Testing Quantum Mechanics using Noisy Quantum Computers
我们概述了一个建议，以测试量子力学在高复杂度制度使用嘈杂的中间尺度量子（NISQ）设备。该过程包括模拟一个非Clifford随机电路，然后是它的逆电路，然后检查结果状态是否与初始状态相同。我们的动机是假设量子力学不是基本的，而是从计算能力较低的理论中产生的，例如经典力学。这个突现的量子力学（EmQM）假设预测量子计算机将无法进行足够复杂的量子计算。我们表明，量子力学预测，我们的程序的保真度随电路深度呈指数衰减（由于噪声在NISQ设备），而EmQM预测，保真度将衰减显着更迅速足够深的电路，这是实验签名，我们建议寻找。我们估计粗略的界限时，可能的信号EmQM应预期。此外，我们发现信息量大的实验应该只需要数千个量子位。
2022-08-25 hep-th quant-ph
Evaluation of phase shifts for non-relativistic elastic scattering using quantum computers
本研究针对经典设备难以计算非相对论弹性散射相移的问题，提出一种基于实时演化提取相移并结合变分改进的量子算法，经经典模拟和IBM量子硬件测试验证了其可靠性与抗噪声能力。
2024-11-21 nucl-th quant-ph
Superconformal Quantum Mechanics on a Quantum Computer
在量子计算机上研究了超共形量子力学。我们研究了质量形变的SCQM在量子计算上的基态，使用变分量子本征求解器（VQE），使用一个玻色子和一个玻色子-一个费米子希尔伯特空间，有和没有噪音，并比较结果的准确性。在Trotter-Suzuki近似下，利用量子计算机上的演化哈密顿（EOH）算法研究了SCQM的Feynman路径积分，并与精确结果进行了比较.我们考虑一个N玻色子和N费米子版本的SCQM，给出了超对称Calogero-Moser-Sutherland（SCMS）模型。我们比较了用VQE计算得到的SCMS理论的基态与精确解。最后，我们讨论了在量子计算机上数值模拟SCQM对反德西特/超共形场论（AdS/CFT）对应的量子引力模拟的意义.
2022-02-20 hep-th quant-ph
Phase shift effective range expansion from supersymmetric quantum mechanics
超对称或达布变换被用来构造局部相位等效的$\ell \neq 0$分波的深、浅势。我们将轨道角动量的值与无穷远处的势的渐近形式相关联，这使我们能够引入足够的长距离变换。该方法被证明是有效的，在获得正确的相移有效范围扩展。应用被认为是$^1P_1$和$^1D_2$分波的中子-质子散射。
2003-04-03 nucl-th quant-ph
Quantum computers can search rapidly by using almost any transformation
量子计算机在穷举搜索方面比经典计算机有明显的优势。用于穷举搜索的量子力学算法最初是通过使用称为Walsh-Hadamard（W-H）变换的特定量子力学操作的微妙性质而导出的。本文表明，该算法可以实现由几乎任何量子力学操作取代W-H变换。这导致了几个新的应用程序，它提高了平方根的步骤数。它还扩大了实施范围，因为它展示了可以随时适应现有技术的量子力学算法。
1997-12-03 quant-ph
Goos-Hänchen and Imbert-Fedorov shifts from a quantum-mechanical perspective
我们研究了经典的光学效应被称为古斯-汉兴（GH）和Imbert-Fedorov（IF）的位移，发生在反射一个有界的光束从一个平面表面，通过使用量子力学的形式主义。这种新方法使我们能够自然地将空间位移分成两部分，一部分独立于轨道角动量（OAM），另一部分显示OAM引起的空间与角位移混合。此外，在这种类似量子力学的形式主义中，很明显，角位移与光束角展成比例，即与波矢量的横向分量的方差成比例。此外，我们扩大我们的治疗，通过弱测量增强光束位移，并与我们的结果最近的实验。
2013-12-13 physics.optics quant-ph
Mass sensing by quantum criticality
质量感测将质量变化与机械振荡器的频移联系起来，其限制由其机械频率分辨率确定。在这里，我们提出了一种方法来扩大一个微小的机械频移，这是小于线宽的机械振荡器，到一个巨大的频移的正常模式。解释地说，机械振荡器的约20 Hz的频移将被放大为正常模式中的1 MHz频移，这将其增加五个数量级。这种增强依赖于机电系统的量子临界点附近出现的灵敏度。我们表明，1赫兹的机械频率偏移可以解决与机械共振频率$ω_b = 11\times 2π$ MHz。即，可以实现分辨率为$Δm /m \sim2Δω_b/ω_b\sim 10^{-8}$的超灵敏机械质量传感器。我们的方法有潜在的应用质量传感和其他技术的基础上的机械振荡器的频移。
2019-04-03 quant-ph
A unified approach for exactly solvable potentials in quantum mechanics using shift operators
我们提出了一个统一的方法来解决和分类完全可解的潜力。我们的统一方法包括许多著名的完全可解的潜力。此外，新的方法可以用来系统地寻找一类新的可解势。
2000-08-01 quant-ph
A term-rewriting system for computer quantum algebra
现有的计算机代数软件包不完全支持狄拉克符号的量子力学计算。我提出的基础，建立这样的支持：一个数学系统的符号操作的表达式中使用的不变形式主义的量子力学。我首先描述的希尔伯特空间不变形式主义的基本数学特征。其次是一个正式的表征所有可能的代数表达式在这种形式主义。这种表征以一组术语的形式提供。重写规则在这组条款，然后开发对应于允许的操作的代数表达式。这种方法与当前试图将不变量子力学计算构建到计算机代数系统中的尝试形成对比。
2008-09-25 quant-ph
Morse Potential on a Quantum Computer for Molecules and Supersymmetric Quantum Mechanics
本文讨论量子计算机上的Morse势。Morse势用于描述双原子分子，并且具有有限数量的束缚态，可以通过光谱测量。它也是一个使用超对称量子力学的精确可解势的例子。利用超对称量子力学方法，可以导出一个哈密顿量的层次，使得层次上下一级的基态产生其下一级的哈密顿量的第一个激发态，利用这种方法，可以通过计算层次中哈密顿量序列的所有基态来确定Morse势的所有态。我们使用IBM QISKit软件和变分量子本征解算器（VQE）算法计算了Morse势的基态和第一激发态能量，发现与Morse势束缚态能量的精确表达式一致。我们分析了不同的优化器，研究计算的数值效果。最后，我们进行量子计算的双原子和三原子分子，以说明这些技术的应用在近期量子计算机，并找到良好的协议与实验数据。
2021-02-09 hep-th quant-ph
Scattering phase shift in quantum mechanics on quantum computers: non-Hermitian systems and imaginary-time simulations
College of Arts and Sciences, Dakota State University（达科他州立大学文理学院）；Department of Physics, George Washington University（乔治华盛顿大学物理系）；Physics Division, Argonne National Laboratory（阿贡国家实验室物理部）
本文提出并测试了两种方法以克服实时量子模拟中相关函数的快速振荡行为，通过虚时间模拟厄米特系统和实时模拟非厄米特系统，结合块编码和Hadamard测试算法解决非幺正量子演化问题。
2026-08-10 cond-mat.other hep-lat hep-ph
Emergence of Geometric phase shift in Planar Non-commutative Quantum Mechanics
利用Moyal平面上的二维简谐振子精确可解模型研究了非对易量子力学中绝热几何相移的出现，其中考虑了动量非对易性和空间非对易性.在找到一个合适的Bopp位移，桥梁的非交换相空间运营商与他们的有效的交换对应，有他们的依赖于非交换参数，我们研究了绝热演化的海森堡图片。在绝热近似下的几何相移的显式表达式，然后发现没有使用任何微扰技术。最后，通过研究一个经典相似系统相干态的演化，发现该相位与该系统的汉内角有关。
2020-08-05 hep-th quant-ph
Error-analysis for the Sorkin and Peres tests performed on a quantum computer
我们使用量子计算机来测试量子力学的基础，通过量子算法来实现一些实验测试，作为理论假设的基础。这些算法既可以在硬件完善的前提下作为对物理理论的检验，也可以在量子理论正确的前提下作为对硬件的检验。在本文中，我们展示了如何使用这些算法来测试量子计算机遵守量子力学假设的功效。我们研究了不同类型的错误对实验检验结果的影响。这种误差分析的一个显著特点是，它深深植根于量子力学的基本原理，因为它突出了系统误差如何影响量子计算机的量子性。
2022-07-27 quant-ph
The Role of Inert Objects in Quantum Mechanical Phase
讨论了极化中子相移实验的量子力学基础。事实上，中子保持其基态在整个实验中被证明是至关重要的相移。
1999-06-16 quant-ph
Proton-proton scattering on a quantum computer
本研究利用混合量子-经典变分算法在量子计算机上计算低能质子-质子s波相移，通过格点离散化和二阶量子化处理短程核相互作用与长程库仑力，准确重现了低动量相移。
2025-08-11 nucl-th quant-ph
Driven-dissipative quantum mechanics on a lattice: Simulating a fermionic reservoir on a quantum computer
受驱耗散多体问题是量子力学中最具挑战性的未解决问题之一。量子计算机的出现可以为有效地模拟这种驱动耗散系统提供独特的平台。但是，如何设计水库有很多选择。人们可以简单地使用辅助量子比特作为水库，然后通过算法冷却来数字模拟它们。一个更有吸引力的方法，它允许人们模拟一个无限的水库，是整合出浴自由度，并通过主方程描述驱动耗散系统，这也可以在量子计算机上模拟。在这项工作中，我们考虑的特殊情况下，非相互作用的电子的晶格驱动的电场和耦合到一个费米子恒温器。然后，我们提供了两个不同的量子线路：第一个重建的完整的动力学系统使用Trotter步骤，而第二个耗散准备最终的非平衡稳态在一个单一的步骤。我们在IBM量子体验上运行这两个电路。对于电路（i），我们实现了多达5个Trotter步骤。当部分重置在量子计算机上可用时，我们预计最大模拟时间可以显着增加。这里开发的方法建议的概括，可以应用于模拟相互作用的驱动耗散系统。
2020-08-17 cond-mat.str-el quant-ph
Statistical mechanics of classical and quantum computational complexity
对量子计算机的追求是由它们解决现有经典计算机无法解决的问题的潜力所驱动的。计算复杂性理论是计算机科学的皇冠上的宝石之一，它提供了一个严格的框架，根据解决问题所需的计算资源（特别是时间）对问题的难度进行分类。它扩展到量子计算机，可以分析量子计算机的相对功率。该框架通过间接方法识别了可能对经典计算机（"NP-完全“）困难的问题和可能对量子计算机（" QMA-完全”）困难的问题。也就是说，它们识别具有可比最坏情况难度的问题，而不直接确定任何给定实例的个体难度。统计机械方法可以用来补充这种分类，通过直接提取信息的特定家庭的实例-通常是那些涉及优化-通过研究随机合奏。这些提出了不寻常的和有趣的（量子）统计力学问题和结果揭示了大类算法的问题的难度，以及提供了一个窗口的典型和最坏情况下的复杂性之间的对比。在这些课堂讲稿中，我们以经典可满足性和量子可满足性为主要例子，介绍了这组思想。我们也触及的计算硬度与玻璃的物理概念的连接。
2010-09-08 cond-mat.stat-mech cs.CC quant-ph
From the delay time in Quantum Mechanics to the Goos-Hänchen shift in Optics
量子力学中的延迟时间对物理学家来说一直是一个有趣的挑战。由于量子力学实验通常难以实现，因此将延迟时间与激光横向位移联系起来的可能性使我们有机会在光学实验室中准备与量子力学实验等效的检测延迟时间的实验。在这篇文章中，我们不仅将详细说明延迟时间和古斯-汉兴位移之间的关系，而且还将详细说明量子力学中的冲量变化和光学中的角偏差之间的密切联系。横向偏移是由菲涅耳系数的相位引起的，而角度偏移是由波数分布的对称性破坏引起的。延迟时间的经典公式是基于使用的固定相方法，并包含在临界势能的入射发散。对于高斯光束，平均值计算消除了这种发散。在临界能量处的入射延迟时间的封闭表达式显示出与数值计算的良好的一致性。延迟时间的三维分析允许找到最终和明确的连接波包反射的潜在的量子力学和光束反射的电介质/空气界面。
2022-04-26 physics.optics quant-ph
Revisiting " Morse potential on Quantum Computer for Molecules and Supersymmetric Quantum Mechanics" arxiv:2102.05102v1[quant-physics]
我们发现能量本征值和相应的超对称哈密顿量的理论结果反映了A为负值时的矛盾行为。此外，所得到的超对称伙伴势可以是模型散射态而不是束缚态，然而，根据文献（Flu 1979）;J和A（J. Physics A 2020），我们提出了一种正确的超势形式，该形式对常数的正值和负值都有效。从这一点出发，在复空间中，本征值也保持不变，而不讨论T对称性，因为前面的讨论似乎不完整。
2021-03-25 quant-ph
Exact Solution of the Energy Shift in each Quantum Mechanical Energy Levels in a One Dimensional Symmetrical Linear Harmonic Oscillator
研究了一维对称线性谐振子中各量子机械能能级的能量移动。本文所用的解首先是通过将薛定谔方程转化为合流超几何微分方程得到的。然后，通过使用软件（Mathcad Plus 6.0）或通过使用Turbo Pascal 7.0编程的程序计算汇合超几何方程的最终分析解，找到能量位移的最终精确数值结果。我们发现，我们的精确解方法中的能量移动的结果几乎是相同的巴顿等人。近似方法。因此，在Barton et.也可以使用精确方法的结果来计算。
1999-01-26 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Using Quantum Computers to Learn Physics
自20世纪初诞生以来，量子力学一直在挑战我们关于宇宙应该如何运行的概念;然而，量子力学的方程在计算上过于困难，即使是使用现有的计算机来解决适度的大系统。在这里，我将展示量子计算机有时可以用来解决这些问题，量子计算机科学可以将形式上的复杂性分配给学习有关自然的事实。因此，计算机科学不仅应该被视为一门应用科学，它也是科学基础的核心。
2014-01-18 quant-ph
A bird's eye view of quantum computers
量子计算机是在计算的一般框架，物理定律和量子力学的基础上讨论的。
2007-03-13 quant-ph
Quantum computers to test fundamental physics or viceversa
我们提出了两个互补的观点，结合量子计算机和量子力学的基础。一方面，理想的设备可以作为实验测试的基础量子力学的实验测试：我们提供的算法的叠加原理的Peres测试和玻恩规则的Sorkin测试。另一方面，可以使用这些相同的测试来对有噪声的中间尺度量子（NISQ）设备进行基准测试。这些都是基于量子理论本身基础的深度量子基准。我们提供Rigetti硬件的测试数据。
2021-11-03 quant-ph
Simulating the Femtouniverse on a Quantum Computer
我们用量子模拟计算了有限体积中4D SU（2）Yang-Mills的低激发谱。与希尔伯特空间的小体积晶格截断相反，我们采用了环形降维的"毫微微"矩阵量子力学模型。在这个极限下，该理论等价于三个相互作用的粒子在具有一定边界条件的三球内运动的量子力学。我们使用变分量子本征求解器和量子子空间展开技术来计算弦张力胶球质量比附近的小/大体积的过渡点，发现定性良好的协议与大体积的欧几里得晶格模拟。
2022-11-20 hep-lat hep-th quant-ph
Quantum Robots and Quantum Computers
验证一个假定的普遍理论，如量子力学，需要对进行理论计算和实验的系统进行量子力学描述。量子计算机的描述正在积极发展中。没有给出进行实验的系统的描述。在这个方向上迈出了一小步，这里给出了量子机器人的描述，作为与环境交互的车载量子计算机的移动系统。讨论了这些系统的一些性质。基于量子图灵机的文献描述，提出了一个具体的模型。
1997-12-18 quant-ph
Quantum Mechanics in a Rotating Frame
在量子力学中，基于将旋转坐标系与非旋转惯性坐标系联系起来的位置相关推进，考虑了旋转坐标系。通过一个简单的处理，我们导出了非相对论极限下的Sagnac相移和自旋与转动的耦合。通过取狄拉克方程的低能极限，我们得到了旋转坐标系的哈密顿量，它产生了前面讨论过的所有相移。此外，我们得到了一个新的相移由于自旋轨道耦合。
2003-06-30 quant-ph
Quantum Ballistic Evolution in Quantum Mechanics: Application to Quantum Computers
量子计算机是过程的重要例子，其演化可以用单步算子或其伴随算子的迭代来描述。在此基础上，研究了含阶跃算子$T$过程的Hamilton演化.本文的主要限制是量子弹道演化的过程，即运动任意限制在一组不相交或不同的路径上。本文的主要目的是证明一个定理，该定理给出了T必须满足的充要条件，使得该过程存在量子弹道演化的哈密顿描述，即T是部分等距的，并且在一定的基上保持正交性和稳定性.讨论了具有一种和多种基本步骤的量子图灵机的量子弹道演化的简单例子。可以看出，对于非确定性机器，基组可以是相当复杂的，存在很多纠缠。证明了对于任意确定性量子图灵机，给定一个阶跃算子T，若T是稳定的且保持正交性，且量子弹道演化是可能的，则T是可判定的.证明失败，如果T是一个不确定机器的步骤操作符。这是一个悬而未决的问题，如果这样的决策过程存在的非确定性机器。这个问题在经典力学中不会出现。
1996-05-15 quant-ph
Quantum Mechanical Studies of Photodissociation Dynamics on Quantum Computers
Southern University of Science and Technology（南方科技大学）；The University of Chicago（芝加哥大学）；Dalian Institute of Chemical Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院大连化学物理研究所）
提出一种在量子计算机上研究光解离动力学的量子算法，通过分裂算符方法、量子傅里叶变换和非酉吸收势传播子计算NOCl分子的光解离截面，算法对噪声和统计误差具有鲁棒性。
2026-06-08 physics.chem-ph quant-ph
A Photonic Parameter-shift Rule: Enabling Gradient Computation for Photonic Quantum Computers
针对光子平台因非幺正相移算子无法直接应用参数移位规则计算梯度的问题，提出一种随光子数线性扩展的光子参数移位规则，为线性光学量子处理器提供精确梯度计算，在量子化学和生成式建模任务中表现出更优优化性能与鲁棒性。
2025-07-16 quant-ph
Contact between laboratory instruments and equations of quantum mechanics
实验室仪器和量子力学方程之间的联系的模糊性是根据仪器对经典数字过程控制计算机（CPC）传输给它们的命令的响应来制定的;这样，仪器就与指定仪器所需的量子力学模型（方程组）区分开来。成果包括：（1）适用于计算机控制仪器的量子力学公式;（2）量子搜索所需的么正变换精度的下限和表明仪器以该精度实现期望模型所需的样本大小的下限;（3）CPC在引导仪器时所需的定时精度的下限;（4）证明猜测对于提高命令的精确度是必要的。
2000-05-01 quant-ph
Quantum Computation and Visualization of Hamiltonians using Discrete Quantum Mechanics and IBM QISKit
量子计算机有可能改变我们解决一些重要问题的方式。谷歌、IBM和微软等公司建造量子计算机的努力多年来一直是头条新闻。同样重要的是将问题转化为可以输入这些机器的状态的挑战。因为量子计算机本质上是可控的量子系统，所以最自然地映射到它们的问题是量子力学的问题。量子化学在变分量子本征求解器（VQE）算法中取得了特别的成功，该算法用于确定分子系统的基态能量。我们工作的目标是使用量子力学的矩阵公式来转换其他系统，以便它们可以通过相同的算法运行。我们描述了两种方法来实现这一点，使用位置的基础方法和高斯基础的方法。我们还可视化的波函数从本征解，并与连续算子的理论结果进行比较。
2018-12-03 quant-ph
Holographic description of quantum black hole on a computer
黑洞辐射粒子并最终蒸发的事实的发现导致霍金提出了著名的信息损失悖论。这个悖论引起了长期而严重的争论，因为它声称量子力学的基本定律可能被违反。最近从超弦理论（一种自洽的量子引力理论）中出现了一种可能的治疗方法：如果基于规范/引力对偶的量子黑洞的全息描述是正确的，信息就不会丢失，量子力学仍然有效。在这里，我们第一次在量子引力的水平上在计算机上测试这种规范/引力对偶性。用双规范理论的蒙特卡罗模拟得到的黑洞质量精确地再现了蒸发黑洞的量子引力效应。这一结果为量子引力的研究开辟了全新的视角，因为人们可以通过对偶规范理论来模拟量子黑洞。
2013-11-21 gr-qc hep-lat hep-ph
Rational Quantum Mechanics: Testing Quantum Theory with Quantum Computers
University of Oxford（牛津大学）
理性量子力学提出基于量子比特信息容量限制，预测量子算法优势在1000个量子比特后饱和，可能在5年内可被验证。
2026-02-15 quant-ph
Effects of Quantum Computing in Security
物理学的基本理论之一是量子力学。量子力学试图解释宏观和微观尺度上系统行为的不一致性。量子力学为基于量子比特的量子计算铺平了道路。已知存在高达65个量子比特的量子计算机。量子计算机的出现削弱了许多密码算法的安全性。在本文中，我们研究了基于量子计算的攻击，并阐明了未来可能的发展。
2021-09-27 quant-ph
SUSUSY quantum mechanics
薛定谔量子力学中的精确可解本征问题通常涉及微分“移位算子”。在标准超对称（SUSY）的情况下，移位算子原来是一阶的。在这项工作中，我讨论了一种技术，通过使用二阶移位算子生成精确可解的特征值问题。分析了该方法与超对称性的联系。作为一个例子，我们证明了存在一个双参数族的完全可解的哈密顿量，其中包含的亚伯拉罕-摩西潜力作为一个特殊的情况。
1996-09-14 hep-th quant-ph
Lecture notes on Optical Quantum Computing
量子计算机是一种利用量子力学定律，能够比经典计算机更快地执行某些计算的机器。量子计算机还不存在，因为要控制量子力学系统到必要的程度是极其困难的。更重要的是，我们目前还不知道哪种物理系统最适合制造量子计算机（尽管我们有一些想法）。一个成熟的量子信息处理技术很可能会使用（除其他外）光，因为光子是量子信息的理想载体。这些笔记是我在2007年1月14日至24日在德班的理论物理暑期学校上关于用光制造量子计算机的可能性的五个讲座的扩展版本。有相当多的利用光进行量子计算的提议，我在这里只能强调几个。我将专注于光子量子比特，并完全省略连续变量。我假设读者熟悉基本的量子力学和介绍性的量子计算。
2007-05-29 quant-ph
Dynamical Aspects of Information Storage in Quantum-Mechanical Systems
我们用统计动力学的方法研究了噪声量子寄存器和计算机中的信息存储。我们发展了严格收缩的量子信道的概念，以便构建物理上可实现的数学模型，即，非理想量子寄存器和计算机严格收缩通道非常简单，但表现出非常有趣的特征，从物理的角度来看，这些特征是有意义的。特别是，它们使我们能够将有限精度的所有实验可实现的操作的关键假设。严格收缩性也帮助我们深入了解噪声量子演化的热力学（接近平衡）。我们对热力学的研究主要集中在量子寄存器和计算机在严格收缩噪声影响下的熵能量平衡。利用熵能方法，我们能够评估维持计算机可靠运行所需的资源。我们还获得了最大可容忍的错误率的估计。最后，我们探讨了超越纠错标准电路模型的可能性，即在低温下基于相互作用粒子系统构建量子存储器件。
2003-04-02 quant-ph
Testing the necessity of complex numbers in traditional quantum theory with quantum computers
本研究使用IBM量子计算机复现了测试量子理论中复数必要性的实验，证明实值量子理论在修改的CHSH贝尔测试中预测不同，且某些低误差设备能证伪实值表述，展示了用免费量子设备探索量子力学基础特征的可行性。
2024-12-10 quant-ph
Can closed timelike curves or nonlinear quantum mechanics improve quantum state discrimination or help solve hard problems?
我们研究了封闭类时曲线（CTC）和量子力学的其他非线性扩展在区分非正交态和加速硬计算方面的能力。如果一个CTC辅助的计算机与一个标记的混合状态进行区分-最自然的配方-我们表明，CTC是没有用的。与最近声称CTC辅助计算机可以完美区分非正交状态的明显矛盾是通过注意CTC辅助进化是非线性的来解决的，因此这样的计算机在输入的混合物上的输出不是其在混合物的纯分量上的输出的凸组合。类似地，如果计算被定义为我们推荐的那样，也不清楚CTC辅助或非线性进化是否有助于解决困难问题，即正确评估正交输入的标记混合物上的函数。
2009-10-15 gr-qc quant-ph
Constructive quantum mechanics based on finite groups
本文提出用有限群替代酉群来构造量子力学表述，并借助计算机代数与计算群论方法解决该表述中出现的问题。
2024-09-30 hep-th math-ph math.GR
Elastic scattering on a quantum computer
本文提出在量子计算机上利用谐振陷阱基态能量计算两粒子弹性散射相移，并通过弛豫型VQE与Schmidt分解将电路缩减至2量子比特以降低噪声。
2024-06-13 nucl-th quant-ph
Programming quantum computers using 3-D puzzles, coffee cups, and doughnuts
为量子计算机编程的任务就像量子力学本身一样奇怪。但现在看来，一个简单的3D拼图可能是量子软件工程师未来的工具。
2016-09-21 quant-ph
Reference potential approach to the quantum-mechanical inverse problem: I. Calculation of phase shift and Jost function
优雅且数学上严格的量子逆理论方法很难付诸实践，因为总是缺乏一些所需的输入信息。在这种情况下，人们可以尝试构造一个参考势，其光谱特性与系统性质的可用数据合理一致。由于参考势是固定的，因此总是可以计算其所有的光谱特性，包括散射态的相移和Jost函数，这是解决反问题的主要关键。此后，可以计算巴格曼势，其Jost函数与初始值仅相差一个有理因子。这样，至少在原则上，可以为系统构建更可靠的电位。本文所研究的模型系统是处于基态的双原子氙分子。它的参考势是由若干光滑连接的Morse型分量构成的，这使得能够精确地求解相关的能量本征值问题。此外，相移也可以部分解析地计算，并且在整个正能量范围内可以非常精确地获得Jost函数。已确定的相移的全能量依赖性和它的极好的协议与列文森定理证明。此外，相移和Jost函数，彼此独立的渐近精确的解析公式，得到阐明其物理背景。
2005-06-08 quant-ph
A proof that measured data and equations of quantum mechanics can be linked only by guesswork
作为实验室仪器的量子力学装置的设计和操作，将用量子力学方程写成的模型与仪器联系起来。该接触记录在经典数字过程控制计算机（CPC）的文件中，所述计算机用于使用方程进行计算和管理仪器。通过注意到方程和仪器在CPC中的联系，我们重写了量子力学的方程，以显式地包括CPC命令到仪器的功能。这就证明了，如果没有猜测来缩小选择模型的范围，科学家在将数学模型与仪器联系起来时的选择是无法解决的。至于证明的含义，科学家们继承了过去的选择，并为未来制定了选择，选择是开放的猜测，在CPC文件中可见。为了描绘这些选择，我们采用有色Petri网，这些网片段的可用性使得选择和猜测成为物理学的重要组成部分。网络片段作为表达需要猜测的选择的一种手段，用于描绘测试和校准量子计算机所需的猜测。在量子计算机中测试量子门所需的样本大小被证明是随着实现该门所允许的误差的平方反比而增长的。
2000-03-30 quant-ph
Quantum Mechanical Inclusion of the Source in the Aharonov-Bohm Effects
根据Vaidman的半经典论证，我们首次以完全量子力学的方式证明了在Aharonov Bohm（A-B）磁效应或电效应中产生的相移可以被看作是由于经典电子的电力，分别作用于量子化螺线管粒子或量子化电容器板。这与通常的方法不同，通常的方法是把这两种效应都看作是作用在量子化电子上的非场产生的势所引起的.此外，我们考虑了量子化电子与量子化螺线管或量子化电容器的相互作用问题，看看它们的联合波函数获得了什么样的相移.我们表明，在这两种情况下，净相移确实是A-B位移（因为，人们可能会期望两倍的A-B位移，给定上述两种机制的每种效果。精确薛定谔方程的解可以被处理（近似地对于磁A-B效应，我们使用变分方法证明，精确地对于电A-B效应）为两个量子化实体中的每一个的单独薛定谔方程的两个解的乘积，但是具有额外的相位。额外相位提供A-B相移的负值，而没有额外相位的两个单独的薛定谔方程各自提供A-B相移，使得乘积波函数产生净A-B相移。
2017-05-08 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
Real-time quantum calculations of phase shifts using wave packet time delays
提出了一种利用碰撞早期和中期的实时演化来提取散射过程相移的方法，以估计波包的时间延迟。这个过程是方便的，当使用噪声量子计算机的渐近外态行为是不可达的。我们证明，具有挑战性的傅立叶变换的状态准备和测量中所涉及的电流捕获离子设备和IBM量子计算机可以实现在$1+1$尺寸。我们比较了在单粒子量子力学极限和可扩展的量子场论公式中获得的时间延迟的量子计算与精确的数值结果。我们讨论了Wigner公式中的有限体积效应，它把时间延迟和相移联系起来。报告的结果涉及两个和四个量子比特的计算，我们讨论了在不久的将来更大规模的计算的可能性。
2021-03-11 hep-lat quant-ph
Mixed Quantum-Classical Dynamics for Near Term Quantum Computers
针对近期量子计算机上较少探索的混合量子-经典动力学，提出量子与经典子系统耦合的模块化算法，并在改进型 Shin-Metiu 模型上验证其短时长时演化效果。
2023-08-21 physics.chem-ph 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
Radiation reaction in quantum mechanics
洛伦兹-狄拉克辐射反应公式预测，如果带电粒子经历小的加速度，则由于辐射反应引起的带电粒子的位置移动在加速度方面是一阶的。一个半经典的计算表明，这是不可能的，至少如果加速度是由于一个时间无关的潜力。因此，在这种情况下，洛伦兹-狄拉克公式给出了一个不正确的经典极限。通过假定各时刻的能量损失由拉莫尔公式给出，得到了加速度最低阶位置移动的正确经典极限。
1998-12-15 hep-th quant-ph
Quantum Shift Register
我们考虑一个量子线路，其中量子位的移位和旋转操作由交换门和受控交换门完成。这些操作对于量子计算机执行基本算术运算（如乘法和量子位的逐位比较）是有用的。
2001-12-19 quant-ph
A Quantum Non-demolition measurement of Fock states of mesoscopic mechanical oscillators
本文研究了利用两个弹性梁弯曲模之间的非谐耦合对介观力学振子激发能级进行量子非破坏测量的方案。两种模式之间的非线性耦合使读出振荡器的谐振频率与系统振荡器的激励成比例地偏移。当谐振驱动时，该频移可以被检测为读出振荡的相移。我们表明，在一个适当的制度，这种测量方法的系统振荡器的声子数的量子非爆破测量。由于微机械振荡器中的声子能量变得与热能相当或更大，因此可以解析每个模式内的单个声子动力学。因此，应该可以监测由系统与热库的耦合引起的Fock状态之间的跳跃。
2004-09-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Innovative Approaches to Teaching Quantum Computer Programming and Quantum Software Engineering
本文提出芬兰和西班牙大学讲师开发的量子计算教学创新策略，整合Docker、Qiskit、PennyLane和Ocean SDK等工具，通过从量子力学基础到动手实验的课程设计，解决量子编程教学难题。
2024-12-29 cs.SE physics.ed-ph quant-ph
Can quantum mechanics be considered consistent? a discussion of Frauchinger and Renner's argument
我们讨论的论点提出的参考文献。\cite{Frauchiger-Renner}，并表明它并没有特别说明任何不一致的量子力学，而是众所周知的困难，往往被描述为\textquotedblleft移位分裂\textquotedblright：确切的点，在该冯诺依曼减少假设应适用是不好的定义。这就是著名的薛定谔猫或维格纳之友悖论的起源。我们调查的论点参考。\cite{Frauchiger-Renner}，并表明，它结合了不同的代理人假设非常不同的位置的移位分裂，从而以不同的方式应用的减少公设获得的报表。这导致引入了几个不同的态矢量，而这样的描述在标准量子力学中被认为是不相容的。据我们所知，没有一种量子力学的解释包括这种可能性;因此，这个论点指的是一种新形式的量子力学，应该更精确地说明。
2018-07-09 quant-ph
