比特读出中的温度测量精度，证明在特定低温、短时或弱输入条件下可获得指数级提升，并在多比特与热浴耦合时通过大腔损耗和弱耦合实现海森堡标度。
2024-12-18 quant-ph
Exponentially Improved Dispersive Qubit Readout with Squeezed Light
本文提出将注入外部压缩与腔内压缩结合用于色散量子比特读出，可在任意测量时间内使信噪比指数级提升，并在短时测量中以两倍压缩参数进一步指数改善，为量子纠错和容错量子计算提供快速高保真读出方案。
2025-02-10 quant-ph
Fault-tolerant syndrome extraction and cat state preparation with fewer qubits
本文降低了容错量子计算中伴随式测量与猫态制备的量子比特开销，证明在距离为3的容错下开销实现指数级降低，并利用$a$维超立方体最长路径高效复用标志量子比特。
2023-10-20 quant-ph
A streamlined quantum algorithm for topological data analysis with exponentially fewer qubits
AWS Center for Quantum Computing（AWS量子计算中心）；Alfréd Rényi Institute of Mathematics（阿尔弗雷德·雷尼数学研究所）；Institute for Quantum Information, RWTH Aachen University（亚琛工业大学量子信息研究所）；Department of Computing, Imperial College London（伦敦帝国理工学院计算机系）
本文提出一种改进的量子算法计算持久贝蒂数，实现多项式时间提升和指数空间节省，同时引入量子启发的经典幂方法，提供与现有经典启发法相当的算法。
2026-03-31 quant-ph
Two-Qubit Gate Set Tomography with Fewer Circuits
本文针对双量子比特门集层析实验线路过多的问题，提出利用 GST 线路的过完备结构识别并剔除冗余线路，在保持海森堡极限精度扩展的同时大幅降低实验成本，并通过数值模拟和 Fisher 信息验证了有效性。
2023-09-21 quant-ph
Optimal model for fewer-qubit CNOT gates with Rydberg atoms
少量子比特量子逻辑门作为构造通用多量子比特门的基本单元，在量子计算和量子信息中有着广泛的应用。然而，传统的构造少量子比特门通常使用多脉冲协议，这在门执行期间不可避免地遭受严重的固有错误。在这篇文章中，我们报告了一个关于通用的两个和三个量子比特的CNOT门介导的激发到里德伯态与容易访问的范德华相互作用的最佳模型。该门采用遗传算法全局优化实现脉冲的幅度和相位调制，可以用较少的光脉冲实现门的工作。与传统的多脉冲分段方案相比，该方案可以通过同时激发原子到里德堡态来实现，节省了在不同空间位置进行多脉冲开关的时间。我们的数值模拟结果表明，在不考虑里德伯相互作用涨落的情况下，对于两个相距7.10 $μ$ m的量子比特，单脉冲两（三）量子比特CNOT门的保真度可以达到99.23 $\%$（90.39 $\%$）.我们的工作对于实现快速方便的多量子位量子计算在中性原子量子技术研究中具有重要意义。
2021-12-16 physics.atom-ph quant-ph
Efficiently estimating quantum thermal properties from exponentially fewer samples
University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）；Center for Theoretical Physics, Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院理论物理中心）；Alfréd Rényi Institute of Mathematics（阿尔弗雷德·雷尼数学研究所）
本文提出一种高效估计热态M个可观测量的协议，仅需O(log M/ε²)份吉布斯态样本，利用单次非适应测量，总哈密顿量模拟时间为~O(βM/ε²)，在黑盒设置下样本复杂度最优。
2026-10-01 quant-ph
Superconducting coupler with exponentially large on-off ratio
可调谐双量子位耦合器提供了一种减轻多量子位超导量子处理器误差的途径。然而，大多数耦合器在窄频带中工作，并且针对特定耦合，例如寄生$ZZ$相互作用。我们引入了一种超导耦合器，它通过抑制所有具有指数大开关比的两量子比特相互作用来消除这些限制，而不需要微调。我们的方法是基于一个辅助的非线性谐振器模式补充总线模式。驱动辅助模式导致谐振器中的耦合器状态相关的场位移，这又导致相对于驱动功率的实和虚两量子位相互作用的指数抑制。超导电路实现支持所提出的机制。
2021-07-21 quant-ph
QAOA with fewer qubits: a coupling framework to solve larger-scale Max-Cut problem
针对QAOA求解大规模Max-Cut问题时的量子比特瓶颈，提出一种量子-经典耦合框架，仅需18个量子比特即在24顶点图上实现0.9950的平均近似比，优于现有方法。
2023-07-28 quant-ph
Exponentially Enhanced Quantum Metrology
我们表明，当一个合适的纠缠产生幺正算符取决于一个参数被施加在N个量子比特并行，并测量一个适当的可观测量，在估计参数的2次幂（-N）的精度可以实现。这以指数方式提高了经典和量子非纠缠并行策略中可实现的精度。我们提出了一个量子光学模型的激光与一个N-量子比特系统，说一个多原子分子，通过广义Jaynes-Cummings相互作用，在原则上，可以实现指数增强的精度。
2006-07-24 quant-ph
Overhead in Quantum Circuits with Time-Multiplexed Qubit Control
Chalmers University of Technology（查尔姆斯理工大学）
本文研究了在低温环境下扩展量子处理器时，时间复用量子位控制对并行控制和执行时间开销的影响，证明减少驱动线数量可在不显著增加开销的情况下提升效率。
2025-10-16 quant-ph
Entanglement Detection with Fewer Measurements based on the Geometric Criterion
我们提出了一种新的技术，以减少预期的测量数量宣布一个未知的量子态纠缠。我们的方法是基于几何准则，所以只需要本地泡利测量。使用浓度的措施，我们提供了一个启发式，使我们能够重新解释以前的决策树算法，由于Laskowski等人，形成了我们的新算法的基础。数值模拟表明，对于三到六个量子比特，我们使用的测量比平凡算法或决策树算法少。此外，我们的方法很容易构造，不需要系统的先验知识，并且适用于任何数量的量子位。
2017-09-11 quant-ph
Efficient implementation of single particle Hamiltonians in exponentially reduced qubit space
Institute for Physics, Slovak Academy of Sciences（斯洛伐克科学院物理研究所）；Matej Bel University（马特伊·贝尔大学）；Masaryk University（马萨里克大学）
本文提出一种对数量子位编码方法，将N个物理站点映射到仅需log₂N个量子位，通过构造变分电路和格雷码启发的测量策略，显著降低硬件负载，实现对大规模固态哈密顿量的高效模拟。
2026-05-06 quant-ph
Quantum Data Compression of a Qubit Ensemble
数据压缩是现代信息技术的一个普遍存在的方面，并且量子信息的出现提出了什么类型的压缩对于量子数据是可行的问题，考虑到创建可靠的量子存储器所涉及的极端困难，这是特别相关的。我们提出了一个协议，其中的量子位（量子位）的合奏可以在原则上被完美地压缩成指数更少的量子位。然后，我们实验性地实现我们的算法，将三个光子量子比特压缩成两个。该协议揭示了量子信息和经典信息之间的微妙差异。此外，由于数据压缩将有关量子态的所有可用信息存储在更少的物理量子比特中，因此它可以大大减少存储量子系综所需的量子存储器的数量，即使是今天有限的量子存储器也比以前认识到的要强大得多。
2014-10-15 quant-ph
Exponentially faster preparation of quantum dimers via driven-dissipative stabilization
National University of Singapore（新加坡国立大学）；California Institute of Technology（加州理工学院）；A*STAR (Agency for Science, Technology and Research)（新加坡科技研究局）
提出一种利用时间依赖驱动和一维耗散浴实现多体纠缠态快速制备的方案，相比现有方法在保真度趋近1时获得指数级加速，且协议时间与系统大小无关。
2024-07-29 quant-ph
Variational Quantum Eigensolver with Fewer Qubits
我们提出了一个量子比特有效的方案，用于在近期有噪声的中尺度量子计算机上研究量子多体系统的基态性质。人们可以使用比物理自由度小的数量的量子位来获得基态的张量网络表示。通过增加量子比特数，可以指数地增加量子计算机上张量网络变分模拟器的键维。此外，我们构造了尊重物理系统的U（1）和SU（2）对称性的电路块，并表明它们可以显着加快训练过程并缓解梯度消失问题。为了证明量子比特有效的变分量子本征求解器在实际环境中的可行性，我们对电路的可微编程进行了第一原理经典模拟。仅使用$6$量子比特就可以获得$4\times 4$正方格点受抑海森堡模型的基态，保真度超过97%。在变分优化后的同一电路上，也可以测量到非线性的长程相关。
2019-08-18 cond-mat.str-el quant-ph
Fast universal control of a flux qubit via exponentially tunable wave-function overlap
本文提出双分流磁通量子比特（DSFQ），通过可调势垒高度实现可调保护水平，在降低势垒时实现高保真度单双量子比特门和可控读出耦合，并给出对全局磁场指数不敏感的双环梯度计版本。
2023-11-28 cond-mat.mes-hall quant-ph
Exponentially enhanced gravitationally induced entanglement between quantum systems with a two-phonon drive
提出在含双势阱测试粒子、量子比特和量子媒介的混合系统中引入双声子驱动，以指数增强引力诱导纠缠及其产生速率，并在退相位下部分保持纠缠。
2023-07-07 quant-ph
Quantum Computing Simulation Optimizations and Operational Errors on Various 2-qubit Multiplier Circuits
由于模拟量子计算机需要更多的经典资源，因此高效的算法非常有用。我们分析了创建单个量子位和特定受控量子位矩阵表示的门的算法。此外，我们使用模拟器来研究基于不同概率分布的错误，并研究存在操作错误时不同2量子位乘法器电路的鲁棒性。
2002-08-15 quant-ph
Probabilistic storage and retrieval of qubit phase gates
酉量子动力学的概率存储和检索（PSR）是可能的，相对于用作量子存储器的系统数量，故障概率呈指数级小[PRL 122，170502（2019）]。在这里，我们研究的改进，由于先验知识的酉变换存储。特别地，我们研究了量子比特相位门的$N \rightarrow 1$ PSR，即量子比特旋转一个未知角度的圆形$Z$轴，并表明，如果我们访问的门只有$N$ -次，其单次使用的最佳概率是$N/(N+1)$。我们提出了一个量子线路实现的最佳协议，并表明，可编程相位门[PRL 88，047905（2002）]可以变成$(2^k-1)\rightarrow 1$相位门的最佳PSR，只需要$k$ CNOT门，而在$k$指数小的故障概率。
2020-08-21 quant-ph
Qubit-efficient exponential suppression of errors
近期量子计算机的实际优势取决于是否有有效的方法来抑制错误。最近的突破引入了能够通过制备多个状态的噪声副本并虚拟地提取更纯净的版本来指数抑制错误的方法。在这里，我们提出了一种替代方法，即资源高效的量子错误抑制技术（REQUEST），它通过使用主动量子位重置（一种现在在商业平台上可用的功能）将这一突破适应于更少的量子位。我们的方法利用空间/时间权衡，以实现类似的错误减少，仅使用$2N+1$量子位，而不是$MN+1$量子位，对于$N$量子位状态的$M$副本。此外，我们提出了一种方法，使用近克利福德电路，以找到这些副本的最佳数量存在的现实噪声，这限制了这种错误抑制。我们进行了一个数值比较原始的方法和我们的量子比特有效的版本与现实的陷阱离子噪声模型。我们发现，REQUEST可以再现虚拟蒸馏方法的误差的指数抑制，同时在少于$3N+1$量子位可用时优于虚拟蒸馏。最后，我们研究了请求所需的拍摄次数$N_S$的缩放，以实现有用的校正。我们发现，在$N$为数百个量子位的量子优势范围内，$N_S$仍然是合理的。
2021-03-24 quant-ph
Improving the Accuracy of Variational Quantum Eigensolvers With Fewer Qubits Using Orbital Optimization
本文提出将轨道优化方案融入变分量子本征求解器，通过参数化部分酉变换减少所需量子比特，数值模拟表明该方法能以更少量子比特获得更低的基态能量，显著提升近期量子计算机处理电子结构问题的能力。
2023-10-17 physics.chem-ph quant-ph
Quantum schoolbook multiplication with fewer Toffoli gates
本文提出利用受控加减电路构造量子教科书乘法器，将 Toffoli 门数量渐近减半，并在小寄存器规模下相比标准方案减少最多约30%的Toffoli门，适用于椭圆曲线密钥破解等实际应用。
2024-10-01 quant-ph
Mechanical Squeezed-Fock Qubit: Towards Quantum Weak-Force Sensing
Xi’an Jiaotong University（西安交通大学）；Lanzhou University（兰州大学）
本文提出利用参数驱动非线性机械振子中的 squeezed Fock 状态来增强机械量子比特的非线性与非谐振性，从而实现更灵敏的弱力传感。
2025-08-05 quant-ph
Implementation of a Deutsch-like quantum algorithm utilizing entanglement at the two-qubit level, on an NMR quantum information processor
我们描述了一个最近提出的量子算法的实验实现，涉及量子纠缠在两个量子比特的水平上使用NMR。该算法解决了广义的Deutsch问题，并区分偶数和奇数的功能，使用更少的功能调用比可能的经典。与Deutsch-Jozsa算法和Grover的两位搜索算法不同，这里两个量子位的纠缠态的操纵是必不可少的。
2000-06-22 quant-ph
Erasure Minesweeper: exploring hybrid-erasure surface code architectures for efficient quantum error correction
本研究提出混合擦除表面码架构，将部分量子比特设为双轨擦除量子比特，在固定transmon预算下提升表面码纠错性能，平衡资源成本与逻辑指标，适配近期量子硬件条件。
2025-09-03 quant-ph
Faster quantum mixing of Markov chains in non-regular graph with fewer qubits
从平稳分布中采样是基于马尔可夫链的算法的基本任务之一，并且在机器学习、组合优化和网络科学中具有重要的应用。对于量子情况，从马尔可夫链的q采样可以被构造为准备具有任意接近于平稳分布的平方根的振幅的量子态，而不是从平稳分布的经典采样。本文利用离散时间量子游走构造了一个新的q采样算法，该算法对所有可逆马氏链都是有效的，与已有的结果相比，该算法没有任何限制。具体地说，我们建立了一个qsampling算法，它不仅加速了非正则图，而且保持了现有量子算法对正则图的加速。在非规则图中，量子快进算法的调用加速了离散时间和连续时间情况下的现有最先进的qsampling算法，特别是在稀疏图上。与现有的算法相比，我们减少了log n，其中n是图的顶点数。在正则图中，我们的结果与其他量子算法相匹配，并且与经典情况相比，我们对马尔可夫链间隙的依赖实现了二次加速。对于这两种情况，我们减少了所需的辅助量子比特的数量相比，现有的结果。在一些广泛使用的图和一系列稀疏图的平稳分布是很难迅速达到，我们的算法是第一个算法，实现完全的二次加速（无对数因子）超过经典的情况下，没有任何限制。为了提高成功概率，引入了幅度放大。我们构造了一个新的具有较少辅助量子比特的定态反射，并认为它可能具有独立的应用。
2022-05-12 cs.CC quant-ph
Comments on quant-ph/0506137: Fast quantum search algorithms by qubit comparisons exploiting global phase interference
最近，Andreas de Vries提出了一种量子算法，该算法在未排序的数据库中找到元素的速度比Grover算法快得多。我们表明，德弗里斯的算法不按预期工作，并没有给出任何线索的位置搜索元素。
2005-07-13 quant-ph
Improved Simulation of Quantum Circuits by Fewer Gaussian Eliminations
我们表明，强模拟的量子线路使用$t$ $T$门幻态的成本表现出非平凡的减少其上限为$t=1$，$t=2$，$t=3$，和$t=6$奇素数量子。这与以前发现的量子位的数值界限一致。我们定义的条款，需要高斯消除的$t \times t$矩阵的数量的仿真成本，因此捕获的成本进行计算稳定器内积或评估二次高斯和的仿真方法。以前的量子位数值搜索无法收敛到PDMATHAMT之外。我们有效地增加了空间搜索这些非平凡的减少$>10^{10^4}$和扩展的界限$t=14$ qutrits。这是通过使用Wigner-Weyl-Moyal形式主义来代数地找到边界而不是依赖于数值来实现的。我们从${3^{\sim 0.469t}}$的$12$ -qutrit幻态得到了一个新的上界约化，它改进了从${3^{\sim 0.482t}}$的$6$ -qutrit幻态得到的上界.
2020-03-02 quant-ph
Dynamically localized systems: entanglement exponential sensitivity and efficient quantum simulations
我们研究了在量子计算机中存在的两两纠缠，它模拟了一个动态局域系统。我们发现，并发是指数敏感的变化，在模拟系统的哈密顿量。此外，并发对所选量子位的“逻辑”位置呈指数敏感。这些灵敏度可以通过使用少于10个量子比特的量子模拟有效地实验检查。我们还表明，有效的量子模拟的可行性是深深连接到模拟系统的动力学制度。
2004-05-11 quant-ph
Baseband control of superconducting qubits with shared microwave drives
针对超导量子处理器扩展时微波控制资源受限的问题，提出仅用共享常开微波驱动和基带磁通脉冲实现通用量子比特控制，能高保真运行且节省资源，助力大规模量子处理器构建。
2023-05-22 quant-ph
A QUBO Formulation for Qubit Allocation
要在量子计算机上运行算法，必须选择从电路中的逻辑量子比特到量子硬件上的物理量子比特的分配。这种初始量子位放置或量子位分配的任务在当今的量子计算机上尤其重要，因为量子计算机具有有限数量的量子位，连接约束和变化的门的几何尺寸。在这项工作中，我们制定和实现量子位的位置问题作为一个二次，无约束二进制优化（QUBO）问题，并解决它使用模拟退火，以获得一个频谱的初始位置。与现有的分配方法相比，|ket $\rangle $和Qiskit，QUBO方法产生具有改进的电路深度的分配，用于大的基准电路集合的$>$ 50%，其中许多还需要更少的CX门。
2020-11-28 quant-ph
Imitating quantum mechanics: qubit-based model for simulation
我们提出了一种方法来模拟量子计算的基础上，直接模仿离散量子系统的经典模型。量子比特被表示为2D向量空间中的调和函数。不同频率的量子比特表示的相乘导致状态空间的指数增长，类似于量子力学中量子比特空间的张量积合成。单个量子位在复合系统中仍然可以访问，复合系统表示为单个变量的复函数，尽管纠缠对资源的需求与纠缠量子位的数量呈指数级增长。我们进行了模拟Shor的算法，并讨论了一个更简单的实现在这个经典的模型。
2009-06-29 quant-ph
Swap Network Augmented Ansätze on Arbitrary Connectivity
ICFO - Institut de Ciencies Fotoniques, The Barcelona Institute of Science and Technology（ICFO-光子科学研究所，巴塞罗那科学技术研究院）；University of Augsburg（奥格斯堡大学）；Institute for Computer Science, University of Augsburg（奥格斯堡大学计算机科学学院）；Center for Advanced Analytics and Predictive Sciences, University of Augsburg（奥格斯堡大学先进分析与预测科学中心）；ICREA-Institucio Catalana de Recerca i Estudis Avancats（加泰罗尼亚高级研究学院）
本文提出一种在任意连通性图上优化量子比特路由的算法，通过嵌入交换网络提升ansätze的可训练性，减少资源消耗，实现更高效地捕捉复杂关联。
2026-04-09 quant-ph
Exponentially Fast Solution State Preparation for the Heat Equation and its use for Option Pricing
Fujitsu Research of America, Inc（富士通美国研究院）；Imperial College London（帝国理工学院）；Fujitsu Research of Europe Ltd.（富士通欧洲研究院）
本文提出在量子设备上对一类重要衍生品定价的方法，相比经典方法具有优势，并结合另一工作，在路径依赖期权定价中相比最先进量子蒙特卡洛方法实现量子比特需求的指数级优势。
2026-05-27 quant-ph
ISAAQ: Ising Machine Assisted Quantum Compiler
由于物理量子比特的有限连接性和门操作的高错误率，为噪声中尺度量子（NISQ）器件编译量子线路势在必行。量子线路编译中最关键的步骤之一是量子位路由，这是一个NP难题，涉及放置和移动逻辑量子比特以最小化编译开销。在这项研究中，我们提出了ISing机器辅助量子编译器（ISAAQ）执行量子位路由与伊辛机，它可以有效地解决二次无约束二进制优化（QUBO）问题。ISAAQ通过使用以前的编译结果更新自己来准确估计编译成本，并通过与多个Ising机并行解决QUBO问题来加速量子位路由。此外，ISAAQ利用了一种降低成本的方法，该方法用更少的物理CNOT门来实现可交换逻辑受控非（CNOT）门，这在实现原始门时对平面器件特别有效。在IBM QX5和IBM QX20上的实验结果表明，ISAAQ优于Qiskit和tket中的启发式方法以及现有的QUBO方法，对于大多数基准电路，需要更少的物理CNOT门。ISAAQ在大型电路上表现得特别好，证明了其在逻辑CNOT门数量方面的强大可扩展性。
2023-03-06 quant-ph
Quantum computing by color-code lattice surgery
我们演示了如何使用晶格手术制定一套通用的容错量子操作与颜色代码。在此过程中，我们还改进了现有的表面代码网格手术方法。晶格手术方法使用更少的量子位，并且与相关的缺陷编织方法相同或更少。此外，对于每个编码距离，颜色编码晶格手术使用大约一半的量子位，并且与表面编码晶格手术相同或更少。色码晶格手术也可以实现阿达玛和相位门在一个单一的横向步骤--比表面代码晶格手术可以快得多。针对不相关的电路级去极化噪声，当噪声率足够低且错误抑制需求足够高时，色码晶格手术使用较少的量子比特来实现与表面码晶格手术相同程度的容错错误抑制。
2014-07-18 quant-ph
A new quantum ripple-carry addition circuit
提出了一种新的线性深度纹波进位量子加法电路。以前的加法电路需要线性的许多辅助量子位;我们的新加法器只使用单个辅助量子位。此外，我们的电路具有较低的深度和较少的门比以前的纹波进位加法器。
2004-10-22 quant-ph
Quantum state preparation with multiplicative amplitude transduction
量子态制备是一类重要的量子算法，在许多算法中被用作黑盒子程序，或单独用于生成任意概率分布。我们提出了一种新的态制备方法，利用更少的量子计算资源比现有的方法。介绍了两种不同侧重点的算法。一种变体使用更少的量子位，没有受控门，而另一种变体可能需要更少的门。给出了一个一般性的分析，以估计所需的量子比特的数量，以实现所需的精度的计算基础状态的振幅。利用一个根据玻尔兹曼分布生成伊辛模型自旋组态的原型问题证明了算法的有效性。
2020-06-01 quant-ph
Performance benefits of increased qubit connectivity in quantum annealing 3-dimensional spin glasses
超导量子计算中的一个重要挑战是需要使用准二维制造工艺来物理耦合许多设备。量子退火处理器的设计和制造的最新进展使得数千个量子比特之间的成对连接性得以增加。这样做的一个好处是能够为每个逻辑自旋使用更少的物理量子位来小嵌入优化问题。在这里，我们证明了这一进展的好处，在最小化的三维自旋玻璃的能量的问题。将上一代D-Wave 2000 Q系统与新的Advantage系统进行比较，我们观察到解决方案时间的缩放得到了改进，并且在多个图嵌入上的一致性得到了改进。
2020-09-26 quant-ph
General circuit mapping algorithm for neutral atom quantum computers
Eindhoven University of Technology（埃因霍温理工大学）
提出基于图论组合优化的数学框架，将量子比特映射问题编码为非线性整数规划并用遗传算法求解，在最小化总移动距离和并行传输操作数之间取得权衡，相比现有编译器减少了传输次数。
2026-06-19 quant-ph
Protected measurements for protected superconducting qubits
University of Sydney（悉尼大学）；Yale University（耶鲁大学）
本文针对0-π等受保护超导量子比特的测量难题，提出在两个正交基下执行受保护测量的方案，利用量子非破坏特性容忍辅助量子比特故障，为容错通用控制提供关键技术。
2026-08-05 quant-ph
Quantum Prometheus: Defying Overhead with Recycled Ancillas in Quantum Error Correction
本文提出在旋转表面码中交替复用同一批辅助量子比特进行X和Z稳定子测量，将辅助量子比特数量减半并降低约25%总量子比特开销，在较高码距下实现更优纠错性能。
2024-11-23 quant-ph
Universal unitary transfer of continuous-variable quantum states into a few qubits
我们提出了一个将任意连续变量量子态转换成几个离散变量量子比特并返回的协议。该协议是确定性的，只利用双模拉比型的相互作用，这是很容易在捕获离子和超导电路平台。将无限维状态转移到有限维寄存器中所引起的不可避免的错误随着量子比特的数量呈指数级抑制。此外，编码状态表现出对噪声的鲁棒性，例如作用于量子比特的失相和振幅阻尼。因此，我们的协议提供了一个强大的和灵活的工具，离散连续的混合量子系统。
2021-06-23 quant-ph
Parallel syndrome extraction with shared flag qubits for Calderbank-Shor-Steane codes of distance three
为了实现容错量子计算，可以使用具有较少辅助量子比特的标记伴随式提取。然而，如果一次测量一个稳定器，则电路深度较长。在此之前，Reichardt证明，对于某些小量子码，可以测量至多一个共享标志量子位的多个稳定器。本文提出了一种距离为3的一般Calderbank-Shor-Steane码的容错测量方法，使得多个$Z$ -稳定子（$X$ -稳定子）可以用一个共享的标志量子比特并行容错测量.我们模拟了各种编码方案的内存和计算伪阈值。特别是，我们的并行方案的基础上肖尔的九量子位代码的性能优于已知的七和九量子位的计划在文献中。
2023-02-17 quant-ph
Gate-based quantum simulation of Gaussian bosonic circuits on exponentially many modes
本研究提出一种量子模拟框架，可在(n+1)量子比特计算机上模拟指数多模高斯玻色线路的演化，证明其计算能力等价于通用量子计算机，并通过大规模数值模拟验证了框架有效性。
2024-07-08 cs.CC quant-ph
On thermal stability of topological qubit in Kitaev's 4D model
我们分析了四维Kitaev模型的稳定性-可扩展的量子存储器的候选人-在有限的温度范围内的弱耦合马尔可夫极限。结果表明，在低于临界温度时，某些拓扑量子比特观测量X和Z的弛豫时间与系统的大小成指数关系。它们的构造涉及系统尺寸算法中的多项式，该算法使用对所有单独自旋执行的测量结果作为输入。我们还讨论了这种候选量子存储器的缺点，并提到量子比特的稳定性对统计力学的影响。
2008-11-02 quant-ph
Dissipatively Stabilized 0-n Fock Qubits for Noise-Biased Quantum Computing
California Institute of Technology（加州理工学院）；Amazon Center for Quantum Computing（亚马逊量子计算中心）；NVIDIA Corporation（英伟达公司）
该研究提出耗散稳定的0-n Fock量子比特架构，通过非线性多能级系统编码信息维持噪声偏置，可实现极低比特翻转概率，在重复码中仅d=9即可达到兆量子位级逻辑错误率，助力噪声偏置量子计算发展。
2026-08-27 quant-ph
A repetition code of 15 qubits
重复码是量子纠错技术的重要基元。在这里，我们在$16$量子位\emph{ibmqx3}设备上实现最多$15$量子位的重复码。每个实验都是针对单轮综合征测量进行的，使用辅助量子比特和受控操作的标准量子技术来实现。最终校正子的大小足够小以允许使用实验获得的数据进行查找表解码。结果表明，逻辑错误率随代码距离呈指数衰减，这是容错量子计算机发展的预期和要求。这些结果还可以深入了解设备中噪声的性质。
2018-08-30 quant-ph
Single Qubit Multi-Party Transmission Using Universal Symmetric Quantum Cloning
研究在量子网络中利用最优对称通用量子克隆机作为中继，将单量子比特纯态高效传输给多方的问题，证明该方法能使所需传输的量子比特数比直接传输减少多个数量级。
2025-06-01 quant-ph
Qubit-efficient quantum combinatorial optimization solver
Rigetti Computing（Rigetti计算公司）
本文提出一种量子比特效率更高的算法，通过将候选位串映射到更少量子比特的纠缠波函数，克服了当前量子计算机量子比特数量不足的问题，并为Sherrington-Kirkpatrick自旋玻璃问题提供了性能保证。
2026-03-23 quant-ph
A Quantum Adiabatic Algorithm for Factorization and Its Experimental Implementation
我们提出了一个绝热量子算法能够因式分解的数字，使用更少的量子比特比肖尔的算法。我们在一个NMR量子信息处理器中实现了该算法，并在实验上对数字21进行了因式分解。数值模拟表明，运行时间仅与量子位数成二次方增长。
2008-08-14 quant-ph
Qubit Readout Error Mitigation with Bit-flip Averaging
量子计算机正变得越来越容易获得，并且可能很快就会在有用的任务中超越经典计算机。然而，量子位读出错误仍然是在当前设备上运行量子算法的一个重大障碍。我们提出了一个方案，以更有效地减轻量子硬件上的这些错误，并在数值上表明，我们的方法始终优于以前的缓解方案。我们的方案消除了读出误差中的偏差，从而允许用少得多的校准测量来建立一般的误差模型。具体地，对于读出$n$ -量子位，我们示出了校准测量的数量的$2^n$减少的因子，而不牺牲补偿相关误差的能力。我们的方法可以与其他缓解方法相结合并简化，即使对于大量的量子位也可以进行易于处理的缓解。
2021-09-28 quant-ph
