Quasiparticle Dynamics in Superconducting Quantum-Classical Hybrid Circuits
针对SFQ电路运行产生的非平衡准粒子会导致量子比特退相干的问题，研究了超导量子-经典混合芯片中的准粒子动力学，发现声子介导传播是准粒子扩散的主导机制，为抑制准粒子中毒奠定基础。
2023-07-26 quant-ph
Hybrid simplification rules for boundaries of quantum circuits
我们描述规则，以简化量子线路在其边界，即在状态准备和测量。在那里，任何严格不相干的操作都可以被推入经典数据的预处理或后处理中。这些规则可以大大简化量子线路的实现，并且对于噪声中等规模量子硬件上的混合算法特别有用，例如在量子模拟的上下文中。最后，我们说明如何电路切割可以使规则适用于更多的位置。
2022-06-07 quant-ph
Integer Arithmetic With Hybrid Quantum-Classical Circuits
执行整数运算的量子线路有可能超越经典电路。在本文中，一个量子线路被认为是执行一个特定的计算模式上的经典表示的整数，以加速计算。这样的混合电路可以作为量子设备或加速器嵌入到传统的计算机架构中。特别是，量子乘加电路（QMAC），使用量子傅立叶变换（QFT）的建议，它可以执行传统的整数比其传统的对应更快的计算。传统地将乘加器（MAC）$n$时间应用于$k$位整数将需要$O(n \log k)$并行步骤，而混合QMAC仅需要用于精确结果的$O(n + k)$步骤和用于近似结果的$O(n + \log k)$步骤。
2013-04-15 quant-ph
Disordered purification phase transition in hybrid random circuits
Akita University（秋田大学）；Tohoku University（东北大学）
该研究探讨了在混合随机Clifford电路中，空间调制对净化相变的影响，发现临界性发生变化并导致短程量子纠缠相的存在。
2025-07-17 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph
Entanglement dynamics in hybrid quantum circuits
复杂系统的统计力学和随机矩阵理论的中心思想是，虽然单个实例基本上难以模拟，但随机集合的统计特性遵循简单的通用“定律”。同样的哲学也为研究理想和噪声量子线路中的量子信息动力学提供了强有力的方法--对于这种情况，单个电路的经典描述预计是一般难以处理的。在这里，我们回顾了最近的进展，了解量子信息的动力学在合奏的随机量子线路，通过统计机械透镜。首先，我们回顾发现的普遍特征的纠缠增长，运营商的蔓延，热化，并在单一的随机量子线路的混乱，和他们的关系，统计机械问题的随机表面生长和嘈杂的流体力学。然后，我们探讨监测随机电路的动态，这可以松散地被认为是嘈杂的动态所产生的环境监测系统，并表现出新类型的测量引起的阶段和临界性。在整个过程中，我们试图给各种技术方法的教学介绍，并强调统计机械，量子信息和量子通信理论的概念之间的新兴联系。
2021-11-23 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech quant-ph
Hybrid quantum-classical circuit simplification with the ZX-calculus
我们提出了一个完整的优化过程的混合量子经典电路与经典奇偶逻辑。虽然用于量子算法的常见优化技术集中于仅重写纯量子段，但是对于诸如量子纠错和量子断言之类的应用，有兴趣应用全局优化过程。本工作基于Duncan等人的纯量子线路优化方法，使用一个正式的图形ZX演算称为ZX-地面的扩展作为中间表示的混合电路，允许粒度优化低于量子门的水平。我们定义了一个翻译从混合电路到图表，承认图形理论的重点gFlow属性，需要最后提取回电路。然后，我们推导出一些gFlow保持优化规则的ZX-接地图，减少图形的大小，并设计一种策略，通过重写高斯消除过程指导下的图，以找到优化的机会。然后，提取电路后，我们提出了一个通用的程序检测段的电路一样的ZX-接地图，可以实现与经典的门在提取的电路。我们已经实现了我们的优化过程作为开源Python库PyZX的扩展。
2021-09-13 quant-ph
Realization of microwave quantum circuits using hybrid superconducting-semiconducting nanowire Josephson elements
我们报告的实现量子微波电路使用混合超导半导体约瑟夫森元件组成的InAs纳米线接触NbTiN。电容分流的单个元件表现为具有电可调跃迁频率的transmon量子比特。双元件电路在零外加通量附近也表现出类似transmon的行为，但在通量量子的一半处表现为通量量子位，其中元件中的非正弦电流-相位关系产生双阱约瑟夫森势。这些混合约瑟夫森元件在需要工作在磁场中的微波超导电路中具有很好的应用前景。
2015-03-29 cond-mat.mes-hall quant-ph
Finding Broken Gates in Quantum Circuits---Exploiting Hybrid Machine Learning
目前量子逻辑门的实现可能是高度错误的，并引入错误。为了纠正这些错误，有必要首先识别故障门。我们展示了一个程序，以诊断门故障发生在电路中使用的混合量子和经典的K-近邻（KNN）机器学习技术。我们使用诊断电路和选定的输入量子位来完成这个任务，以获得一组输出状态和参考状态之间的保真度。然后，可以存储电路的结果以用于经典的KNN算法。我们在数值上证明了在具有超过30个门和多达9个量子位的电路中定位故障门的能力，准确率超过90%。
2020-01-29 quant-ph
Entanglement Domain Walls in Monitored Quantum Circuits and the Directed Polymer in a Random Environment
纠缠量子动力学揭示了量子态的运动轨迹，这些轨迹表现出丰富的纠缠结构现象，包括从弱监控体积律纠缠相到强监控面积律纠缠相的转变。对于一维混合电路与随机幺正动力学和穿插测量，我们结合分析映射到一个有效的统计力学模型与广泛的混合Clifford电路的数值模拟证明，通用的纠缠性质的体积法相可以定量描述的波动纠缠域壁，相当于“定向聚合物在随机环境”（DPRE）。这种关系改进了体积定律纠缠相的定性“平均场”统计力学[1，2]。对于Clifford电路在不同的几何形状，我们得到协议之间的subleading纠缠熵和纠错性能的体积法相位（量化其稳定性投影测量）与预测的DPRE。我们进一步证明，去极化噪声的混合动力学接近最后的电路时间可以驱动一个连续的相变到一个非纠错体积法阶段，是不能免疫的解开行动的投影测量。我们观察到这种过渡的混合Clifford动力学，并获得定量协议的“钉扎”相变的DPRE在一个有吸引力的界面的存在下的临界指数。
2021-05-27 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech quant-ph
Quantum Circuit Construction and Optimization through Hybrid Evolutionary Algorithms
本文提出混合进化算法最小化量子电路深度，结合参数优化或纯进化操作，从零构建或优化目标电路，实验显示可显著降低深度并保持高保真度。
2025-04-24 quant-ph
Training of Quantum Circuits on a Hybrid Quantum Computer
生成式建模是机器学习的一种，其应用范围从计算机视觉到化学设计。它有望成为最适合利用近期量子计算机提供的额外资源的技术之一。我们实现了一个数据驱动的量子线路训练算法的规范的酒吧和条纹数据集使用量子经典混合机。训练通过在捕获离子量子计算机上运行参数化电路进行，并将结果馈送到经典优化器。我们应用两个独立的策略，粒子群和贝叶斯优化这个任务。我们表明，量子线路的收敛到目标分布的量子硬件和经典的优化策略，关键取决于。我们的研究代表了高维通用量子线路的首次成功训练，并强调了与混合学习方案相关的承诺和挑战。
2019-10-31 quant-ph
Simulations of hybrid charge-sensing single-electron-transistors and CMOS circuits
单电子晶体管作为电荷传感器在量子计算等领域有着广泛的应用。通常，SET的信号小于互补金属氧化物半导体（CMOS）器件的信号，并且需要许多放大电路来放大这些信号。我们在理论上考虑放大SET对，而不是放大单个小输出，这样其中一个SET用作参考。我们使用传统的SPICE（集成电路重点仿真程序）电路模拟器模拟SET和CMOS器件的两级放大过程。将SET对实施到CMOS电路中使得SET的集成更可行，因为从SET到CMOS电路的直接信号传输。
2021-08-24 cond-mat.mes-hall quant-ph
Entanglement structure in the volume-law phase of hybrid quantum automaton circuits
本文研究了在局域测量下，量子自动机电路弱监控体积律相位中的纠缠涨落和量子纠错。我们数值观察到，纠缠熵表现出强烈的涨落，其指数接近Kardar-Parisi-Zhang（KPZ）普适类的“增长指数”，与以前研究的其他局域随机电路相同.我们还调查了动态生成的量子纠错码的纯化过程中，并表明，该模型具有不同的连续码的距离为两种类型的错误，表现出类似的次线性幂律缩放。我们给出了这些结果的解释，将它们映射到一个经典的粒子模型中的各种数量。我们证明了纠缠熵的次超前修正项和体积律相位中相邻码距的次线性幂律标度都是混合随机动力学的突现现象。最后，我们表明，这种经典的粒子动力学本身具有一种纠错能力，可以动态地产生一个经典的线性码。
2023-01-18 cond-mat.stat-mech quant-ph
Hybrid teleportation via entangled coherent states in circuit quantum electrodynamics
我们提出了一个确定性的方案，通过超导电路中的连续变量纠缠态传送一个未知的量子比特。量子比特是超导二能级系统，二分量子信道是两个腔之间的光子纠缠相干态。在腔模中，对固体和光子混合态进行Bell测量，将离散变量的未知电子态转换为连续变量的光子猫态。该方案进一步使量子信息处理的应用，如验证和错误检测方案的纠缠相干态的电路QED相同的架构。最后，在腔态的自克尔可调谐性的动力学方法已被研究，以最大限度地减少自克尔失真和所有必要的成分被证明是实验可行的最先进的超导电路。
2015-09-09 quant-ph
A Superconducting 180° Hybrid Ring Coupler for circuit Quantum Electrodynamics
超导电路量子电动力学实验与传播微波需要设备作为分束器。采用硅衬底和蓝宝石衬底上的铌薄膜制作了中心频率为6 GHz的超导180°微带混合环形耦合器。对于耦合和隔离的幅度，我们发现在2GHz的带宽中分别为-3.5+/-0.5dB和至少-15dB。我们还研究了反射的效果在超导体正常导体接触的低温激光扫描显微镜。我们的测量结果表明，我们的混合环非常适合在电路量子电动力学实验芯片上的应用。
2010-09-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
A hybrid variational quantum circuit approach for stabilizer states classifiers
Laboratoire Interdisciplinaire Carnot de Bourgogne, UMR 6303 CNRS, University of Technology of Belfort-Montbéliard（贝尔福-蒙贝利亚尔技术大学）；Mathematics and Statistics Department, Auburn University（奥本大学）
本文提出利用变分量子电路方法对多体量子纠缠进行分类，针对四量子比特状态构建了分类器。
2026-04-02 quant-ph
Hybrid Two-Qubit Gate using Circuit QED System with Triple-Leg Stripline Resonator
我们从理论上提出了一个用三臂带状线谐振器（TSR）实现的电路QED系统。与线性带状线谐振器不同，TSR的基本腔内微波模式是双重简并的。当一个超导量子位被放置在一个TSR腿附近时，一个基模直接耦合到量子位，而另一个保持不耦合。我们的系统非常类似于一个光学腔QED系统，其中一个原子在一个腔耦合到入射光子与特定的偏振放置在前面的光学腔偏振分束器。利用我们的电路QED系统，我们从理论上研究了在由飞行微波量子比特和超导量子比特组成的混合量子比特中的双量子比特量子门操作。我们已经证明，对于混合量子比特，量子控制相位翻转（CPF）门可以可靠地实现实验可用的参数集。
2018-08-08 quant-ph
Complexity of Local Quantum Circuits under Nonunital Noise
该研究证明在非幺正噪声下，几何局部量子电路无需中途测量即可纠错并扩展到任意深度，仅需多对数开销，从而表明弱非幺正噪声下的局部量子动力学具有计算通用性且难以模拟。
2024-11-07 cond-mat.stat-mech quant-ph
Effective Noise Mitigation via Quantum Circuit Learning in Quantum Simulation of Integrable Spin Chains
School of Physical Science and Technology, Soochow University（苏州大学物理科学与技术学院）；Institute for Advanced Study, Soochow University（苏州大学前沿科学研究院）；Jiangsu Key Laboratory of Frontier Material Physics and Devices, Soochow University（苏州大学江苏省前沿材料物理与器件重点实验室）
本文提出基于量子电路学习的噪声抑制策略，用于近期量子设备的量子模拟，特别适用于可积量子自旋链。通过训练浅层变分电路近似深层时间演化电路，有效保持守恒量和动态可观测量。
2026-07-16 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el hep-th
A hybrid quantum circuit consisting of a superconducting flux qubit coupled to both a spin ensemble and a transmission-line resonator
我们提出了一个实验上可实现的混合量子线路，通过超导磁通量子比特作为数据总线，实现自旋系综和传输线谐振器之间的强耦合。由此产生的耦合可用于在自旋系综和谐振器之间传递量子信息。特别地，与没有数据总线的直接耦合相比，我们的方法需要少得多的自旋来实现自旋系综和谐振器之间的强耦合（例如，小三到四个数量级）。这种混合量子线路在自旋系综中存储信息时可以实现长时间的量子存储，并且可以探索超强耦合机制中的非线性效应。
2013-04-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Improving Variational Quantum Circuit Optimization via Hybrid Algorithms and Random Axis Initialization
Aalto University（阿尔托大学）；University of Jyväskylä（于韦斯屈莱大学）
本文提出混合算法结合Rotosolve和FQS，提升变分量子电路优化性能。
2025-12-17 quant-ph
Mitigating depolarizing noise on quantum computers with noise-estimation circuits
当前量子计算机的一个重要问题是噪声。虽然存在许多不同的噪声通道，但去极化噪声模型通常适当地描述了涉及许多量子位和门的大型电路的平均噪声。我们提出了一种方法来减轻去极化噪声，首先估计其速率与噪声估计电路，然后使用估计的速率校正的目标电路的输出。通过对海森堡模型的仿真，验证了该方法的有效性.我们发现，我们的方法结合读出错误校正，随机编译，和零噪声外推产生的结果接近精确的结果，即使是包含数百个CNOT门的电路。
2021-03-15 quant-ph
Parameterized Quantum Circuits with Quantum Kernels for Machine Learning: A Hybrid Quantum-Classical Approach
IBM（国际商业机器公司）
量子机器学习（QML）是利用量子计算进行计算的机器学习算法。随着经典数据的普遍性和重要性，量子-经典混合方法被称为QML。参数化量子线路（PQC），特别是量子核PQC，通常用于QML的混合方法中。本文讨论了带量子核的PQC的几个重要方面，包括PQC、量子核、具有量子优势的量子核以及量子核的可训练性。我们得出结论，量子核与混合核方法，又名。量子核方法作为QML的混合方法提供了明显的优势。它们不仅适用于有噪声的中间尺度量子（NISQ）设备，还可用于解决所有类型的机器学习问题，包括回归、分类、聚类和降维。此外，除了量子效用之外，如果量子内核，即，量子特征编码是经典的难以处理的。
2022-10-17 cs.LG quant-ph
Expressibility and entangling capability of parameterized quantum circuits for hybrid quantum-classical algorithms
参数化的量子线路在许多变分混合量子经典（HQC）算法的性能中起着至关重要的作用。实现这种算法的一个挑战是选择一个有效的电路，很好地代表了解决方案空间，同时保持低电路深度和参数的数量。为了表征和识别可表达的，但紧凑的，参数化的电路，我们提出了几个描述符，包括可表达性和纠缠能力的措施，可以从参数化量子线路的经典模拟统计估计。我们计算这些描述符为不同的电路结构，不同的量子位连接和选择的门。从我们的模拟，我们确定电路片段，表现良好的描述符。特别是，我们量化的两个量子比特门的性能在一个环或所有到所有连接的安排相比，那些在一条线上的大幅改善。此外，我们量化的可表达性和纠缠能力的控制X-旋转门的序列相比，控制Z-旋转门的序列实现的改善。此外，我们研究如何表达“饱和”增加电路深度，发现率和饱和值似乎是一个参数化的量子线路模板的显着特点。虽然每个描述符和算法的性能之间的相关性还有待研究，从这项研究的方法和结果可以是有用的算法开发和设计的实验一般变分HQC算法。
2019-05-26 quant-ph
A hybrid waveguide scheme for silicon-based quantum photonic circuits with quantum light sources
提出了一种混合硅波导方案，以避免在量子光源的量子光子电路应用场景中泵浦光引起的噪声光子的影响。该方案由条形波导和浅脊波导结构组成。它利用了这两种波导中自发四波混频（SFWM）产生的双光子谱的差异。通过适当的泵浦设置和信号/空闲波长选择，所需光子对的产生被限制在条形波导中。这样可以避免在浅脊波导中SFWM产生的噪声光子的影响。因此，利用浅脊波导可以实现各种泵浦光和量子态操纵的线性操作器件。理论分析和初步实验验证了该方案的可行性。提出并分析了两种应用，展示了其在硅基量子光子电路中的巨大潜力。
2019-11-27 quant-ph
Photon-mediated electron transport in hybrid circuit-QED
我们研究了由两个双量子点耦合到一个公共微波腔组成的混合电路-QED结构中的光子输运过程。在合适的共振条件下，一个双量子点中的电子输运通过另一个量子点中的经由光子介导的过程穿过腔的输运而得到促进。我们计算了量子点中的平均电流，平均腔光子占用，和电流的互相关与一个完整的数值模拟和递归微扰方案，使我们能够包括腔的顺序顺序之间的耦合腔和量子点系统的影响。然后，我们可以清楚地识别光子介导的运输过程。
2013-07-25 cond-mat.mes-hall quant-ph
Hybrid Quantum Processors: molecular ensembles as quantum memory for solid state circuits
我们研究了一种混合量子线路，其中冷极性分子的合奏作为长寿命的量子存储器和固态量子处理器的光学接口。利用微波喇曼过程将集体自旋态（系综量子比特）实现的量子存储器耦合到高Q带线腔中。我们表明，方便的陷阱表面的距离为几个$μ$ m，腔和系综量子比特之间的强耦合可以实现。我们讨论了基本的量子信息协议，包括从腔光子总线到分子量子存储器的交换，以及确定性的双量子比特门。最后，我们研究了分子系综量子比特的相干特性。
2006-04-19 cond-mat.supr-con quant-ph
Entanglement dynamics in U(1) symmetric hybrid quantum automaton circuits
本文研究U(1)对称QA电路的纠缠动力学，用经典比特串模型解释其带对数修正的扩散增长，并揭示受监测电路中由体相律相到对数临界相的转变。
2023-12-01 cond-mat.stat-mech quant-ph
Hybrid quantum circuit with a superconducting qubit coupled to a spin ensemble
我们报道了一个超导量子比特和电子自旋系综的混合量子线路的实验实现。transmon类型的量子位通过充当量子总线的频率可调谐超导谐振器相干耦合到由金刚石晶体中的氮空位（NV）中心组成的自旋系综。使用这个电路，我们准备了量子位态的任意叠加，我们将其存储到自旋系综的集体激发中，并在稍后将其取回到量子位中。这些结果首次证明了基于自旋系综的超导量子比特量子存储器的概念。
2011-10-13 cond-mat.mes-hall quant-ph
Hybrid photonic circuit for multiplexed heralded single photons
量子光学实验的一个关键资源是电信波长的单光子和多光子状态的按需源。这封信提出了一个预示单光子源的基础上的混合技术的方法，结合高效率的周期性极化的锂硼酸盐波导，低损耗的激光刻写电路，和快速（>1 MHz）的光纤耦合电光开关。混合接口不同的平台是一个很有前途的路线，利用现有技术的优势，并允许演示的四个相同的单光子源的多路复用到一个输出。由于这是一项集成技术，它提供了可扩展性，并可以立即利用传输，检测和光子产生效率的任何改进。
2014-02-28 physics.optics quant-ph
Robust Pretty Good Measurement via Hybrid Classical-Quantum Pseudoinverse Approximation and Circuit-Level Realization
Università degli Studi di Cagliari（卡利亚里大学）；Technische Universität München. Institute for Advanced Study (IAS)（慕尼黑工业大学高等研究院）
针对量子态区分中良好测量（PGM）在奇异或病态系综下的不稳定性，提出基于Moore-Penrose伪逆的鲁棒PGM公式，结合块编码与谱变换的混合经典-量子框架，实现支持感知测量算子与成功概率提升，数值与电路仿真验证了稳定性能。
2026-06-12 quant-ph
Hybrid Coupling Topology with Dynamic ZZ Suppression for Optimizing Circuit Depth during Runtime in Superconducting Quantum Processor
University of Calcutta（加尔各答大学）；Jadavpur University（贾达普大学）
本研究提出了一种混合可调耦合架构，通过动态抑制ZZ串扰来优化超导量子处理器运行时的电路深度，实现了约20%的深度减少。
2026-02-06 quant-ph
Ultrawide-range photon number calibration using a hybrid system combining nano-electromechanics and superconducting circuit quantum electrodynamics
我们提出了一个由超导共面波导谐振器耦合到纳米机械弦和transmon量子比特作为非线性电路元件组成的混合系统。我们进行光谱的transmon量子比特和纳米力学字符串。测量transmon量子比特上的ac-Stark位移以及弦上的机电诱导吸收，使我们能够确定微波谐振器中低功率和高功率状态下的平均光子数。通过这种方式，我们测量的光子数相差高达9个数量级。我们发现使用这两种方法的微波谐振腔中的光子数的校准之间的定量协议。我们的实验证明了超导电路，量子电动力学和纳米电动力学在单个芯片上的成功结合。
2018-08-16 cond-mat.mes-hall quant-ph
Machine learning of noise-resilient quantum circuits
噪声的缓解和减少对于从近期量子计算机中获得有用的答案至关重要。在这项工作中，我们提出了一个基于机器学习的一般框架，用于减少量子硬件噪声对量子线路的影响。我们的方法，称为噪声感知电路学习（NACL），适用于电路设计计算一个幺正变换，准备一组量子态，或估计一个多量子比特状态的观察。给定一个任务和一个设备模型，该模型捕获有关设备中量子比特的噪声和连接性的信息，NACL输出一个优化的电路，以在存在噪声的情况下完成该任务。它通过最小化电路深度和电路结构上的特定于任务的成本函数来实现。为了证明NACL，我们构建电路弹性细粒度的噪声模型来自门集断层扫描的超导电路量子器件，应用包括量子态重叠，量子傅立叶变换，W-状态的准备。
2021-02-21 quant-ph
Time-bin entanglement at telecom wavelengths from a hybrid photonic integrated circuit
本研究提出一种混合光子集成电路，实现电信波长时间仓纠缠，达到高并发度和保真度，适用于低色散光纤网络中的贝尔对分发。
2023-09-02 quant-ph
Effect of non-unital noise on random circuit sampling
研究恒定非幺正噪声下随机量子线路输出分布，证明其任何深度下均不反集中，区别于纯幺正噪声，影响采样难易算法意义。
2023-06-29 cond-mat.stat-mech cs.CC quant-ph
Multimode circuit QED with hybrid metamaterial transmission lines
量子传输线是超导和混合量子计算的核心。与这些发展平行的是左手超材料的发展。它们在光子学中有着广泛的应用，从微波到可见光范围，如隐形斗篷和完美的平面透镜。对于经典的引导微波，左手传输线已被提出并在宏观尺度上进行了研究。我们结合这些想法，提出了一个左手/右手的混合传输线的应用在量子光学芯片上。由此产生的系统允许电路QED达到一个新的制度：多模超强耦合。在这种新型设备的许多潜在的应用中，我们讨论了两个;多体纠缠态的制备及其作为自旋玻色子模型的量子模拟器的使用，其中量子相变达到有限的尺寸效应。
2013-11-07 cond-mat.mes-hall quant-ph
Hybrid Gaussian-exponential zero-noise extrapolation for periodic circuits
Institute of Mathematics, Academy of Mathematics and Systems Science, Chinese Academy of Sciences（中国科学院数学与系统科学研究院数学研究所）；School of Mathematical Sciences, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学数学科学学院）；State Key Laboratory of Mathematical Sciences, Academy of Mathematics and Systems Science, Chinese Academy of Sciences（中国科学院数学与系统科学研究院数学 sciences 国家重点实验室）
针对周期性量子电路，提出一种混合高斯-指数零噪声外推方案，通过证明噪声放大因子弱收敛于对数正态分布来改进标准指数模型，在中等深度电路中有效降低偏差。
2026-06-03 quant-ph
On the Entanglement Entropy Distribution of a Hybrid Quantum Circuit
NextQuantum Innovation Research Center, Department of Physics and Astronomy, Seoul National University（首尔大学物理与天文学系量子创新研究中心）；School of Computational Sciences, Korea Institute for Advanced Study（韩国高等科学研究院计算科学学院）；Department of Physics and Astronomy, Seoul National University（首尔大学物理与天文学系）
研究混合量子电路中纠缠熵分布特性，发现高阶矩能捕捉测量诱导动力学的非平凡特征，可有效诊断测量诱导纠缠相变。
2026-04-13 quant-ph
A hybrid ferromagnetic transmon qubit: circuit design, feasibility and detection protocols for magnetic fluctuations
我们提出利用现有的隧道铁磁约瑟夫森结来实现混合超导量子比特。我们发现，铁磁势垒的特性滞后行为提供了一个替代的和固有的数字调谐的量子比特频率通过磁场脉冲。为了说明该设备的功能和局限性，我们讨论了耦合到一个读出谐振器和磁波动的影响。设想使用量子位作为噪声检测器及其相关性来研究磁性和超导性的微妙相互作用的可能性。
2022-06-01 cond-mat.supr-con quant-ph
Transparency and amplification in a hybrid system of mechanical resonator and circuit QED
本文从理论上研究了由驱动超导电路QED系统和机械谐振器，或由驱动光机系统和超导量子比特构成的混合系统中，弱探测场对腔的透明性和放大作用。我们发现，在强驱动场作用下，机械谐振器和超导量子比特都可以使这种混合系统对弱探测场透明.我们还发现，在某些参数范围内，弱探测场可以被放大。通过二阶相干度进一步研究了输出光场的统计特性。我们发现，输出场的非经典性强烈依赖于系统参数。我们的研究表明，在光机械系统中可以通过可调谐人工原子来控制单光子传输，在电路QED系统中可以通过机械谐振器来控制单光子传输。
2014-05-23 quant-ph
Digital Zero-Noise Extrapolation with Quantum Circuit Unoptimization
Los Alamos National Laboratory（洛斯阿拉莫斯国家实验室）；Unitary Foundation（Unitary基金会）
提出利用量子电路非优化实现数字零噪声外推（ZNE），通过生成指数级数量的电路变体进行噪声平均，有效恢复噪声模拟中的信号。
2025-07-14 cs.DS quant-ph
Quantum circuit compilation and hybrid computation using Pauli-based computation
本研究提出基于Pauli计算（PBC）的自适应量子线路实现方案，大幅降低量子门数量与线路深度，验证了其在量子线路编译和混合量子计算中的实用优势。
2023-09-28 quant-ph
HybridQ: A Hybrid Simulator for Quantum Circuits
开发最先进的量子线路经典模拟器对于测试和评估早期量子技术以及了解全面纠错量子计算机的真正潜力至关重要。在过去的几年里，多个理论和数值的进步不断推动了经典模拟的边界，因此开发了大量的工具，这些工具通常限于特定目的或为特定硬件设计（例如CPU与GPU）。此外，这些工具通常是使用定制的语言和语法开发的，这使得很难比较来自不同仿真技术的结果，并使用不同仿真技术创建混合方法。为了支持跨平台统一和优化使用这些技术，我们开发了HybridQ，这是一个高度可扩展的平台，旨在提供一个通用框架，以集成多种最先进的技术，在各种硬件上运行。其开发理念由三大支柱驱动：“易于使用”，“易于扩展”和“使用最佳可用技术”。HybridQ的强大工具允许用户操作，开发和扩展不同硬件架构的无噪声和噪声电路。HybridQ支持大规模高性能计算（HPC）模拟，自动平衡不同处理器节点之间的工作负载，并支持使用多个后端以最大限度地提高并行效率。然后，所有内容都通过一种简单而富有表现力的语言粘合在一起，这种语言允许从一种技术无缝切换到另一种技术，以及从一种硬件到另一种硬件，而无需编写冗长的翻译，从而大大简化了新的混合算法和技术的开发。
2021-11-12 cs.NA math.NA quant-ph
SurgeQ: A Hybrid Framework for Ultra-Fast Quantum Processor Design and Crosstalk-Aware Circuit Execution
University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；The Hong Kong University of Science and Technology（香港科技大学）；The Hong Kong Polytechnic University（香港理工大学）；Tsinghua University（清华大学）；Zhongguancun Laboratory（中关村实验室）
SurgeQ通过增强耦合双量子位门和定制调度策略，提升超导平台量子电路执行的保真度和效率。
2026-01-08 quant-ph
Qubit-Boson Hybrid Beam-Splitter Gate with Kerr Nonlinearity in Circuit QED for Many-Body Dynamics
C12 Quantum Electronics（C12量子电子学）；Aix Marseille Univ, CNRS, LIS（艾克斯马赛大学、法国国家科学研究中心、信号处理实验室）；Institut Universitaire de France（法兰西学院）
研究在电路量子电动力学中引入含克尔非线性的量子比特-玻色子混合分束器门，从cQED模型推导相互作用并获解析表达式，以碳纳米管电路QED为平台模拟验证，该混合原语为多体动力学提供构建块及新联系。
2026-07-13 quant-ph
Quantum memory using a hybrid circuit with flux qubits and NV centers
我们提出了如何实现高保真的量子存储使用的混合量子结构，包括两个耦合的通量量子比特和氮空位中心系综（NVE）。其中一个通量量子位被认为是量子计算处理器，而NVE用作量子存储器。通过分离计算单元和存储单元，可以有效地消除量子计算过程对量子存储器的影响，从而可以高保真地实现计算量子比特的任意量子态的量子存储。此外，本提议对于系统参数的波动是鲁棒的，并且利用当前可用的技术在实验上可行。
2013-08-30 quant-ph
Scalable noise characterization of syndrome-extraction circuits with averaged circuit eigenvalue sampling
本文提出一种基于ACES框架的可扩展噪声表征协议，用于量子纠错码的伴随式提取电路，通过推导品质因数优化实验设计，并在超过1000量子比特的距离为25表面码上验证了其可扩展性。
2025-04-01 quant-ph
MPStab: an hybrid stabilizers tensor-network quantum circuit simulator
University of Trieste（的里雅斯特大学）；Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Trieste Section（意大利国家核物理研究所的里雅斯特分部）；University of Helsinki（赫尔辛基大学）；European Organization for Nuclear Research (CERN)（欧洲核子研究组织（日内瓦））；Chalmers University of Technology（查尔姆斯理工大学）
介绍基于稳定器和张量网络混合形式的量子电路模拟器MPStab，用于模拟量子系统，通过展示其软件包、功能及探究性能，助力经典计算机模拟量子系统技术发展，明确量子计算机能力范围。
2026-07-28 quant-ph
Hybrid discrete-continuous compilation of trapped-ion quantum circuits with deep reinforcement learning
本文提出一种结合梯度优化与深度强化学习的混合离散-连续方法，用于缩短离子阱量子电路，并引入经典模拟框架，显著减小电路规模，适用于未知酉过程复现。
2025-01-27 quant-ph
Modeling quantum noise for efficient testing of fault-tolerant circuits
了解量子线路的容错特性对于大规模量子信息处理器的设计具有重要意义。特别是，模拟编码电路的性能是研究噪声模型，编码方案和阈值之间关系的重要工具。对于一般电路和噪声模型，这些模拟在编码电路的大小上很快变得难以处理。我们介绍了一个噪声过程的近似方法，它允许有效的蒙特卡罗模拟的编码电路的性能。近似值尽可能接近原始过程，而不会高估它们保留量子信息的能力，这是获得更诚实的阈值估计的关键属性。我们数值说明了各种物理相关的噪声模型的方法。
2012-06-23 quant-ph
Classically Simulating Quantum Circuits with Local Depolarizing Noise
研究了噪声对由计算易处理（CT）态和有效可计算稀疏（ECS）操作定义的量子线路的经典可模拟性的影响。这种电路的例子，我们称之为CT-ECS电路，是IQP，Clifford Magic和共轭Clifford电路。这意味着存在各种CT-ECS电路，使得它们的输出概率分布是反集中的，并且在无噪声设置中（在合理的假设下）不是经典地可模拟的。首先，我们考虑一个噪声模型，其中具有任意小的恒定速率的去极化通道在计算结束时应用于每个量子比特。我们表明，在这种噪声模型下，如果噪声率的近似值是已知的，任何CT-ECS电路与反集中的输出概率分布是经典的模拟。这表明，小噪声的存在大大影响了经典的CT-ECS电路的可模拟性。然后，我们考虑了噪声模型的扩展，其中噪声率可以随每个量子比特而变化，并提供了一个类似的充分条件，用于经典模拟具有反集中输出概率分布的CT-ECS电路。
2020-01-23 cs.CC quant-ph
The Geometry of a Quantum Circuit and its Impact on Electromagnetic Noise
在这里，我们表明，要计算任何集总元件电路，电路的几何形状必须包括在一个数学模型的电路通量或电路电荷。通过电路的几何形状，我们指的是从电路布局的细节中产生的所谓寄生电感和电容，众所周知，它们会在经典电路中产生噪声。相比之下，经典的集总元件模型只描述了电路的拓扑结构，它定义了不同的有限元变量如何通过电路元件相互连接。通过几何，我们也指的是量子变量定义电路几何的事实-一些在导线外部，一些在导线内部，一些在导线的边界。正如经典电路一样，这些效应会产生噪声;这种噪声以哈密顿量中的高频分量的形式出现，很难使用集总元件模型准确模拟。该演示文稿适用于学习量子计算的本科电气和计算机工程专业学生和学习电路的物理学家。
2018-05-07 quant-ph
Rademacher complexity of noisy quantum circuits
量子系统中的噪声是在大型量子线路上实现许多量子算法的主要障碍。在这项工作中，我们研究了噪声对量子线路的Rademacher复杂性的影响，这是一种统计复杂性的度量，它量化了这些电路产生的函数类的丰富性。我们考虑的噪声模型，表示由凸组合的酉通道，并提供了上限和下限的Rademacher复杂性的量子线路，其特征在于这些噪声模型。特别是，我们找到了一个下界的Rademacher复杂度的噪声量子线路，取决于相应的无噪声量子线路的Rademacher复杂度以及电路的自由鲁棒性。我们的结果表明，量子线路的Rademacher复杂度随着噪声的增加而降低。
2021-03-04 quant-ph
