Block Coordinate Descent for Dynamic Portfolio Optimization on Finite-Precision Coherent Ising Machines
The Hong Kong University of Science and Technology (Guangzhou)(香港科技大学(广州));Sichuan University(四川大学)
本文提出一种块坐标下降法,通过时间维度分解动态投资组合优化问题,利用有限精度相干ising机解决紧凑时间块子问题,提升求解效率和精度。
2026-03-24 quant-ph
Hardware-native quantum phase estimation with circuit QED
Xi’an Jiaotong University(西安交通大学)
提出一种利用电路量子电动力学(cQED)的迭代量子相位估计协议,通过二进制阈值测试和同质测量实现海森堡极限精度,无需逆量子傅里叶变换,降低了硬件复杂度。
2026-07-07 quant-ph
Molecular groundstate determination via short pulses on superconducting qubits
提出一种自由式超导脉冲优化方法,通过引入双量子比特通道提升抗噪性与执行速度,在真实硬件上以0.22 ns脉冲确定H2基态至化学精度内,并为LiH找到短脉冲达到最先进精度,有望加速量子计算性能。
2024-03-26 quant-ph
Scalable Simulation of Quantum Dynamics on Topological Quantum Hardware
New York University(纽约大学);NYU-ECNU Center for Computational Chemistry at NYU Shanghai(上海纽约大学纽-华东师范大学计算化学中心)
本研究提出一个在拓扑量子硬件上模拟量子动力学的框架,利用非阿贝尔任意子和Solovay-Kitaev算法,实现对多体凝聚相系统的高效可扩展模拟。
2026-09-30 quant-ph
Digital quantum simulation of molecular vibrations
分子振动是光谱性质、能量转移和分子键合等重要现象的基础。然而,获得对即使是小分子的振动结构的详细理解在计算上是昂贵的。虽然有几种算法可以有效地解决量子计算机上的电子结构问题,但相对而言,很少有人关注用量子硬件解决振动结构问题。在这项工作中,我们讨论了使用量子算法调查分子的静态和动态振动特性。我们引入了一个物理动机的幺正振动耦合集群ananimals,这也使得我们的方法可以访问嘈杂的,近期的量子硬件。我们数值测试我们的水和二氧化硫分子的建议。
2020-01-23 quant-ph
Hardware-efficient formulation of molecular cavity-QED Hamiltonians
针对腔 QED 哈密顿量的经典模拟瓶颈,本文在 Qiskit Nature 中实现玻色子与混合算符,并提出局域化光子基矢的一维量子比特链映射,结合零噪声外推恢复准确自发辐射动力学。
2025-10-20 physics.atom-ph quant-ph
High-precision spectroscopy of ultracold molecules in an optical lattice
对紧密囚禁在光晶格中的超冷分子的研究可以拓展精密测量和光谱学的前沿,并为分子和基础物理提供更深入的见解。在这里,我们创建,探测和图像微开尔文$^{88}$锶$_2$分子在晶格中,并演示精确测量的分子参数以及相干控制的分子量子态使用光场。我们讨论了系统的灵敏度尺寸效应,一个新的绑定到连续光谱技术,高精度的结合能测量,并与这个丰富的实验系统的新物理的前景。
2015-12-21 physics.atom-ph physics.chem-ph quant-ph
Understanding and mitigating noise in molecular quantum linear response for spectroscopic properties on quantum computers
该研究系统分析了量子线性响应理论在量子硬件上计算光谱性质时的噪声来源,提出基于拟设的误差缓解方法和泡利节省策略,并通过最高cc-pVTZ基组的硬件实验验证了其达到经典多组态方法精度的可行性,同时指出硬件错误率与测量速度仍需大幅提升。
2024-08-17 physics.chem-ph physics.comp-ph quant-ph
Canceling spin-dependent contributions and systematic shifts in precision spectroscopy of the molecular hydrogen ions
我们考虑应用量子理论的一个基本原理,某类哈密顿量的无痕性,对分子氢离子的精确光谱学。我们表明,它是可能的,以获得自旋平均跃迁频率之间的状态从一个简单的加权和实验可访问的自旋相关的跃迁频率。我们讨论的情况下,${\rm H}_{2}^{+}$和${\rm HD}^{+}$,这是不同的,在他们的振转跃迁的多极字符。包括额外的频率也允许取消电四极移,塞曼位移和部分斯塔克位移。在这种情况下,我们发现,测量电四极跃迁${\rm HD}^{+}$是有利的。所需的实验努力似乎是合理的。
2018-06-30 physics.atom-ph quant-ph
Machine Learning Approach towards Quantum Error Mitigation for Accurate Molecular Energetics
本文提出一种图神经网络与回归结合的机器学习架构,在NISQ设备上利用浅层子电路和硬件连接图学习噪声特征,实现无需指数开销的量子误差缓解,并在强关联分子能量预测中取得数量级改进。
2025-04-09 quant-ph
Ground State Energy via Adiabatic Evolution and Phase Measurement for a Molecular Hamiltonian on an Ion-Trap Quantum Computer
Friedrich-Alexander Universität Erlangen-Nürnberg(埃尔朗根-纽伦堡弗里德里希-亚历山大大学);Quantinuum;Max Planck Institute for the Science of Light(马克斯·普朗克光科学研究所)
本文通过绝热态制备和噪声鲁棒的迭代量子相位估算方法,研究了离子阱量子计算机在H3+分子六量子位编码中的基态能量测量,改进了经典Hartree-Fock能量并揭示了漏泄误差对化学精度的主要影响。
2025-12-22 quant-ph
Magnetic qubits as hardware for quantum computers
我们提出了两种可能的量子比特的实现方法,即基于大自旋S的纳米级磁性粒子和高各向异性的分子团簇。在情况(1)中,位值基础声明|0>和|1>是基态和第一激发自旋态Sz = S和S-1,由铁磁共振(FMR)频率给出的能隙分开。在情况(2)中,当存在通过各向异性势垒的显著隧穿时,量子比特状态对应于对称,|0>,反对称,|1>,二重简并基态Sz = +- S.在每种情况下,与状态之间的能隙Δ相比,操作温度必须低|0>和|1>。情况(2)中的间隙Δ可以用垂直于分子团簇易磁化轴的外磁场来控制。不同的分子团簇和磁性粒子的状态可以通过超导线与约瑟夫森开关连接起来而纠缠在一起,从而导致量子计算硬件的潜力。
2000-09-28 cond-mat.mes-hall quant-ph
OH hyperfine ground state: from precision measurement to molecular qubits
我们使用精确的微波光谱--在斯塔克减速的辅助下--来揭示OH在其^2基态中的低磁场行为,确定了两个适合作为量子比特的场不敏感超精细跃迁,并确定了Λ-二重态的相反宇称分量之间的差分Lande g因子为1.267(5)\times 10^{-3}。我们成功地用一个有效的超精细塞曼哈密顿量对数据进行了建模,我们用它对磁敏感的、天体物理上重要的ΔF= \pm 1卫星线频率进行了十倍的改进,得到了1720529887(10)Hz和1612230825(15)Hz。
2006-08-18 physics.atom-ph quant-ph
Efficient and Noise-Resilient Molecular Quantum Simulation with the Generalized Superfast Encoding
针对传统费米子-量子比特映射在真实分子系统中权重高、噪声敏感的问题,本工作基于广义超快速编码(GSE)提出改进映射,通过路径优化、多边图结构和 stabilizer 测量框架提升准确性与硬件效率,在分子模拟和IBM硬件测试中表现优异。
2025-11-12 quant-ph
Prospect for precision quantum logic spectroscopy of vibrational overtone transitions in molecular oxygen ions
本文提出分子氧离子的完整量子逻辑光谱学方案,利用协同囚禁的原子离子实现态制备与探测,并给出可用于检验质子-电子质量比变化的振动泛频跃迁耦合率。
2024-01-16 physics.atom-ph quant-ph
Enhancing Quantum Annealing Performance for the Molecular Similarity Problem
量子退火是一种利用量子力学来解决困难优化问题的有前途的技术。在物理量子退火器的开发方面已经取得了相当大的进展,从而激发了提高这种求解器效率的方法的研究。在这项工作中,我们提出了一个量子退火方法来衡量分子结构之间的相似性。在量子退火机上实现现实世界的问题是具有挑战性的,因为硬件限制,如稀疏连接,固有的控制误差和有限的精度。为了克服有限的连通性,一个问题必须重新制定使用小嵌入技术。使用一个真实的数据集,我们调查的量子退火在解决分子相似性问题的性能。我们提供的实验证据表明,嵌入的常见做法,可以取代新的替代品,减轻了一些硬件的限制,提高其性能。嵌入的常见做法包括最小化量子位的数量或链长,以及凭经验确定铁磁耦合器的强度。我们表明,目前的标准选择嵌入不提高硬件的性能的分子相似性问题。此外,我们使用理论方法来确定铁磁耦合器的强度。这种方法消除了当前经验方法的计算负担,并且还导致可以受益于简单的局部经典改进的硬件解决方案。虽然我们的研究结果仅限于这里考虑的问题,他们可以概括为指导未来的基准研究。
2017-01-16 cs.DM q-bio.QM quant-ph
Precision frequency-comb terahertz spectroscopy on pure quantum states of a single molecular ion
光谱学是研究分子的有力工具,通常在大型热分子系综上进行,这些分子系综受到运动位移以及与环境和彼此之间的相互作用的干扰,从而导致卷积光谱和有限的分辨率。在这里,我们使用普遍适用的量子逻辑技术,以准备一个被困的分子离子在一个单一的量子态,驱动太赫兹旋转跃迁的光学频率梳,并读出最终状态非破坏性的,离开分子准备进一步的操作。我们将转动跃迁分解到11位有效数,并导出CaH+的转动常数为B_R = 142501777.9(1.7)kHz。我们的方法适用于广泛的分子离子,包括多原子和物种相关的基础物理,化学和天体物理学的测试。
2019-11-28 astro-ph.IM physics.atom-ph quant-ph
Variational Quantum Eigensolver Models of Molecular Quantum Dot Cellular Automata
本研究探索用变分量子本征求解器(VQE)在含噪声中等规模量子(NISQ)设备上对分子量子点元胞自动机(QCA)电路进行建模,通过模拟与真实硬件验证其可行性,并强调需简化拟设电路与使用低噪声硬件以抑制噪声影响。
2025-10-14 cs.SY eess.SY 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
Calculation of molecular vibrational spectra on a quantum annealer
量子计算机是解决化学问题的理想选择,因为它们与系统大小的多项式缩放相比,经典计算机以指数方式缩放。到目前为止,使用量子计算硬件的分子能量计算仅限于量子模拟器。本文提出了一种计算量子退火机上分子振动谱的新方法。该方法的核心思想是将基态变分问题映射到Ising或二次无约束二进制优化(QUBO)问题上,用自旋或量子位表示展开系数。该算法是通用的,代表了一个新的革命性的方法来解决量子退火机上的实对称本征值问题。该方法适用于两个化学上重要的分子:O $_2$(氧)和O $_3$(臭氧)。这些分子的最低两个振动态的计算使用硬件量子退火和基于软件的经典退火。
2018-12-13 quant-ph
Hardware-efficient variational quantum algorithms for time evolution
参数化量子线路是实现量子优势的一种有前途的技术。一个重要的应用是量子系统时间演化的变分模拟。为了充分利用量子硬件,变分算法需要尽可能提高硬件效率。在这里,我们提出了替代方案的时间相关的变分原理,是硬件高效,不需要矩阵求逆。相对于虚时间演化,我们的方法显着降低了硬件要求。关于实时进化,高精度是很重要的,我们提出了系统地提高精度和硬件要求的算法。我们数值分析我们的算法使用量子哈密顿与本地相互作用的性能。
2021-07-27 quant-ph
Dynamic Range Reduction via Branch-and-Bound
University of Bonn(波恩大学)
针对QUBO等问题的精度缩减需求,本文提出以动态范围为复杂度度量的分支定界算法,可降低精度需求,实验在真实量子退火机上验证了其有效性。
2025-09-04 cs.LG math.OC quant-ph
Mid-infrared laser phase-locking to a remote near-infrared frequency reference for high precision molecular spectroscopy
我们提出了一种新的方法,用于精确的中红外频率测量和稳定的近红外超稳定的频率参考,传输与远距离光纤链路和持续监测对国家的最先进的原子喷泉钟。作为第一个应用程序,我们测量的OsO 4振转分子线的频率约10 $μ$ m与国家的最先进的不确定性为8 × 10 -13。我们还证明了频率稳定的中红外激光器的分数稳定性优于4 × 10 -14在1秒的平均时间和线宽低于17 Hz。这种新的稳定方案使我们能够将目前在近红外或可见光中可获得的10-15甚至更好范围内的频率稳定性转移到宽频率范围内的中红外激光器。
2013-04-29 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
A Hardware Accelerator for the Goemans-Williamson Algorithm
Université Grenoble Alpes, CEA List(格勒诺布尔阿尔卑斯大学,CEA列斯特研究所)
本文提出一种硬件加速器,用于提升Goemans-Williamson算法在大规模问题中的性能,通过提高内部工作精度来加速求解时间。
2025-10-03 cs.AR cs.DS cs.NA
Sparse Quantum Voxel Encoding for Readout-Efficient Molecular Geometry Reconstruction on NISQ Devices
NTT DATA Italy(NTT DATA 意大利);NTT DATA Germany(NTT DATA 德国)
针对NISQ设备,提出稀疏量子体素编码将分子重建转化为计算基支撑恢复,实验在IBM Kingston设备上以少量采样实现了高召回率的分子几何重建,提升了读出效率。
2026-07-30 cs.DS quant-ph