Optimal-order Trotter-Suzuki decomposition for quantum simulation on noisy quantum computers
本文研究在噪声量子计算机上使用高阶 Trotter-Suzuki 分解模拟量子系统的条件，发现当门错误降低约一个数量级时，高阶 Trotterization 可最小化数学与物理总误差。
2024-12-30 quant-ph
A novel approach to noisy gates for simulating quantum computers
本文提出通过修改无噪声门构造可纳入环境效应的噪声门，以更准确模拟 NISQ 量子计算机，并在最多18量子比特实验中优于 Qiskit。
2023-09-20 quant-ph
Qubit Allocation for Noisy Intermediate-Scale Quantum Computers
在噪声中等规模量子计算机的时代，我们预计在可预见的未来会出现越来越多量子比特的量子设备。为了实际运行量子程序，必须通过量子比特分配算法将逻辑量子比特映射到物理量子比特。然而，在当今的设备上，量子比特的错误率和连通性不同。在这里，我们建立并证明在当前的实验设备上的一个新的分配算法，该算法结合了模拟退火方法与局部搜索的解决方案空间，使用Dijkstra算法。我们的算法考虑了量子硬件和正在编译的量子程序的加权连接约束。新的量子程序将使物理学、化学和材料科学取得前所未有的发展，我们的工作为优化量子程序的编译器提供了一条重要的新途径。
2018-10-18 quant-ph
On quantum factoring using noisy intermediate scale quantum computers
我们研究了变分量子因子分解（VQF）算法的性能和资源使用情况，不同的实例大小和优化算法。我们的模拟表明，更好的机会找到基态时，使用VQE，而不是QAOA的优化。在基于梯度的优化，我们发现，所需的时间量子线路梯度估计是一个重要的问题，如果VQF是成为具有竞争力的经典因式分解算法。此外，我们比较了纠缠和非纠缠电路在VQE优化，并没有看到显着的证据，有利于包括纠缠的VQE电路。
2022-08-15 quant-ph
Simulating noisy variational quantum eigensolver with local noise models
变分量子本征求解器（VQE）在近中期噪声量子计算机（NISQ）上具有很好的量子优势。VQE的一个核心问题是噪声，特别是物理噪声对实际量子计算机的影响。我们系统地研究了噪声对VQE算法的影响，通过对各种局部噪声模型进行数值模拟，包括振幅阻尼，失相和去极化噪声。结果表明，随着噪声概率的增加，基态能量会偏离精确值，一般情况下，噪声会随着电路深度的增加而积累。我们建立了一个噪声模型来捕获实际量子计算机中的噪声。我们的数值模拟结果与IBM Quantum计算机上的量子实验结果一致。我们的工作为带噪VQE的实际研究提供了新的思路。对VQE噪声效应的深入理解将有助于在近场量子计算机上发展量子错误缓解技术。
2021-04-14 quant-ph
Special Session: Noisy Intermediate-Scale Quantum (NISQ) Computers -- How They Work, How They Fail, How to Test Them?
首先，量子计算机最近已经证明了“量子至上”或“量子优势“：执行在经典机器上不可能的计算。今天的量子计算机遵循NISQ范式：它们的错误率比传统电子产品高得多，并且没有足够的量子资源来支持强大的纠错协议。这引发了一些问题，即相关计算是否在NISQ架构的范围内。一些“NISQ时代的算法”被假定为与这种计算机的特性相匹配;例如，变分优化器是基于交织相对较短的量子和经典计算，从而最大限度地提高成功的机会。本文将批判性地评估NISQ计算的承诺和挑战。到目前为止，这个领域已经取得了什么成就，我们可能很快会取得什么成就，我们在哪里必须持怀疑态度，等待更大规模的完全纠错架构的出现？
2023-01-27 quant-ph
Accurate Chemical Reaction Modeling on Noisy Intermediate-Scale Quantum Computers Using a Noise-Resilient Wavefunction Ansatz
提出一种结合活性轨道选择、DSRG有效Hamiltonian和抗噪声波函数ansatz的高效量子模拟方案，在NISQ设备上实现了精确的化学反应建模，推动了NISQ时代量子效用的实现。
2024-04-22 quant-ph
Estimating the Jones polynomial for Ising anyons on noisy quantum computers
本研究将琼斯多项式在第四单位根处的求值归约为量子比特稳定子电路振幅计算，用Hadamard测试估计振幅，提出了噪声量子处理器的标准基准，并验证了零噪声外推法的误差缓解效果。
2025-06-16 quant-ph
Pairwise quantum discord for a symmetric multi-qubit system in different types of noisy channels
研究了对称多量子比特系统在不同类型的噪声信道中的两两量子不和谐（QD），包括相位翻转、振幅阻尼、相位阻尼和去极化信道。利用量子点和量子不和谐的几何测度（GMQD）来量化量子关联，给出了一些解析或数值结果。结果表明，两两量子点的动力学与自旋粒子数$N$以及单轴扭转集体态的初始参数$θ$有关.随着自旋粒子数$N$的增加，量子点的数量也随之增加.当量子点的数量达到稳定的极大值时，量子点的数量与自旋粒子数$N$的增加无关.在周期$0\leq θ\leq 2π$内，两两量子点的行为是对称的。此外，我们比较了对称多量子比特系统在不同类型的噪声信道中的两两量子点动力学与GMQD。
2015-07-17 quant-ph
Playing quantum nonlocal games with six noisy qubits on the cloud
非定域博弈是贝尔不等式的推广，旨在证明量子优势。这些游戏非常适合有噪声的量子计算机，因为它们只需要准备一个浅电路，然后测量非对易观测。在这里，我们考虑在Science 362，308（2018）中提出的非局部博弈的最小实现。我们通过使用IBM、Ionq和Honeywell的云上量子计算机准备一个6量子比特的集群状态来测试这个游戏。我们的方法包括几个层次的优化，如电路的身份和错误缓解，并允许我们跨越经典的阈值，并在一个量子计算机中展示量子优势。最后，我们引入一个不同的不等式，使我们能够在不太精确的量子计算机中观察到量子优势，代价是探测更多的电路。
2022-02-17 quant-ph
Super-resolution of Green's functions on noisy quantum computers
针对近期量子计算机退相干误差限制格林函数光谱分辨率的问题，提出用原子范数最小化超分辨率技术降低光谱重建所需最小电路深度，经IBM量子计算机实验验证，其重建误差比标准方法小一个数量级，可为量子优势构建提供非变分工具。
2023-12-19 quant-ph
Numerical simulation of information recovery in quantum computers
退相干是量子计算机建成之前需要解决的主要问题。为了控制退相干，可以使用纠错方法，但这些方法本身就是有噪声的量子计算过程。在这项工作中，我们研究了Steane和Shor的容错恢复方法的能力，以及Steane的辅助网络的修改，以纠正量子比特中的错误。我们测试一种方法来正确地测量这些方法的辅助的保真度，并通过一个嘈杂的量子信道，即使使用嘈杂的纠错方法进行有效的纠错的可能性。
2002-07-11 quant-ph
Quantum Simulation on Noisy Superconducting Quantum Computers
量子模拟是量子计算的一个潜在的强大应用，有望能够模拟经典计算方法无法达到的有趣的量子系统。尽管有这样有前途的应用，并在积极的研究增加，很少有介绍性的文献或演示的主题在研究生或本科生的水平。这人为地增加了进入该领域的障碍，而该领域的学术界和工业界的劳动力已经有限。在这里，我们介绍了模拟量子系统，从一个选定的哈密顿量，概述状态的准备和演变，并讨论测量方法。我们提供了一个例子模拟测量状态动力学的紧束缚模型与无序的时间演化使用铃木-特罗特分解。此外，错误缓解和噪声降低对于在当前可用的噪声量子计算机上执行量子算法是必不可少的。我们讨论和演示各种错误缓解和电路优化技术，显着提高性能。所有的源代码都是免费提供的，我们鼓励读者在此基础上进行构建。
2022-10-06 quant-ph
K-Means Clustering on Noisy Intermediate Scale Quantum Computers
电信网络生成的大性能数据的实时聚类需要特定于域的高性能计算基础设施来检测异常。在本文中，我们评估噪声的中间尺度量子（NISQ）计算机的特点是低退相干时间，K-均值聚类，并提出三种策略，以产生较短的深度量子电路需要克服NISQ计算机的限制。这些策略基于利用：i）量子干涉，ii）负旋转和iii）相消干涉。通过比较我们在IBMQX 2机器上对代表性数据集的实现，我们表明NISQ计算机可以解决K-均值聚类问题，其精度与经典计算机相同。
2019-09-26 cs.ET quant-ph
MUQUT: Multi-Constraint Quantum Circuit Mapping on Noisy Intermediate-Scale Quantum Computers
量子技术领域的快速发展为研究人员提供了实验量子线路和模拟小规模量子程序的真正可能性。然而，当前可用的量子比特的质量和环境噪声对量子线路的平稳执行提出了挑战。因此，有效的设计自动化流程映射到噪声中间尺度量子（NISQ）计算机给定的算法变得至关重要。最先进的量子设计自动化工具主要集中在减少逻辑深度，门数和量子位数，最近强调拓扑感知（最近邻符合性）映射。在这项工作中，我们扩展的技术映射流程，同时考虑拓扑和门保真度的约束，同时保持逻辑深度和门数作为优化目标。我们提供了一个全面的问题制定和多层方法来解决它。建议的自动化流程与商业量子计算机兼容，如IBM QX和Rigetti。对10个标准量子线路的仿真结果表明，该电路的保真度最高可提高3.37倍，平均提高1.87倍。
2019-11-16 quant-ph
How Quantum Computers Can Fail
我们提出并讨论了两个假设的性质，高度相关的噪声物理随机系统的错误。第一个假设断言一对基本相关的元素的误差本身基本相关。第二个假设断言，在一个有许多高度相关元素的噪声系统中，会有很强的误差同步效应。这些假设似乎对量子计算机有害。
2007-01-21 quant-ph
Efficiently improving the performance of noisy quantum computers
针对含噪声近期量子器件的性能提升需求，该研究提出两种结合噪声重构的高效错误缓解协议，在四比特超导处理器上验证其可有效缓解多种噪声，最高将电路变分距离提升86%。
2024-07-06 quant-ph
Efficient Quantum Simulation of Open Quantum System Dynamics on Noisy Quantum Computers
本文提出一种利用NISQ设备固有门错误模拟开放量子系统动力学的新方案，无需辅助量子比特或显式浴工程，在IBM-Q上高效模拟光合二聚体能量转移，为NISQ时代量子优势提供新方向。
2021-09-10 quant-ph
Scalable Quantum Algorithms for Noisy Quantum Computers
针对含噪声量子计算机资源受限问题，该博士论文提出基于随机近似和QGT新视角的两类可扩展量子算法，并在Ising、Heisenberg模型及27量子比特硬件上验证其有效性。
2024-03-01 quant-ph
Prospect of using Grover's search in the noisy-intermediate-scale quantum-computer era
为了了解Grover搜索算法在存在量子计算机噪声的情况下对大型非结构化数据的利用范围，我们通过施加各种类型的噪声进行了一系列模拟，由IBM QISKit建模。我们应用三种形式的Grover算法：（1）标准算法，具有4-10个量子位，（2）最近发表的修改的Grover算法，设置为减少电路深度，以及（3）（1）和（2）中的算法，通过添加辅助量子位修改多控制Toffoli。基于这些模拟，我们找到了这些情况下的噪声上限，建立其依赖于电路的量子深度，并提供它们之间的比较。通过拟合阈值的外推，我们预测了当应用Grover算法在大到32000的数据集中搜索数据时，典型的门误差界限是什么。
2020-09-18 quant-ph
Realization of quantum signal processing on a noisy quantum computer
本文提出通过逐步降低电路开销在噪声量子硬件上运行完整 QSP 协议，并在 Quantinuum H1-1 上实现 Hamiltonian 模拟与纠缠熵计算。
2023-09-27 quant-ph
Interaction Energies on Noisy Intermediate-Scale Quantum Computers
在有噪声的中间尺度量子计算机（NISQ）上计算相互作用能似乎是具有挑战性的，直接应用现有的量子算法。例如，使用标准超分子方法和变分量子本征求解器（VQE）将需要极其精确地分辨碎片的总能量，以提供对相互作用能的精确扣除。在这里，我们提出了一个自适应微扰理论（SAPT）的方法，可以提供高量子资源效率的相互作用能。特别值得注意的是，我们提出了一个量子扩展随机相位近似（ERPA）的SAPT二阶感应和色散项，包括交换对应的治疗。与以前的工作一阶项，这提供了一个完整的SAPT（VQE）相互作用能量高达二阶的配方。SAPT相互作用能项作为第一级观测量计算，不扣除单体能量，唯一需要的量子观测是VQE单粒子和双粒子密度矩阵。根据经验，我们发现SAPT（VQE）可以提供准确的相互作用能，即使粗略优化，低电路深度波函数的量子计算机，通过理想的状态矢量模拟。总相互作用能的误差是数量级低于相应的单体波函数的VQE总能量误差。
2022-07-01 quant-ph
Quantum Computing with Very Noisy Devices
从理论上讲，量子计算机可以有效地模拟量子物理，分解大数并估计积分，从而解决其他棘手的计算问题。在实践中，量子计算机必须与称为"门“的嘈杂设备一起运行，这些设备往往会破坏计算所需的脆弱量子态。容错量子计算的目标是精确计算，即使每次使用门都有很高的错误概率。在这里，我们给出的证据表明，准确的量子计算是可能的，每个门的错误概率超过3%，这是显着高于以前认为可能的。然而，在如此高的错误概率下进行计算所需的资源过多。幸运的是，它们随着错误概率的降低而迅速降低。如果我们拥有与当今数字计算机相当的量子资源，我们就可以实现非平凡的量子计算，每个门的错误概率高达1%。
2004-11-02 quant-ph
Projective Quantum Eigensolver via Adiabatically Decoupled Subsystem Evolution: a Resource Efficient Approach to Molecular Energetics in Noisy Quantum Computers
本文提出一种基于二分退耦参数化拟设的投影量子特征求解器，在NISQ硬件上以资源高效方式准确计算分子基态能量，具有更浅电路和更少测量，且在噪声下表现优越。
2024-03-19 quant-ph
Minimizing estimation runtime on noisy quantum computers
混合量子经典算法，如变分量子本征求解器（VQE）所需的测量数量对于许多具有实用价值的问题是过高的。对于这样的问题，实现量子优势将需要显著降低这种成本的方法。降低测量成本的先前量子算法（例如，量子幅度和相位估计）需要对于近期实现来说太低的错误率。在这里，我们提出的方法，利用可用的量子相干性，以最大限度地提高噪声量子设备上的采样功率，减少测量数量和运行时间相比，标准的采样方法的变分量子本征求解器（VQE）。我们的方案从量子精密测量、相位估计和最近的“alpha-VQE”方案中获得灵感，得到了一个对错误鲁棒且不需要辅助量子位的一般公式。这种方法的中心目标是我们所说的“工程似然函数”（ELF），用于执行贝叶斯推断。我们展示了ELF形式主义如何提高采样中的信息增益率，因为物理硬件从嘈杂的中间尺度量子计算机的状态过渡到量子纠错的状态。这项技术加速了许多量子算法的核心组件，其应用包括化学，材料，金融等。与VQE类似，我们预计小规模的实现将在今天的量子设备上实现。
2021-03-20 quant-ph
Noisy intermediate-scale quantum computers
本文综述量子计算在算法、硬件与技术路线上的进展，总结NISQ时代的挑战，并展望容错量子计算与杀手级应用前景。
2023-03-07 quant-ph
Variational Quantum Algorithms for Differential Equations on a Noisy Quantum Computer
本文研究在含噪声量子计算机上利用变分量子算法QCL结合参数移位规则求解微分方程，并在IBM量子硬件上验证了函数学习、求导及一阶微分方程求解的可行性，同时展示了多量子比特并行学习与耦合微分方程求解的潜力。
2025-04-10 quant-ph
Symmetry-Checking in Band Structure Calculations on a Noisy Quantum Computer
The University of Melbourne（墨尔本大学）；CSIRO（联邦科学与工业研究组织）
本研究提出了一种在噪声量子计算机上识别双层石墨烯带结构交叉点对称性的方法，通过特征检查量子电路和去极化噪声模型评估其鲁棒性。
2025-06-25 quant-ph
Testing platform-independent quantum error mitigation on noisy quantum computers
本文提出资源归一化的“改进因子”，在 IBM、IonQ、Rigetti 及含噪声模拟器上用零噪声外推和概率错误抵消评估两类基准，证明量子错误缓解平均有益但性能依赖平台。
2022-12-19 cs.ET quant-ph
Designing a Machine Learning-Driven, Cross-Hardware Emulator for Noisy Quantum Computers with Gate-Based Protocols
Institute of High Performance Computing (IHPC), Agency for Science, Technology and Research (A*STAR)（高性能计算研究所，科学技术研究局）；Dipartimento di Fisica, Università degli Studi di Milano（米兰大学物理系）；INFN, Sezione di Milano（意大利国家核物理研究所，米兰分部）；Theoretical Physics Department, CERN（欧洲核子研究中心理论物理部）；Quantum Research Center, Technology Innovation Institute（技术创新研究所量子研究中心）
本文提出了一种基于机器学习的跨硬件模拟器，用于模拟具有门协议的嘈杂量子计算机，通过监督学习训练数据预测噪声模型，从而提高量子程序的优化和调试效果。
2026-05-19 quant-ph
Quantum Simulation of Dissipative Energy Transfer via Noisy Quantum Computer
National Taiwan University（台湾大学）；Okinawa Institute of Science and Technology（冲绳科学技术大学院大学）
研究噪声量子计算机模拟耗散能量转移动力学，利用噪声作为校准资源而非单纯误差源，通过编码单激发态并实现相干动力学，展示噪声门频率与HEOM参数的线性关系，结合TTM方法扩展动力学范围。
2026-04-14 quant-ph
Towards Accurate Quantum Chemical Calculations on Noisy Quantum Computers
针对NISQ设备上VQE受噪声影响的问题，提出三种方法（减少浴轨道、精确计算RDM、数学后处理）以提升DMET+VQE组合的精度，并在模拟器和真实设备上验证其超越经典黄金标准。
2023-11-16 quant-ph
Quantum Computers for Weather and Climate Prediction: The Good, the Bad and the Noisy
本文介绍了量子计算的关键方面，探讨了量子计算机未来在数值天气和气候预测中的潜力，并使用新量子算法求解非线性模型，同时分析了其在处理“大数据”等现实问题时面临的挑战。
2022-10-31 physics.ao-ph quant-ph
Cycle discrete-time quantum walks on a noisy quantum computer
本文使用 qiskit 在 IBM 量子设备上测试了环离散时间量子游走，并开发自定义噪声模型，估算出执行更大规模量子游走所需的噪声降低水平。
2023-12-07 quant-ph
Quantum State Discrimination Using Noisy Quantum Neural Networks
短期量子计算机是嘈杂的，因此必须运行低电路深度和量子位数的算法。在这里，我们研究噪声如何影响量子神经网络（QNN）的状态歧视，适用于近期量子设备，因为它满足上述标准。我们发现，当在有噪声的设备上模拟梯度计算时，大量的参数是不利的。通过引入一个新的更小的电路模型，我们克服了这一限制，并发现QNN在当前量子硬件的噪声水平下表现良好。我们还表明，在较高的噪声水平下训练的网络仍然可以收敛到有用的参数。我们的研究结果表明，有噪声的量子计算机可以用于状态识别和量子生成对抗网络输出的分类器。
2020-06-15 quant-ph
Ansätze for Noisy Variational Quantum Eigensolvers
有用的量子算法的硬件要求仍然没有被今天可用的量子计算机所满足。因为它被设计为软化这些要求，所以变分量子本征求解器（VQE）作为近期量子计算机的量子优势的竞争者而受到欢迎。测试器是准备试验状态的参数化电路，可以决定VQE的成功（或失败）。太深的ansätze可能会阻碍近期的可行性，或导致可训练性问题，使算法效率低下。本论文的目的是分析为量子化学提出的不同ansätze，研究它们在最先进的量子计算机中的抗噪能力和可行性。特别是，动态ansätze（ADAPT-VQE）进行了探讨，并对其性能的影响进行了分析的池和选择标准的选择。
2022-12-06 quant-ph
Quantum simulation of dissipative collective effects on noisy quantum computers
耗散集体效应在量子物理学中无处不在，其相关性范围从生物系统中的纠缠研究到量子计算机中的噪声缓解。本文基于最近提出的多体碰撞模型，首次在真实量子计算机上对耗散集体现象进行了完全量子模拟。首先，我们从理论上研究了这种算法的精度与噪声门的近期量子计算机，我们推导出一些严格的误差界，依赖于碰撞模型的时间步长和门的错误。这些界限可以用来估计集体动力学的有效量子模拟所需的资源。然后，我们在IBM量子计算机上实现了该算法，模拟了一对量子比特之间的超辐射和亚辐射。我们的实验结果成功地显示了量子模拟中集体效应的出现。此外，我们通过全过程层析成像分析了我们在算法中使用的门的噪声特性，目的是提高我们对目前全球研究人员可以访问的近期设备中的错误的理解。我们得到的平均门保真度，unitarity，不相干性和钻石误差的值，我们建立了它们之间的连接和实验模拟状态的准确性。此外，我们建立了一个噪声模型的基础上的两个量子比特门的过程层析成像的结果，并表明其性能与IBM提供的噪声模型。最后，我们观察到，作为门数量的函数的误差的缩放是有利的，但同时达到量子容错计算的菱形误差的阈值在我们使用的设备中可能仍然是数量级的距离。
2023-02-28 quant-ph
Adiabatic preparation of thermal states and entropy-noise relation on noisy quantum computers
Quantinuum
本文研究了在有限温度下用量子计算机制备热平衡态的问题，提出通过绝热演化制备局部热平衡态，并探讨了硬件噪声对热态制备的影响，展示了噪声鲁棒性和熵-噪声关系的实验验证。
2026-04-20 quant-ph
Mitiq: A software package for error mitigation on noisy quantum computers
我们介绍了Mitiq，一个用于噪声量子计算机上的错误缓解的Python软件包。错误缓解技术可以通过依赖于量子采样和经典后处理技术的混合，以最小的量子资源开销来减少噪声对近期量子计算机的影响。Mitiq是一个可扩展的工具包，包含不同的误差缓解方法，包括零噪声外推，概率误差消除和Clifford数据回归。该库旨在与通用后端兼容，并与不同的量子软件框架接口。我们使用代码片段来描述Mitiq，以演示其用法，并讨论其特性和贡献准则。我们提出了几个例子，证明错误缓解IBM和Rigetti超导量子处理器以及嘈杂的模拟器。
2022-08-01 cs.ET quant-ph
Simulating Electron Transfer on Noisy Quantum Computers
Institute of Engineering Thermodynamics, German Aerospace Center (DLR)（德国航空航天中心工程热力学研究所）；Helmholtz Institute Ulm（乌尔姆亥姆霍兹研究所）；Institute of Software Technology, German Aerospace Center (DLR)（德国航空航天中心软件技术研究所）；HQS Quantum Simulations GmbH（HQS量子模拟有限公司）；Department of Physics, Ulm University（乌尔姆大学物理系）
提出一种数字-模拟框架，利用量子比特耗散和特定误差缓解方案，在IBM超导处理器上模拟线性振动耦合开放量子系统，实现了长达10个电子位点的一维给体-受体链的振动转移谱，重现非马尔可夫动力学。
2026-05-28 quant-ph
Observation of Localization Using a Noisy Quantum Computer
本工作通过评估短时演化后量子自旋链的磁化强度和扭曲重叠，展示了如何利用噪声量子计算机观测强无序系统的局域化，并结合精确对角化分析了噪声诱导误差的影响。
2024-01-11 cond-mat.stat-mech quant-ph
Identification of symmetry-protected topological states on noisy quantum computers
识别拓扑性质是一个主要的挑战，因为根据定义，拓扑状态没有局部序参量。虽然这一挑战的通用解决方案还没有，广泛的一类拓扑状态，即受保护的拓扑（SPT）状态，可以通过其纠缠谱中的独特简并来识别。在这里，我们提出并实现了两个互补的协议来探测这些简并的基础上，分别解决纠缠熵和测量为基础的计算算法。这两个协议将量子信息处理与物质的SPT相的分类联系起来。它们调用集群状态的创建，并在IBM量子计算机上实现。实验结果相比，嘈杂的模拟，使我们能够研究的稳定性的拓扑状态的扰动和噪声。
2020-09-22 cond-mat.str-el quant-ph
Accelerated quantum Monte Carlo with mitigated error on noisy quantum computer
量子蒙特卡罗和量子模拟是理解量子多体系统的重要工具。量子蒙特卡罗算法作为一种经典算法，存在符号问题，阻碍了它在大多数费米子系统和实时动力学中的应用。本文介绍了一种新的非变分算法，该算法利用量子模拟作为子程序，通过简化符号问题来加速量子蒙特卡罗。量子子程序可以用浅电路实现，并且通过结合误差缓解，即使当电路噪声很大时，也可以将蒙特卡罗方差降低几个数量级。因此，所提出的量子算法适用于近期噪声量子硬件。
2022-01-05 nucl-th quant-ph
Black-Litterman Portfolio Optimization with Noisy Intermediate-Scale Quantum Computers
本文提出利用NISQ算法增强Black-Litterman投资组合优化，通过量子机器学习预测投资者观点并用VQE求解优化问题，在回测中优于常见模型，且量子比特资源随问题规模线性增长，展示了量子计算在金融优化中的潜力。
2023-12-01 quant-ph
Testing Quantum Contextuality of Binary Symplectic Polar Spaces on a Noisy Intermediate Scale Quantum Computer
噪声中尺度量子计算机（NISQC）的开发为量子信息社区提供了新的工具，以从个人笔记本电脑执行量子体验。它促进了跨学科的研究，因为量子物理性质的理论描述可以转化为在NISCQ上容易实现的实验。在本文中，我测试了在有限几何结构上的量子上下文的大的状态无关不等式编码的广义N-量子位泡利群的交换关系。非语境隐藏变量理论所预测的界限在所有的传导经验中都被强烈地违反了。
2021-01-11 math-ph math.CO math.MP
Quantum Computer Benchmarking via Quantum Algorithms
我们提出了一个框架，利用量子算法，架构感知量子噪声模型和一个理想的模拟器，以基准量子计算机。基准度量突出了量子计算机演化与模拟噪声和理想量子演化之间的差异。我们利用我们的框架对三个IBMQ系统进行基准测试。使用多种算法，包括连续时间算法，作为基准，以不同的方式强调计算机，突出它们对不同电路的行为。每个量子线路的复杂性会影响每个量子计算机的效率，电路尺寸的增加会导致更多的噪声行为。此外，使用连续时间量子算法及其哈密顿量的分解也允许提取关于量子系统上的两种方法的效率的有价值的比较。结果表明，我们的基准测试提供了关于每个量子计算机性能的充分和全面的信息。
2021-12-17 quant-ph
Describing Trotterized Time Evolutions on Noisy Quantum Computers via Static Effective Lindbladians
研究噪声量子计算机上Trotter化时间演化受退相干影响的改变程度，提出将噪声影响重新解释为原始系统动力学的偏移，并引入静态Lindblad噪声项构建噪声算法模型，通过数值分析验证了该方法。
2025-08-29 quant-ph
Entanglement Negativity in Noisy Quantum Volume Sampling
Los Alamos National Laboratory（洛斯阿拉莫斯国家实验室）
本文研究噪声量子体积采样中去极化噪声、二分负性纠缠与重输出概率的权衡，发现有限尺寸效应下NISQ计算机可过量子体积阈值却无全局纠缠。
2026-08-17 quant-ph
Exploring Quantum-Enhanced Machine Learning for Computer Vision: Applications and Insights on Noisy Intermediate-Scale Quantum Devices
Deloitte（德勤）
本研究针对NISQ设备噪声问题，探索量子计算与机器学习在计算机视觉中的结合，评估数据重上传和补丁GAN等混合量子-经典算法，证明其性能可比或优于经典方法。
2024-04-01 cs.LG quant-ph
SLIQ: Quantum Image Similarity Networks on Noisy Quantum Computers
Northeastern University（东北大学）
针对无监督图像相似性检测难以在噪声量子计算机上实现的问题，本文提出首个资源高效的开源量子相似性检测网络 SLIQ，并结合量子学习与方差降低算法。
2023-09-26 cs.CV eess.IV quant-ph
Towards a Digital Twin of Noisy Quantum Computers: Calibration-Driven Emulation of Transmon Qubits
本文提出利用硬件校准与基准电路提取参数化误差模型，构建超导 transmon 量子比特器件的数字孪生，并在 5 量子比特 QPU 上以 0.15 的平均总变差距离验证其预测能力。
2025-09-01 quant-ph
Sample-size-reduction of quantum states for the noisy linear problem
量子霸权提出，现实的量子计算机可以在任何合理的时间内执行经典计算机无法执行的计算。自该领域诞生以来，它已成为一个重要的研究兴趣，它本质上是基于量子算法的有效构建。研究表明，在纯量子态上通过适定的量子采样，可以快速解决量子机器学习理论中的噪声线性（或带误差学习）问题.本文提出了一种通过随机化量子态的技术，即$\varepsilon$ -随机技术，来减少噪声线性结构中的样本量的方法。特别是，我们表明，它是可能的，以减少量子随机存取存储器（QRAM）的量子样本大小的线性顺序，在输入数据的尺寸。因此，我们实现了一个较短的运行时间的噪声线性问题。
2023-01-08 quant-ph
Synergy between noisy quantum computers and scalable classical deep learning
本文提出将噪声量子计算机与经典卷积神经网络相结合，利用含噪期望值和电路结构信息预测量子伊辛模型Trotter电路的精确期望值，在经典方法失败时仍有效并优于零噪声外推，展示了量子-经典协同提升计算精度的优势。
2024-04-11 cond-mat.dis-nn quant-ph
Lower overhead fault-tolerant building blocks for noisy quantum computers
University of Southern California（南加州大学）
本文提出低开销的容错模块，通过改进纠错和故障容忍方法，减少物理量子比特数量，提升量子计算的效率和可靠性。
2026-05-12 quant-ph
