An entanglement-based volumetric benchmark for near-term quantum hardware
我们介绍了一个体积基准的基础上产生和验证真正的纠缠在n量子比特使用图形状态和直接稳定测量的近期量子平台。我们的基准测试评估了多部和二部n-量子比特纠缠的鲁棒性，相对于许多硬件噪声源：量子比特退相干，CNOT和交换门噪声，以及读出误差。我们在IBM提供的多个超导量子位平台（ibmq_belem，ibmq_toronto，ibmq_guadalanche和ibmq_jakanche）上演示了我们的基准。$n<10$量子位的子集用于图形状态准备和稳定器测量。真正的和可分离的纠缠证人的评估，我们报告$5$量子比特真正的纠缠的观察，但强大的多体纠缠是很难产生的$n>4$量子比特和识别两个量子比特门噪声与真正的多体纠缠的质量密切相关。
2022-09-01 quant-ph
Evaluating Calibration-Based Digital Twins for IBM Quantum Hardware Simulation
Center for Quantum Computer Science, University of Latvia（拉脱维亚大学量子计算机科学中心）
本文评估基于校准的数字孪生用于IBM量子硬件模拟，通过对比不同孪生变体，探讨校准数据与后端衍生模型在不同设备和编译设置下的表现差异。
2026-03-15 quant-ph
Using linear and nonlinear entanglement witnesses to generate and detect bound entangled states on an IBM quantum processor
该研究针对三量子比特GHZ对角PPT混合态的束缚纠缠检测问题，对比线性与非线性纠缠见证的检测能力，提出通用量子电路生成目标态，在IBM量子处理器上实验验证了非线性见证在线性见证失效时仍可稳定检测纠缠。
2024-08-14 quant-ph
Digital quantum simulation of gravitational optomechanics with IBM quantum computers
本文利用IBM量子计算机和玻色子-量子比特映射及数字门分解，模拟了光力学系统中由引力效应产生量子纠缠的哈密顿量，并在两台设备上实现了超过90%的保真度。
2024-05-05 quant-ph
Whole-device entanglement in a 65-qubit superconducting quantum computer
产生大尺度纠缠的能力是噪声中尺度量子（NISQ）器件中量子信息处理能力的重要来源。本文研究了在现有的超导量子器件上制备大数量量子比特纠缠量子态的可能性。我们在IBM Quantum 65-qubit $\textit{ibmq_manhattan}$设备和53-qubit $\textit{ibmq_rochester}$设备上准备了本征图状态，并应用了量子读出错误减轻（QREM）。检测到跨越每个完整设备的连接纠缠图，表明每个设备的整体上的二分纠缠。QREM的应用被证明增加了所有测量中观察到的纠缠，特别是，在$\textit{ibmq_rochester}$内发现的纠缠量子比特对的检测数量从总共58个连接对中的31个增加到56个。这项工作的结果表明，在两个最大的超导设备的日期完全二分纠缠。
2021-10-04 quant-ph
Entanglement for Pattern Learning in Temporal Data with Logarithmic Complexity: Benchmarking on IBM Quantum Hardware
针对经典时间序列预测在数据与硬件受限时扩展性差的问题，提出利用基于纠缠的参数化量子电路的QTS模型，以对数复杂度学习时间依赖性，并在IBM量子硬件上验证其能用更少数据有效捕获时间模式。
2025-05-30 quant-ph
Detecting entanglement by the mean value of spin on a quantum computer
我们实现了一个协议来确定量子比特和量子计算机上系统其余部分之间的纠缠度。该方案基于论文[Frydryszak et al.（2017）]中获得的结果。该协议在IBM公司提供的5量子比特超导量子处理器ibmq-ourense上进行了测试。我们测量了在该装置上制备的薛定谔猫态和维尔纳态的纠缠度，并与理论值进行了比较。此外，还提出了一个确定二阶混合态纠缠度的方案。我们将此方案应用于在ibmq-ourense量子器件上制备的由两个Bell态组成的混合态。
2020-05-31 quant-ph
Measurement of the entanglement spectrum of a symmetry-protected topological state using the IBM quantum computer
在理论计算中，纠缠特性通常被用来表征量子物质的相位。例如，约化密度矩阵的谱，或所谓的“纠缠谱”，已经成为量子相位的普遍拓扑性质的广泛使用的诊断。然而，虽然理论上计算方便，但在实验中很难测量。在这里，我们使用IBM量子计算机进行有史以来第一次测量的纠缠谱的一个安全保护的拓扑状态。我们能够区分它的纠缠谱从那些我们测量的平凡和长程有序态。
2018-04-25 cond-mat.mes-hall quant-ph
Preparation and study of the entanglement of the Schrödinger cat state on the ibmq-melbourne quantum computer
我们研究了在ibmq-melbourne量子计算机上制备的薛定谔猫态中某个量子比特与剩余系统之间的纠缠。我们用于此目的的协议是基于确定对应于某个量子位的自旋的平均值。我们探讨了纠缠对薛定谔猫态的一个参数的依赖关系，该猫态由不同数量的量子比特组成。此外，我们还研究了在最大纠缠薛定谔猫态下，每个量子比特与剩余系统的纠缠。
2021-01-18 cond-mat.str-el quant-ph
Mermin's Inequalities of Multiple qubits with Orthogonal Measurements on IBM Q 53-qubit system
利用噪声中尺度量子（NISQ）技术研究了IBM Q 53量子比特计算机的纠缠特性。我们在IBM Rochester上研究了多量子比特（N=2到N=7）的类GHZ态，并将其Mermin多项式的最大违反值与解析结果进行了比较.采用N比特正交测量规则进一步证明纠缠小于局域实在论（LR）的最大值。测量的正交性是除LR最大值之外的另一个可靠的纠缠判据。结果表明，当N <= 4时，IBM 53量子比特的纠缠度相当好，而对于较长的纠缠链，纠缠度只对某些特殊的连通性有效。
2020-06-09 physics.data-an quant-ph
Design of a Quantum-Repeater using Quantum-Circuits and benchmarking its performance on an IBM Quantum-Computer
量子通信依赖于网络中两个节点之间纠缠的存在。然而，由于其脆弱的性质，几乎不可能通过量子比特的直接传输在大距离上建立纠缠。量子中继器已经被提出来解决这个问题，它将网络分开以创建小规模的纠缠链路，然后将它们连接起来以创建大规模的链路。随着研究人员竞相在越来越大的距离上建立纠缠，在将它们部署到现实生活中之前，衡量设计量子中继器的不同协议的性能和鲁棒性变得至关重要。目前可用的噪声量子计算机是这项任务的理想选择，因为它们可以模拟量子通信信道中的噪声环境，并为协议在现实硬件上的性能提供衡量标准。在本文中，我们报告了量子中继器完整架构的电路级实现，并在IBM的云量子计算机IBMQ上对该协议进行了基准测试。我们的实验表明，一个完整的片上量子中继器的共享钟对的保真度为26%，产率为49%。我们还将这些结果与IBM Qiskit的模拟数据进行了比较。我们的实验结果提供了一个量化的措施，目前可用的中继器可以建立纠缠的保真度。此外，所提出的电路实现为最先进的量子计算硬件提供了鲁棒的基准。
2021-10-14 quant-ph
A simulational model for witnessing quantum effects of gravity using IBM quantum computer
由于缺乏经验证据，在引力场中观察量子效应在实践中是非常困难的。因此，物理学家之间正在进行一场关于引力是否具有量子域的辩论。在玻色等人最近的两项独立工作之前，根本没有成功的实验来证明引力的量子性质。119，240401（2017）]和Marletto和Vedral [Phy. Rev. Lett. 119，240402（2017）]。作者提出了在两个小的测试质量中通过利用引力相互作用纠缠两个空间分离的物体来测试引力的量子性的方案。他们提供了一种使用自旋相关测量来见证纠缠的方法，这可能意味着引力是量子相干介质的证据。在这里，我们提出了一个模拟模型，通过提供一个新的量子线路来验证上述方案。我们通过开发一个量子系统，该系统显示出类似于量子引力的效应，并计算自旋相关的纠缠度，在IBM的5-qubit量子芯片“ibmqx 4”中首次模拟了该方案。在不同的实验参数下，得到了一定范围内的纠缠见证。
2020-03-22 quant-ph
Quantum simulation of entanglement dynamics in a quantum processor
本文在 IBM 127 量子比特处理器上实现五量子比特协议，通过辅助量子比特估计纠缠，观察不同初始条件下纠缠的突然死亡与突然诞生，验证了含噪量子设备可用于检验量子信息基本概念。
2024-08-06 quant-ph
Experimental study of multiple-shot unitary channels discrimination using the IBM Q computers
本研究在IBM量子处理器上实验验证多次射击酉信道辨识，发现过深或过度纠缠的电路不利，而最小化纠缠且深度适中的电路对噪声更鲁棒。
2025-05-23 quant-ph
Non-adaptive measurement-based quantum computation on IBM Q
在IBM量子计算机上利用非自适应测量型量子计算计算非线性函数，通过贝尔不等式违反表征多方纠缠，最多达七量子比特，并与光子实现对比。
2023-06-06 quant-ph
Simulation of single photon dynamics in coupled cavities through IBM quantum computer
我们在IBM量子计算机中设计了一个量子线路，模拟了耦合腔系统中单光子的动力学行为。通过适当地选择量子线路中的门参数，我们可以在量子比特之间传输未知的量子比特态。通过求解耦合腔系统的哈密顿量所支配的幺正时间动力学，得到了理想态转移的条件。然后我们在IBM量子计算机中演示了两个量子比特之间的纠缠动力学，并证明了贝尔不等式的违反。
2020-03-22 quant-ph
Geometric measure of entanglement of quantum graph states prepared with controlled phase shift operators
该研究推导了受控相移算符制备的任意图加权图态中单量子比特与系统其余部分的纠缠几何度量及态参数关系，并在Qiskit Aer模拟器与ibmq lima量子处理器上验证了两比特情形的解析结果。
2024-01-26 quant-ph
PhD thesis: Multipartite entanglement and quantum algorithms
博士论文涉及多体纠缠的各个方面，如纠缠度量，绝对最大纠缠态，贝尔不等式，纠缠谱和量子挫折。此外，一些量子算法运行的IBM量子计算机，连同其他应用于绝热量子计算和量子热力学。
2017-07-11 quant-ph
Digital quantum simulation of cosmological particle creation with IBM quantum computers
该研究利用数字量子计算模拟动态时空中的粒子产生，设计量子电路实现时间演化并在IBM量子计算机上实验，结合误差缓解技术改进粒子数量估计和状态保真度。
2025-02-11 gr-qc quant-ph
16-qubit IBM universal quantum computer can be fully entangled
纠缠态是量子器件有可能解决经典计算机难以解决的问题的一个重要证据。在本文中，我们使用低深度电路在ibmqx5上准备了涉及8到16个量子位的连通图状态，ibmqx5是一个可通过IBM云访问的16量子位超导量子处理器。我们证明了预备态是完全纠缠的，即状态对于任何固定的分区都是不可分的。
2018-09-28 quant-ph
Designing Quantum Router in IBM Quantum Computer
量子路由器是量子网络的重要组成部分。在这里，我们提出了一种新的量子线路，用于设计量子路由器使用IBM的五量子比特量子计算机。利用单量子比特和双量子比特的量子门，设计了一个等效的量子线路，实现了量子路由器的功能。在这里，我们展示了信号信息在两个不同路径（两个信号量子位）中的路由，这是由控制量子位引导的。根据路由过程，发现信号信息是两条路径的相干叠加。我们通过说明控制量子比特和两个信号量子比特（两条路径）之间的纠缠来证明路由器的量子性质，并确认路由过程后两条路径中的任何一条路径都能很好地保存信号信息。我们利用量子态层析来验证纠缠的产生和信息的保存。实验结果表明，该方法具有较好的精度.
2018-03-17 quant-ph
Modeling of Measurement-based Quantum Network Coding on IBM Q Experience Devices
量子网络编码被提出来提高资源利用率以支持分布式计算，但尚未付诸实践。我们研究了一个特定的实现量子网络编码使用测量为基础的量子计算IBM Q处理器。比较了利用线性团簇态进行纠缠交换和纠缠分发的量子网络编码的性能。这些协议优于量子网络编码的最终贝尔对的并行性，但不适合在复杂的网络中的竞争存在的最佳资源利用率。我们证明了适合的嘈杂的中间尺度量子（NISQ）设备，如IBM Q的量子网络的研究。我们还确定了限制量子网络编码在这些处理器上的性能的因素，并提供了将最终Bell对的正确性提高到可以用于生成真正随机的加密密钥以及其他有用任务的程度所需的估计或错误率。令人惊讶的是，所需的错误率仅比当前状态小2倍左右，我们预计它们将在不久的将来实现。
2019-11-11 quant-ph
Bell Diagonal and Werner state generation: entanglement, non-locality, steering and discord on the IBM quantum computer
我们提出了第一个正确的特殊用途的量子线路贝尔对角态（BDS）的准备，并在IBM量子计算机上实现它们，在全参数空间中表征和测试它们的量子相关性的复杂方面。在提出的电路中，一个只涉及两个量子位，但需要适应量子断层扫描程序并行处理经典位。整个类的贝尔对角态的产生，和一些特征指标，即纠缠的形成，CHSH非局域性，转向和不和谐，实验评估在整个参数空间，并与理论比较。作为这项工作的副产品，我们还发现了“量子不和谐”和“不和谐的非对称相对熵”之间的一个显著的一般不等式：前者永远不会超过后者。我们还证明了，对于所有的BDS的两个重合。
2021-05-16 cs.IT math.IT quant-ph
Evolution of Entanglement Witness of Dicke State under Noise and Error Mitigation
本文推导了四量子比特Dicke态的纠缠见证，在IBM超导量子处理器上实验验证了真正多体纠缠，并通过Qiskit Aer模拟系统研究了多种噪声通道和热弛豫时间对纠缠见证的影响。
2025-07-08 quant-ph
Efficient and Effective Quantum Compiling for Entanglement-based Machine Learning on IBM Q Devices
Department of Engineering and Architecture - University of Parma（帕尔马大学工程与建筑系）；Quantum Information Science - University of Parma（帕尔马大学量子信息科学系）；Department of Engineering and Architecture - University of Parma, Italy（意大利帕尔马大学工程与建筑系）；Quantum Information Science - University of Parma, Italy（意大利帕尔马大学量子信息科学系）
量子编译意味着量子算法的快速、设备感知实现（即，在计算的量子线路模型中的量子线路）。在本文中，我们提出了一种策略，编译IBM Q感知，低深度量子线路，产生格林伯格-霍恩-蔡林格（GHZ）纠缠态。由此产生的编译器可以取代QISKit编译器的特定目的，获得改进的GHZ电路。众所周知，GHZ态有几个实际应用，包括量子机器学习。我们说明了我们的经验，在实现和查询一个统一的量子例子预言机的基础上的GHZ电路，解决经典的学习奇偶噪声的困难问题。
2020-03-12 cs.DS cs.LG cs.SE
Experimental Demonstration of Quantum Tunneling in IBM Quantum Computer
量子计算机是模拟大型量子系统的有希望的候选者，这在经典计算机中是一项艰巨的任务。在这里，我们报告的实验实现量子隧穿的单个粒子通过不同类型的势垒进行数字量子模拟使用IBM量子计算机。我们考虑两个和三个量子比特系统可视化隧穿过程，并说明其独特的量子性质。通过我们的实验结果，我们观察到粒子在阶梯势阱、双势阱和多势阱中的隧穿和振荡。本文提出的量子线路和模拟技术可以推广应用于观察不同势能下多粒子系统的隧穿现象。
2021-12-20 quant-ph
Realizing Negative Quantum States with the IBM Quantum Hardware
本研究探索离散 Wigner 函数框架下的鲁棒纠缠态，提出在超导硬件上制备该态的量子电路并在 IBM ibm_brisbane 设备上验证，同时设计了基于该态的隐形传态方案，证明其在非马尔可夫噪声环境中可替代 Bell 态。
2025-04-30 quant-ph
Simulating of X-states and the two-qubit XYZ Heisenberg system on IBM quantum computer
两个量子比特的密度矩阵是最近在IBM量子器件上模拟的Bell对角态的自然推广，它们是X形的。我们推广了已有的结果，提出了一个用于模拟一般两量子比特X态的量子线路，并在同一个量子器件上实现了它，研究了它在扩展参数空间的几种取值下的纠缠.我们还表明，它们的X形是近似鲁棒的噪声量子门。为了进一步物理激励这项研究，我们调用两个自旋海森堡XYZ系统，并表明，对于广泛的初始状态，它会导致动态密度矩阵，这是X-状态。由于这个哈密顿量的对称性，我们表明，只有两个量子比特，可以模拟这个系统的动力学在IBM量子计算机上。
2022-01-20 quant-ph
Generation of Pseudo-Random Quantum States on Actual Quantum Processors
本文提出一种高效生成近乎最大多体纠缠的伪随机量子态的最优方法，并用于基准测试IBM超导和IonQ离子阱量子处理器，发现全连接性使Harmony整体性能更优，突出了量子比特网络架构对生成高度纠缠态的重要性。
2023-02-08 quant-ph
Digital quantum simulation of linear and nonlinear optical elements
我们为超导量子比特网络中的线性和非线性量子光学的数字化提供了一个配方。通过将数字技术与玻色子量子比特映射相结合，我们解决了通常在模拟仿真器中考虑的相关问题，例如动态卡西米尔效应或分子力场，包括非线性。通过这种方式，数字化的好处原则上扩展到物理问题的新领域。我们提出了初步的例子在IBM Q 5特内里费岛推出.
2020-03-04 quant-ph
Detecting Entanglement Generating Circuits in Cloud-Based Quantum Computing
本研究提出云量子计算中无需依赖可信量子比特分配的纠缠生成认证框架，在IBMQ、IonQ平台验证了2、3量子比特纠缠生成并量化其能力，为判断云量子计算能否实现量子优势提供支撑。
2021-10-20 quant-ph
Dynamical quantum phase transitions of the Schwinger model: real-time dynamics on IBM Quantum
本文在格点规范理论框架下实现算法模拟近似Schwinger模型的少比特系统实时动力学，关注动力学量子相变，并将IBM Quantum上的实验结果与噪声模型对比，评估无错误缓解时的性能。
2023-02-02 quant-ph
Demonstration of Shor's factoring algorithm for N=21 on IBM quantum processors
我们报告了一个概念验证演示的量子秩序发现算法因式分解的整数21。我们的演示涉及使用量子相位估计例程的编译版本，并建立在Martín-López等人在Nature Photonics 6，773（2012）中的先前演示的基础上。我们超越了这项工作，通过使用近似Toffoli门与残余相移的配置，它保留了功能的正确性，并允许我们实现一个完整的因式分解N=21。我们在IBM量子处理器上仅使用5个量子位实现了该算法，并成功验证了控制和工作寄存器量子位之间存在纠缠，这是该算法总体加速的必要条件。我们采用的技术可能是有用的，在执行肖尔的算法较大的整数，或其他算法的系统与有限数量的噪声量子位。
2022-09-19 quant-ph
Entanglement detection with quantum support vector machine(QSVM) on near-term quantum devices
本文在IBM近期量子设备上实现量子支持向量机QSVM，利用量子变分电路以超过90%的准确率分类两量子比特和三量子比特纠缠态，并验证了其在硬件噪声下的鲁棒性。
2025-04-09 quant-ph
Entanglement-based quantum digital signatures over deployed campus network
本研究在已部署校园网络上实现基于纠缠的量子数字签名，测得低量子比特误码率，验证了50公里以上应用可行性，方案用户数灵活但单用户纠缠率低，当前签名率低可通过升级提升。
2025-01-15 quant-ph
Dissipative mean-field theory of IBM utility experiment
本文用自洽退相位的耗散平均场近似分析 IBM 的受击量子伊辛模型实验，表明即使忽略纠缠也能重现可观测量随时间与磁场的总体变化。
2025-02-19 quant-ph
Entanglement parallelization via quantum Fourier transform
在这项研究中，我们提出了一种基于量子傅里叶变换（QFT）的技术，该技术允许产生不相交的纠缠粒子集，以这种方式，同一集合的粒子相互纠缠，而不同集合的粒子是完全独立的。该技术的几个应用程序在国际商业机器（IBM Q）量子体验计划的三个物理平台上实现，分别为5（贝伦），7（奥斯陆）和14（墨尔本）量子位，其中所有这些应用程序都是特别选择的，因为它们对未来量子互联网的特定承诺。
2023-02-22 quant-ph
A Novel Quantum N-Queens Solver Algorithm and its Simulation and Application to Satellite Communication Using IBM Quantum Experience
量子计算机可以使用量子力学效应（如叠加和纠缠）在多项式时间内解决经典计算机上难以解决的问题。N-Queens问题是属于NP完全问题的一个著名例子。它涉及在N × N棋盘上安排N个皇后，使得没有皇后攻击任何其他皇后，即没有两个皇后被放置在同一行，列或对角线上。到目前为止，经典计算机在生成N皇后问题的所有解时所实现的最佳时间复杂度是O（N！）。本文提出了一种新的算法，在量子计算机上以O（N^3）阶多项式时间和O（N^2）阶多项式存储器生成N皇后问题的所有解。我们模拟了4皇后问题，并使用IBM Quantum Experience平台演示了其在卫星通信中的应用。
2018-07-30 quant-ph
Recompilation-enhanced simulation of electron-phonon dynamics on IBM Quantum computers
模拟量子系统被认为是量子计算机可能展示出有用优势的首批应用之一。对于物理学中的许多问题，我们感兴趣的是研究电子-声子哈密顿量的演化，对于这些问题，存在有效的数字量子计算方案。到目前为止，还没有在真正的量子硬件上对这个系统进行精确的模拟。在这项工作中，我们考虑的绝对资源成本的基于门的量子模拟的小电子-声子系统所规定的特罗特步骤和玻色子能级的数量收敛的动态。然后，我们将这些发现应用于IBM量子硬件上进行弱和强电子-声子耦合的实验。尽管显着的设备噪声，通过使用近似电路重新编译，我们获得电子-声子动力学在当前的量子计算机上的精确对角化。我们的研究结果代表了利用近期量子计算机模拟量子动力学的重要一步，并突出了近似电路重新编译作为降低噪声的工具的新颖性。
2022-08-15 quant-ph
Quantum Simulation of Klein Gordon Equation and Observation of Klein Paradox in IBM Quantum Computer
克莱因-戈登方程是统一狭义相对论和量子力学的第一次尝试。虽然最初被抛弃，但这个“许多父亲”的等式可以用于理解无自旋粒子，从而导致π介子和其他亚原子粒子的发现。这个方程导致了狄拉克方程的发展，从而发展了量子场论。它显示了有趣的量子相对论现象，如Klein Parket和“Zitterbewegung”，量子相对论粒子的快速振动运动。这种量子方程的模拟最初促使费曼提出量子计算的想法。虽然迄今为止已经在各种物理设置中进行了许多这样的模拟，但这是第一次在IBM的量子计算机上提出Klein Gordon方程的数字量子模拟。在这里，我们模拟的时间依赖的克莱因戈登方程的势垒，并清楚地观察到隧道的粒子和反粒子通过一个强大的潜力声称克莱因帕累托。这里所使用的模拟技术启发了量子计算界进一步研究Klein Gordon方程并将其应用于更复杂的量子力学系统。
2018-07-09 quant-ph
Generalization and Demonstration of an Entanglement Based Deutsch-Jozsa Like Algorithm Using a 5-Qubit Quantum Computer
本文通过提出一种算法来演示量子加速中纠缠资源的使用，该算法是Goswami和Panigrahi [arXiv：1706.09489（2017）]提出的算法的推广。我们推广的算法，并表明，它提供了确定性的解决方案，具有优于经典算法。该算法回答了给定函数是否为常数或平衡以及两个函数是否相等或不相等的问题。最后，我们使用IBM的五量子比特量子计算机进行了实验验证，具有高保真度。
2018-05-22 quant-ph
Variational determination of multi-qubit geometrical entanglement in NISQ computers
量子比特和量子操作的物理实现中的当前噪声水平限制了传统方法表征纠缠的适用性。在这种不利的情况下，我们采用量子变分方法来估计多量子比特纯态纠缠的几何度量。该算法只需要单量子位门和测量，因此非常适合NISQ设备。这通过在IBM Quantum设备上成功实现$3$、$4$和$5$量子位的Greenberger-Horne-Zeilinger态的方法来证明。随机状态下的数值仿真表明了该方法的鲁棒性和准确性。该协议的可扩展性通过矩阵乘积状态技术的数值证明了高达$25$量子比特。
2022-04-28 quant-ph
Quantum Robots Can Fly; Play Games: An IBM Quantum Experience
量子机器人是一个很好的未来应用，可以在量子计算机的帮助下实现。作为一个实际的例子，由Raghuvanshi等人提出的量子控制的Braitenberg车辆[Proceedings of the 37 th International Symposium on Multiple-Valued Logic（2007）]是一个移动量子系统，因此充当量子机器人。Braitenberg车辆是简单的电路机器人，可以体验自然行为，如恐惧，攻击和爱等。这些机器人可以通过量子线路控制，结合量子原理，如纠缠和叠加。复杂的行为可以通过一个可以在量子机器人中实现的量子线路来模仿。在这里，我们研究了Raghuvanshi等人的方案，并提出了一种新的量子线路，使量子机器人飞。我们演示了它在玩游戏中的应用之一。我们在这里介绍的量子机器人显示了“恐惧”的行为，它的运动本质上是确定性的。这种现象可以成功地在游戏中建模，在那里它总是可以避免事故。所提出的量子线路在描述上述协议的IBM量子经验中设计。
2019-05-27 quant-ph
Analysis of five techniques for the internal representation of a digital image inside a quantum processor
在本文中，五种技术，在量子处理器内的数字图像的表示，进行了比较。这些技术是：量子图像的灵活表示（FRQI）、新增强量子表示（NEQR）、广义量子图像表示（GQIR）、量子图像的多通道表示（MCQI）和量子布尔图像处理（QBIP）。比较将基于Quirk模拟器和IBM Q Experience处理器上的实现，从性能、鲁棒性（抗噪性）、由于去相干导致的结果恶化和技术可行性的角度进行。
2020-08-03 quant-ph
Observable and computable entanglement in time
Institute for Quantum Information and Matter, California Institute of Technology（量子信息与物质研究所，加州理工学院）
本文提出了一种新的时间分离子系统纠缠度量，并通过实验和计算验证了其在量子场论和反重力理论中的应用。
2025-12-14 hep-th quant-ph
Simulating Wigner Localisation with the IBM Heron 2 Quantum Processor: A Proof-of-Principle Benchmarking Study
Kazan Federal University（喀山联邦大学）
利用IBM Heron 2量子处理器对Wigner局域化进行高保真度模拟，验证了超导量子硬件在强相关物质相研究中的可行性。
2026-01-03 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Geometric measure of entanglement of multi-qubit graph states and its detection on a quantum computer
研究了受控相移算符作用于系统的可分量子态所产生的多量子位图态，其中所有量子位处于任意相同的态。对于任意图表示的图态，给出了一个量子比特与其他量子比特纠缠的几何度量。纠缠度取决于量子比特顶点的度数、相移门参数的绝对值以及相移门作用的态参数，并且在量子计算机$\textrm{ibmq\_athens}$上对图态的纠缠度进行了几何量化.在量子器件上得到的结果与解析结果符合得很好。
2021-06-20 quant-ph
Simulating open quantum many-body systems using optimised circuits in digital quantum simulation
数字量子计算机是模拟开放量子多体系统的理想平台。通过模拟封闭量子系统的时间动力学或变分方法来获得基态是许多研究的重点。然而，开放量子系统的动力学没有得到太多的关注，原因是它们的非幺正动力学不自然地在量子计算中的一组幺正门操作上进行模拟。本文研究了具有Trotterisation的开放量子系统中修正随机薛定谔方程（MSSE）的原型模型.最小化MSSE中的前导误差使得能够优化量子线路，并且我们使用无噪声的\textit{quantum assembly language (QASM) simulator}和有噪声的IBM Quantum设备运行优化的电路。该\textit{QASM simulator}能够研究可达到的系统大小，这是可比的经典计算机的限制。结果表明，成功地获得了开放量子系统中的非平衡临界现象。此外，我们在IBM Quantum设备上运行该算法，表明当前的机器具有挑战性，由于噪声，要给出定量准确的时间动态。尽管有误差，IBM设备的结果定性地遵循临界行为的趋势，并包括一个可能性，以证明量子优势时，噪音减少。我们讨论了多少噪声应减少一定的保真度使用的噪声模型，这将是至关重要的，以证明从未来的量子器件的量子优势。
2022-03-27 cond-mat.stat-mech quant-ph
Measuring entanglement of a rank-2 mixed state prepared on a quantum computer
我们研究了在量子计算机上制备的二阶混合态中某个量子比特与剩余系统之间的纠缠。该协议，我们提出了为此目的，是基于量子比特之间的相关性的纠缠的几何测量的关系。作为特殊情况，我们考虑了两量子比特秩为2的混合态，得到了纠缠度与纠缠几何测度的关系。在ibmq-melbourne量子计算机上，我们测量了由薛定谔猫态组成的2-和4-量子比特混合量子态的纠缠几何度量.我们研究了纠缠度对定义纯态权的参数的依赖关系。最后，我们确定了两量子比特混合态的并发度。
2021-05-21 quant-ph
Doubling the size of quantum simulators by entanglement forging
量子计算机在化学和物理系统的模拟方面很有前途，但当今量子处理器的有限能力只能进行小规模的，通常是近似的模拟。在这里，我们提出了一种方法，经典纠缠锻造，利用经典资源来捕获量子相关性，并将可以在量子硬件上模拟的系统大小增加一倍。将一些计算转移到经典的后处理，使我们能够在IBM Quantum处理器的5个量子位上表示10个自旋轨道，以迄今为止最准确的模拟计算水分子的基态能量。我们讨论了经典纠缠锻造的适用性条件，并提出了一个路线图缩放到更大的问题。
2021-04-20 quant-ph
Entanglement in a 20-Qubit Superconducting Quantum Computer
为了实现更大规模的量子算法，制备具有完全量子位控制的相当大的多量子位纠缠态的能力被用作量子技术的基准。我们调查在20量子比特超导量子计算机IBM Q Poughkeepsie上，在一个准备好的图形状态中发现纠缠的程度。我们沿着Poughkeepsie内所有20个量子比特组成的路径制备了一个图态，并对沿着这条路径的所有四个相连的量子比特组进行了全量子态层析，我们确定每对相连的量子比特是不可分割的，因此制备的态是纠缠的。此外，一个真正的多体纠缠见证上的所有量子比特子路径的图形状态，我们发现真正的多体纠缠链上的三个量子比特。
2021-01-11 quant-ph
Verifying Multipartite Entangled GHZ States via Multiple Quantum Coherences
产生和验证多体纠缠的能力是近期量子器件的重要基准。我们开发了一个基于多个量子相干性的可扩展纠缠度量，并在20量子比特超导设备-IBM Q System One上进行了实验验证。我们报告的状态保真度为0.5165 $\pm$ 0.0036的18量子位GHZ状态，表明在所有18个量子位的多体纠缠。我们的纠缠度量对噪声具有鲁棒性，并且只需要测量基态中的粒子数，它可以很容易地应用于其他量子设备来验证多体纠缠。
2019-05-14 quant-ph
Probing Entanglement Dynamics in the SYK Model using Quantum Computers
University of Dhaka（达卡大学）；University of Kansas（堪萨斯大学）；Brookhaven National Laboratory（布鲁克海文国家实验室）；New Mexico State University（新墨西哥州立大学）
本文利用量子计算机研究SYK模型的纠缠熵，通过优化协议和误差缓解技术验证了其在探索复杂量子系统混沌动力学中的能力。
2025-12-16 cond-mat.str-el hep-lat hep-ph
Quantum Synchronization on the IBM Q System
我们报道了量子同步的第一个实验证明。这是通过在IBM Q系统的量子计算机上对单个自旋$1$极限环振荡器进行数字模拟来实现的。将外部信号施加到振荡器，我们验证了量子同步的典型特征，并演示了基于干涉的量子同步封锁。我们的研究结果表明，最先进的噪声中等规模量子计算机是强大到足以实现现实的耗散量子系统。最后，我们讨论了当前量子硬件的局限性，并定义了研究更复杂问题所需的要求。
2020-04-14 cond-mat.mes-hall nlin.AO quant-ph
