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
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
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
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
Experimental validation of the Kibble-Zurek Mechanism on a Digital Quantum Computer
Kibble-Zurek机制（KZM）描述了对称性破缺的非平衡量子相变的基本物理过程。KZM预测了一个普遍的标度幂律的缺陷密度，这是完全由系统的临界指数在平衡和淬火速率。我们在开放访问IBM量子计算机（IBM-Q）上对最简单的量子情况（朗道-齐纳演化下的单个量子比特）进行了实验测试。我们发现，对于这个简单的单量子比特模型，实验数据验证了绝热脉冲近似的中心KZM假设一个良好的隔离量子比特。此外，我们报告了广泛的IBM-Q实验嵌入在不同的电路环境和拓扑结构中的单个量子位，分别阐明量子位之间的串扰和与量子线路深度相关的KZM预测的退相干效应的增加的作用。我们的研究结果强烈表明，增加电路的深度作为一个退相干源，产生快速偏离的实验数据从理论单一的预测。
2022-10-25 cond-mat.stat-mech physics.comp-ph quant-ph
Time-resolved digital quantum simulation of cosmological particle creation in a de Sitter-radiation transition
QUSMOS
研究德西特-辐射跃迁中宇宙粒子产生，通过离散共形时间演化实现时间分辨数字量子模拟，用四量子比特单激发编码动量对，比较多种模拟方法，结果与解析基准一致，IBM 实验有残余硬件误差。
2026-05-02 hep-th quant-ph
Hybrid digital-analog simulation of many-body dynamics with superconducting qubits
近年来，数字量子处理器的发展取得了重大进展。最先进的量子设备是不完美的，完全算法的容错量子计算是未来的问题。在技术发展到具有实际纠错能力的状态之前，可以使用标准数字方法以外的计算方法来避免执行最嘈杂的量子操作。我们演示了混合数字模拟方法如何允许模拟没有标准双量子比特门的横向场伊辛模型的动态，这是目前量子线路最有问题的构建模块之一。我们使用IBM超导量子处理器的量子比特-量子比特串扰（耦合）来模拟自旋团簇的Trotterized动力学，然后将所得结果与基于来自通用集合的两个量子比特门的常规数字计算结果进行比较。比较表明，数字模拟方法显着优于标准的数字方法，尽管IBM量子处理器中的串扰很小。我们认为，在更专业的处理器的帮助下，可以提高数字模拟量子计算的效率，以便它们可以用于有效地实现其他量子算法。这预示着近期噪声中等规模量子计算机的数模转换策略的前景。
2020-05-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con 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
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
Scalable Circuits for Preparing Ground States on Digital Quantum Computers: The Schwinger Model Vacuum on 100 Qubits
提出SC-ADAPT-VQE算法，利用关联指数衰减和经典计算确定可扩展电路，在IBM量子计算机上成功制备100量子比特施温格模型真空态，精度随电路深度指数收敛。
2024-04-22 hep-lat hep-ph nucl-th
Digital Quantum Simulation of Laser-Pulse Induced Tunneling Mechanism in Chemical Isomerization Reaction
使用量子计算机来模拟多原子反应动力学在所需的资源量方面比经典计算机具有指数优势。在这里，我们展示了一个精确的模拟动力学的激光驱动的不对称丙二醛异构化反应。我们将空间和时间离散化，将哈密顿算符按量子比特数进行分解，利用沃尔什级数近似实现对角算符的量子线路。我们观察到，该反应的演变通过一个隧道机制，通过势垒和最终状态是与理论预测的密切一致。所有的量子线路都是通过IBM的QISKit平台在理想的量子模拟器中实现的。
2018-08-05 quant-ph
Digital Simulation of Topological Matter on Programmable Quantum Processors
在合成量子模拟器中模拟物质的拓扑相是一个相当有趣的话题。鉴于数字量子模拟器的普遍性，数字模拟奇异拓扑相的前景大大增强。然而，如何实现物质拓扑相的数字量子模拟仍然是一个悬而未决的问题。在这里，使用常见的单和双量子比特基本量子门，我们提出并证明了一种方法来设计拓扑保护量子线路上的当前一代的噪声量子处理器的自旋轨道耦合和相关的拓扑物质可以数字模拟。特别地，在IBM和Rigetti量子处理器上执行低深度拓扑量子线路。在实验中，我们通过测量电路输出端的量子比特激发分布，不仅观察到了0和$π$的能量拓扑边缘态，而且区分了它们。
2020-09-23 quant-ph
Digital quantum simulation of open quantum systems using quantum imaginary time evolution
新兴量子硬件上的量子模拟是一个非常有趣的话题。虽然许多研究都集中在计算封闭系统的基态性质或模拟幺正动力学，但由于开放量子系统的普遍性和丰富的物理行为，它们是一个有趣的研究目标。然而，它们的非幺正动力学在数字量子设备上模拟也不自然。在这里，我们报告的数字量子模拟的开放量子系统的动力学的林德布拉德方程使用量子虚时间演化（QITE）算法的适应。我们在IBM Quantum的硬件上对二能级系统和耗散横场伊辛模型的自发发射进行了模拟，并演示了算法。我们的工作推进了在量子硬件上模拟开放量子系统动力学的努力。
2021-11-16 quant-ph
Digital Quantum Simulation of Non-Equilibrium Quantum Many-Body Systems
数字量子模拟利用量子计算机的能力来确定量子系统的动力学，这超出了现代经典计算机的可计算性。量子多体系统中的非平衡动力学描述是这一领域中一个非常具有挑战性的任务。在这里，我们使用IBM量子计算机模拟少数自旋和费米子系统的非平衡动力学。我们的研究结果表明，通过误差缓解，噪声外推和优化的初始状态准备的组合，可以解决现代量子器件最重要的缺点。我们模拟的系统表明，在不久的将来，光-物质相互作用的大规模量子模拟的潜力。
2021-03-22 cond-mat.str-el quant-ph
SU(2) non-Abelian gauge field theory in one dimension on digital quantum computers
提出了一种改进的一维SU（2）非阿贝尔规范理论到量子比特自由度的映射。这种新的映射允许简化的非物理希尔伯特空间。利用这种非物理空间内相互作用的不敏感性来设计更有效的量子线路。局部规范对称性被用来解析地结合角动量对齐，导致量子比特寄存器编码每个链接上的总角动量。本文给出了在IBM量子硬件上的多元格计算结果。
2019-08-19 hep-lat hep-ph nucl-th
Digital Quantum Simulations of Spin Models on Hybrid Platform and Near-Term Quantum Processors
我们回顾了最近的一个通用的量子计算平台的理论建议的基础上可调非线性机电纳米振荡器，其中量子比特编码的非谐振动模式的机械谐振器耦合到超导电路。在这样一个平台上，可以进行自旋型模型哈密顿量的数字量子模拟，如横向场中的伊辛模型。在这里，我们用云上可用的实际IBM-Q量子处理器来挑战我们提出的模拟器。我们表明，这种最先进的实现的量子计算机，基于transmon量子比特和超导技术，能够执行数字量子模拟。然而，在机械自由度中编码量子位将允许在量子模拟的保真度和可缩放性方面优于当前实现。
2019-02-13 quant-ph
Ising Meson Spectroscopy on a Noisy Digital Quantum Simulator
本研究在IBM的NISQ量子模拟器上通过淬火实验计算了带纵场1+1维量子Ising模型的能谱，展示了数字量子模拟在分析强相互作用QFTs非微扰现象（如介子束缚态）方面的潜力，可作为传统数值方法的替代方案。
2024-06-10 cond-mat.mes-hall hep-ex quant-ph
Digital quantum simulations of scattering in quantum field theories using W states
Institute for Quantum Information and Matter, California Institute of Technology（加州理工学院量子信息与物质研究所）；Department of Physics, California Institute of Technology（加州理工学院物理系）；InQubator for Quantum Simulation (IQuS), Department of Physics, University of Washington（华盛顿大学物理系量子模拟孵化器（IQuS））；AWS Center for Quantum Computing（亚马逊云科技量子计算中心）
本研究提出结合中间电路测量与前馈的W态扩展协议以高效制备量子场论散射模拟初始波包，电路深度较旧方法超指数提升，且在IBM量子计算机上用104比特实现了一维Ising场论非弹性粒子产生的散射模拟验证。
2025-10-30 hep-lat hep-ph nucl-th
Simulating quantum many-body dynamics on a current digital quantum computer
通用量子计算机可能是模拟多体量子动力学的理想环境，这是经典数字计算机无法实现的。我们使用最先进的IBM量子计算机来研究凝聚态物理的典型例子--我们模拟了无序和相互作用对量子粒子传输的影响，以及相关和纠缠的传播。我们的基准测试结果表明，目前的机器的质量是低于什么是必要的定量准确的连续时间动态的可观和可达系统的大小是小的精确对角化。尽管如此，我们还是成功地证明了与局域化物理和多体相互作用效应相关的明确的定性行为。
2019-12-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Digital Quantum Simulation of the Spin-Boson Model under Open System Dynamics
数字量子计算机具有模拟复杂量子系统的潜力。自旋玻色子模型就是这样一种系统，用于不同的物理领域。重要的是，在许多设置中，自旋玻色子模型是开放的，即系统与外部环境接触，例如，这可能导致自旋状态的衰变。在这里，我们研究如何在数字量子计算机中模拟这种开放的量子动力学，我们使用IBM的硬件之一。我们特别考虑如何准确的不同的实现的演变结果作为一个函数的噪声水平的硬件和开放的动态参数。对于所研究的制度，我们表明，关键方面是模拟的动力学的单一部分，而耗散部分可以导致更抗噪声的模拟。我们既考虑了单自旋耦合到谐振子，也考虑了两个自旋耦合到谐振子。在后一种情况下，我们表明，它是可能的，通过振荡器来模拟自旋之间的相关性的出现。
2022-11-30 quant-ph
Real-time chiral dynamics from a digital quantum simulation
强磁场中的手征磁效应可以用含时$θ$项的$(1+1)$维有质量Schwinger模型中的手征反常来描述。我们进行了数字量子模拟的模型在有限的$θ$角和消失的规范耦合使用IBM-Q数字量子模拟器，并观察到相应的矢量电流诱导的相对论费米子系统的整体{\it手征淬火}-手征化学势或$θ$角的突然变化。在有限的费米子质量，似乎有一个额外的贡献，这个电流源于手征的非异常弛豫。我们的研究结果对于重离子碰撞和手征材料中手征磁效应的实时动力学以及强子对撞机上高能过程的模拟都是有意义的。
2020-06-16 hep-lat hep-ph quant-ph
Digital quantum simulation of dynamical topological invariants on near-term quantum computers
可编程量子处理器是模拟量子系统的合适平台，其中拓扑相位是特别感兴趣的。我们在IBM Q器件上模拟了一维系统的猝灭动力学。用动力学拓扑不变量、动力学缠绕数和含时Berry相位来描述动力学的拓扑性质，并用量子线路模型进行了模拟。结果表明，尽管目前的量子计算机中存在噪声，动力学拓扑不变量是鲁棒的。此外，为了研究开放量子系统的影响，我们解析求解了Lindblad形式的主方程，证明了耗散对动力学缠绕数和Berry相位的变化没有影响.这一研究结果为拓扑相位在有噪声的中尺度量子计算机上的鲁棒性提供了理论依据。
2021-12-30 cond-mat.mes-hall quant-ph
Digital quantum simulation of many-body localization crossover in a disordered kicked Ising model
Keio University（庆应义塾大学）；RIKEN（理化学研究所）；The University of Tokyo（东京大学）
提出在无序 Floquet 多体系统中模拟多体局域化转变，利用 IBM Heron r2 设备的 60 个量子比特在无序 kicked Ising 模型中计算无序时间关联子，定位了量子混沌与局域化区域，并通过算符重整化和零噪声外推验证了结果。
2025-10-14 cond-mat.stat-mech hep-lat hep-th
Simulating Fully Gauge-Fixed SU(2) Hamiltonian Dynamics on Digital Quantum Computers
University of Washington（华盛顿大学）
本研究在数字量子计算机上模拟了SU(2)规范理论的完全规范固定哈密顿量动力学，开发了两种算法实现时间演化，并在IBM处理器上验证了量子结果与经典预测的一致性。
2025-12-28 hep-lat quant-ph
Digital quantum simulation of bosonic systems and quantum complementarity
Federal University of Santa Maria（圣玛丽亚联邦大学）
本文通过数字量子模拟研究玻色子系统，探讨了量子互补性原理在光学实验中的应用与验证。
2025-11-24 quant-ph
First- and Second-Order Digital Quantum Simulation of Three-Level Jaynes-Cummings Dynamics on Superconducting Quantum Processors
Amrita Vishwa Vidyapeetham（阿弥塔大学）；Deakin University（迪肯大学）
本文通过数字量子模拟在超导量子处理器上实现三能级Jaynes-Cummings动力学，利用校准门操作和噪声意识电路设计提高模拟精度。
2026-02-24 quant-ph
A Programming Language For Quantum Oracle Construction
许多量子程序需要电路进行加法、减法和逻辑运算。这些电路可以封装在称为预言机的例程中。然而，使用当前的框架编写Oracle代码可能会很繁琐。为了解决这个问题，作者开发了高级Oracle描述语言（HODL）-一种用于量子计算机的C风格编程语言-以简化此类电路的创建。编译器翻译用HODL编写的高级代码，并将其转换为OpenQASM，OpenQASM是一种基于门的量子汇编语言，可在IBM Quantum Systems和兼容的模拟器上运行。
2021-10-24 cs.PL quant-ph
Symmetric Trotterization in digital quantum simulation of quantum spin dynamics
Incheon National University（仁川国立大学）
该研究评估了对称Trotter化在横场异斯模型量子模拟中的有效性，发现其在早期NISQ设备中并不比一阶Trotter化更准确。
2026-03-09 cond-mat.other quant-ph
Experimental simulation of daemonic work extraction in open quantum batteries on a digital quantum computer
本研究在数字量子计算机上实验模拟开放量子电池的恶魔式功提取，通过连续监测碰撞模型和条件反馈幺正演化，验证实验值接近理论上限，并优化噪声下的提取协议。
2025-03-28 quant-ph
Improved Ising Meson Spectroscopy Simulation on a Noisy Digital Quantum Device
National Taiwan University（国立台湾大学）；Center for Theoretical Physics, National Taiwan University（国立台湾大学理论物理中心）；Technical University of Munich（慕尼黑工业大学）；Munich Center for Quantum Science and Technology (MCQST)（慕尼黑量子科学与技术中心）；Imperial College London（伦敦帝国理工学院）
利用两种抗误差电路技术在噪声量子设备上改进Ising介子光谱分析，验证了复杂拓扑现象的研究可行性
2025-12-02 cond-mat.str-el physics.comp-ph quant-ph
New Methods and Frameworks for Quantum State Preparation in Modern Quantum Systems
The University of Texas at San Antonio（德克萨斯大学圣安东尼奥分校）
本论文针对量子信号与图像处理的数据加载步骤，提出两种基于DsiHT的量子态合成方法，经多IBM量子处理器基准测试，其CNOT代价低于多数从零实现的方法，实合成的经典构建代价、复合成的采样误差表现优异。
2026-08-19 quant-ph
Algebraic Compression of Free Fermionic Quantum Circuits: Particle Creation, Arbitrary Lattices and Controlled Evolution
本文扩展自由费米子 Trotter 电路的李代数压缩方法，支持长程跃迁、任意晶格、受控演化及粒子产生湮灭，并在多类量子硬件上验证。
2025-05-15 cond-mat.str-el math-ph math.MP
Digital Quantum Simulation and Circuit Learning for the Generation of Coherent States
相干态，又称位移真空态，在量子信息处理、量子机器学习和量子光学中起着重要的作用。介绍了两种在量子线路中数字制备相干态的方法。首先，我们通过阶梯算子将其分解为泡利矩阵来构造位移算子，即，创造和湮灭算子。与Fock空间中的泊松分布相比，验证了数字产生的相干态的高保真度。其次，利用变分量子算法，我们选择不同的方案来产生相干态。分析了用于量子线路学习的量子资源--量子门数、量子层数和量子迭代次数。仿真结果表明，通过选择合适的模拟方案，量子线路学习可以提供较高的相干态学习保真度。
2022-10-30 quant-ph
Driven tabu search: a quantum inherent optimisation
量子计算机不同于基于晶体管的二进制数字电子计算机。普通数字计算将数据编码成二进制数字（比特），每个数字总是处于两个确定状态（0或1）之一，量子计算使用量子比特（量子比特）。基于电路的量子比特量子计算机已经存在，并可通过IBM量子体验项目云进行实验。我们实现了量子禁忌搜索，以获得量子组合优化，这表明纠缠元启发式可以显示最优解，并通过使用纠缠态加速优化过程。我们表明，通过建立最佳的耦合映射，我们的结果的分布给出了类似的形状所示的先前的结果在现有的传送电路。我们的研究旨在找到哪种耦合图更好地匹配量子电路。
2018-08-25 cs.ET quant-ph
Noise tailoring for error mitigation and for diagnozing digital quantum computers
Institute for Quantum Materials and Technologies, Karlsruhe Institute of Technology（卡尔斯鲁厄理工学院量子材料与技术研究所）；Laboratoire de Physique Théorique, Université de Toulouse, CNRS（图卢兹大学理论物理实验室）；University of Strasbourg and CNRS, CESQ and ISIS (UMR 7006), aQCess（斯特拉斯堡大学与法国国家科学研究中心CESQ及ISIS联合研究单位）；QPerfect SAS（QPerfect公司）；Univ. Grenoble Alpes, CEA, Grenoble INP, IRIG, PHELIQS（格勒诺布尔阿尔卑斯大学、法国原子能和替代能源委员会、格勒诺布尔理工学院）
本文提出噪声定制方法，通过统计抽样优化噪声结构，提升误差缓解效果并用于诊断量子计算机误差源。
2026-03-02 cond-mat.supr-con quant-ph
An entangling Hubbard quasiparticle collider on a digital quantum processor
Hanyang University（汉阳大学）；The Ohio State University（俄亥俄州立大学）；Ajou University（亚洲大学）
本研究在ibm_boston数字量子处理器上实现费米-哈伯德模型准粒子对撞实验，测得的准粒子透射概率与贝特-ansatz散射矩阵吻合，证实该处理器可作为探测准粒子散射纠缠结构的新型实验工具。
2026-10-12 cond-mat.str-el quant-ph
Noise-assisted digital quantum simulation of open systems
本研究提出一种利用量子器件固有噪声的新方法，结合噪声表征与错误缓解技术操控退相干速率，以更低资源实现开放量子系统动力学模拟，为NISQ器件开辟新模拟路径。
2023-07-26 quant-ph
Runtime Quantum Advantage with Digital Quantum Optimization
本文在 IBM 156 量子比特设备上实验 BF-DCQO，证明其针对特定 HUBO 问题可在数秒内获得近似解，运行时优于 SA 与 CPLEX。
2025-05-13 cond-mat.mes-hall quant-ph
Variational Quantum Simulation of Ultrastrong Light-Matter Coupling
本文提出了一种基于变分量子算法的量子光学系统的数值模拟方法。更确切地说，我们引入了一个短深度变分形式，在量子处理器上准备多模Dicke模型的基态，并通过云访问IBM设备获得了原理证明结果。此外，我们提供了一个算法，用于表征基态的维格纳态层析成像。我们的工作是量子光学系统的数字量子模拟的第一步，具有潜在的应用自旋玻色子，近藤和Jahn-Teller模型。
2019-09-18 quant-ph
Quantum Perspective on Digital Money: Towards a Quantum-Powered Financial System
本文探讨了量子货币的定义与属性，分析了通过地面和卫星量子网络利用量子隐形传态转移量子货币的过程，并评估了其对现代银行系统货币创造的影响及其优劣势与机遇威胁。
2025-07-14 quant-ph
Evidence of Kardar-Parisi-Zhang scaling on a digital quantum simulator
本研究在含噪近期量子器件上模拟自旋1/2 XXZ自旋链的量子动力学，提取到与KPZ标度一致的超扩散指数，并验证了可积性破缺势下自旋扩散的恢复，为非平衡统计力学的流体动力学涌现研究提供量子模拟证据。
2022-10-15 cond-mat.stat-mech physics.comp-ph quant-ph
Simulating Energy Transfer in Molecular Systems with Digital Quantum Computers
量子计算机有潜力模拟超出经典计算机能力的化学系统。量子-经典混合方法的最新发展使得能够确定分子系统的基态或低能态。在这里，我们通过模拟有机半导体分子中的能量转移，将化学的近期量子模拟扩展到时间依赖性过程。我们开发了一个多尺度建模工作流程，将传统的分子动力学和量子化学模拟与混合变分量子算法相结合，以计算单激发子空间（即Frenkel Hamilton）和全希尔伯特空间（即多激子）区域中的激子动力学。我们的数值例子证明了我们的方法的可行性，和IBM Q设备上的模拟捕捉激子动力学的定性行为，但有相当大的误差。我们提出了一个错误缓解技术，结合变分和Trotter算法的实验结果，并获得显着改善量子动力学。我们的方法为用量子计算机模拟化学、生物和材料系统中的量子动力学开辟了新的机会。
2021-12-02 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph quant-ph
Digital Quantum Simulation of Scalar Yukawa Coupling
本文在 IBM Q 上研究了标量汤川耦合模型淬火后的动力学，设计了低深度量子电路模拟最多三个玻色子的演化，并通过误差 mitigation 验证了结果与经典基准的一致性。
2024-07-24 quant-ph
On Performance and Limitations of Quantum Wave Packet Dynamics Simulated using NISQ Hardware
Marquette University（马凯特大学）；Cornell University（康奈尔大学）；Los Alamos National Laboratory（洛斯阿拉莫斯国家实验室）
本文研究了NISQ硬件在模拟量子波包动力学中的性能与限制，采用基于网格的波函数编码方法，利用分裂运算符方法实现时间演化，并通过量子傅里叶变换和交换Pauli-Z门提高精度，从而实现对任意离散势能的模拟。
2026-10-21 quant-ph
Dynamic thermalization on noisy quantum hardware
本文提出在无热浴的小型封闭系统中，通过对时间演化随机化变体进行经典平均，在IBM量子硬件上实验获得有限正负温度的热占据概率，并利用随机平均缓解噪声误差，为在含噪声中等规模量子硬件上研究有限温度平衡性质的动力学涌现提供了新途径。
2025-03-10 cond-mat.stat-mech quant-ph
Breaking concentration barriers for quantum extreme learning on digital quantum processors
IBM Research Europe – Zurich（IBM 欧洲苏黎世研究所）；ETH Zürich（苏黎世联邦理工学院）；University of Basel（巴塞尔大学）；IBM Quantum, T. J. Watson Research Center（IBM 量子，T.J.沃森研究中心）；PINQ2；E.ON Digital Technology GmbH（E.ON 数字科技有限公司）
本文提出并实验验证了适用于超导平台的量子极值学习机，通过多目标超参数调优策略和局部特征分析，实现了在时间序列预测和卫星图像分类中的高性能表现，为大规模量子机器学习提供了稳健框架。
2026-03-13 quant-ph
Quantum Memristors with Quantum Computers
我们提出了在数字量子计算机上编码忆阻量子动力学。使用一组辅助量子比特，我们模拟了一个有效的非马尔可夫环境的碰撞模型的启发，再现忆阻功能之间的期望值不同的运营商在一个单一的量子比特。我们在IBM量子模拟器中用32个量子位对我们的提议进行了数值测试，获得了量子忆阻器的特征收缩滞后曲线。此外，我们将我们的方法扩展到两个耦合的量子忆阻器的情况下，打开了大门的神经形态量子计算在NISQ时代的研究。
2021-12-29 cond-mat.mes-hall quant-ph
Thermalization Across Scales on a Digital Quantum Processor
Phasecraft Ltd（Phasecraft有限公司）；Phasecraft Inc（Phasecraft公司）；Virginia Tech（弗吉尼亚理工大学）；University of Bristol（布里斯托大学）
本文通过数字量子模拟研究了二维无序Heisenberg Floquet模型中跨尺度的ergodic性起始，发现随着Heisenberg耦合J的增加，系统从亚ergodic过渡到ergodic行为，并揭示了不同尺度下的层次结构。
2026-11-13 cond-mat.dis-nn quant-ph
Quench dynamics of the quantum XXZ chain with staggered interactions: Exact results and simulations on digital quantum computers
National Chengchi University（国立政治大学）；Wigner Research Centre for Physics, Institute for Solid State Physics and Optics（维格纳物理研究中心，固体物理与光学研究所）；University of Szeged（塞格德大学）
研究量子XXZ链在阶梯相互作用下的淬火动力学，通过贝尔基推导出精确的时间依赖态，计算熵和洛施密特回声，验证了不同各向异性下的结果，结合量子模拟实验验证理论分析。
2026-08-11 cond-mat.stat-mech quant-ph
Quantum circuit simulation of linear optics using fermion to qubit encoding
提出一种结合玻色子-费米子对应和费米子到量子比特编码的数字量子模拟协议，用于玻色子线性散射，并通过IBM Quantum和IonQ云服务验证了Hong-Ou-Mandel凹陷电路。
2023-05-08 physics.atom-ph physics.comp-ph physics.optics
Observing quantum many-body dynamics in emergent curved spacetime using programmable quantum processors
University of Illinois at Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）；Leibniz Universität Hannover（汉诺威莱布尼茨大学）；Princeton University（普林斯顿大学）；École Normale Supérieure (ENS), Université PSL（巴黎高等师范学院，巴黎文理研究大学）；IBM Quantum, IBM T.J. Watson Research Center（IBM量子，IBM托马斯·J·沃森研究中心）；MIT-IBM Watson AI Lab（麻省理工学院-IBM沃森人工智能实验室）；ETH Zurich（苏黎世联邦理工学院）
利用可编程量子处理器研究量子多体动力学在涌现弯曲时空中的行为，通过工程化XXZ链实现几何特征的激发并观测到光锥传播和磁化冻结等现象。
2026-02-19 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph
