The Fermionic influence superoperator: a canonical derivation for the development of methods to simulate the influence of a Fermionic environment on a quantum system with arbitrary parity symmetry
我们提出了一个影响超算符的正则推导，它产生了一个线性耦合到一个初始处于热平衡的费米量子系统的约化动力学。我们使用这种形式主义推导出一个广义Lindblad主方程（在马尔可夫极限）和一个广义版本的分层运动方程有效的任意奇偶对称条件下，重要的是正确评价系统的关联函数和光谱。
2021-09-10 quant-ph
Approximate private quantum channels on fermionic Gaussian systems
私有量子信道（PQC）可以将任意量子态映射到离散和玻色高斯量子系统的最大混合态，对量子密码任务和量子信道容量问题具有重要意义。本文在费米子高斯系统上引入了近似私有量子信道（$\varepsilon$ -PQC）的概念，$\varepsilon$ -FPQC），并构造了其明确形式的费米子（高斯）私有量子信道。首先，我们给出了费米子高斯系统上关于Schatten $p$ -范数类的$\varepsilon$ -FPQC的一般结构，然后给出了迹范数下的证明.此外，我们还研究了在迹范数情形下，一组费米幺正算符的势满足$\varepsilon$ -FPQC条件。
2020-03-26 quant-ph
Fermionic Measurement-based Quantum Computation
费米子作为量子粒子的一个主要类别，为量子信息处理提供了超越自旋或玻色子的可能性的平台，这已经被更广泛地研究。鉴于最近在操纵超冷费米子气体方面的进展，一个特别有趣的研究模型是基于测量的量子计算（MBQC）的费米子版本，它实现了完全的量子计算，只需对适当的费米子多体资源状态进行单点测量。然而，目前还不知道哪些费米子态可以用作MBQC的资源态以及如何找到它们。本文将自旋MBQC的框架推广到费米子。特别是，我们基于费米子投影纠缠对态表示，提供了一种构造MBQC多体纠缠费米子资源态的一般形式。我们给出了一个特定的费米子状态，使通用MBQC和证明，费米子系统中固有的非局部性可以适当地照顾到适当的测量方案。这样的框架开辟了找到MBQC资源状态的可能性，这可以更容易地在实验室中实现。
2012-07-24 quant-ph
Entanglement behavior of quantum states of fermionic system in accelerated frame
本文研究了加速标架下费米子系统量子态的纠缠行为。与标量情况不同，费米子最大纠缠态的纠缠即使在无限加速度极限下也存在。对于费米子系统，讨论了可以考虑超越单模近似的方法。然而，由于费米子系统的特殊性质，关于费米子系统的正确物理结构一直存在着不同的看法。最近，Marco和Martín-Martínez提出了一种超越单模近似的方法。利用Albero和Martín-Martínez提出的结构，研究了加速标架下费米子系统量子态的纠缠行为.我们发现，Albero和Martín-Martínez的方法似乎是有效的。同时，我们还可以得到加速标架下费米子系统中量子态的适当纠缠行为（我们的结果可以修正以前发表在Phys.Rev.A83052306中的结果）。
2012-05-03 quant-ph
Fermionic computation is non-local tomographic and violates monogamy of entanglement
结果表明，用局域费米模代替量子比特的计算模型不满足局域层析和单偶纠缠，而是具有最大纠缠的混合态.这些特征直接来自对应于宇称超选择规则的宇称守恒。我们将量子超选择规则推广到一般的概率理论，作为状态凸集上的线性约束集。然后，我们提供了一个超选择规则的基数和由此产生的理论的整体性的程度之间的联系。
2014-07-25 quant-ph
Fermionic anyons: entanglement and quantum computation from a resource-theoretic perspective
本研究从资源理论视角出发，针对费米任意子构建基于分数Jordan-Wigner变换的可分性框架，建立其纠缠描述，并关联至matchgate电路的自由资源与双轨编码量子比特的纠缠。
2024-06-10 quant-ph
Degradability of Fermionic Gaussian Channels
我们研究了费米子高斯信道的可降解性。费米子量子信道是利用费米子进行量子信息处理的核心构件，并且高斯信道族尤其与新兴的电子量子光学领域及其用于量子信息的应用相关。可降解通道特别令人感兴趣，因为它们具有表征其量子容量的简单公式。我们推导出一个简单的标准形式的费米子高斯通道。这使我们能够充分表征所有可降解的$n$模式费米子高斯信道。特别是，我们表明，只有可降解的这样的通道对应于量子比特的衰减或振幅阻尼通道。
2018-12-19 quant-ph
Digital-analog quantum simulation of fermionic models
本文提出一种数模量子算法，通过高效利用相干时间模拟一大类费米子Hamiltonians（包括一维Fermi-Hubbard模型），并利用低连通度架构实现特定模型，解决了量子多体系统模拟中资源指数增长及非局域相互作用难题。
2023-05-11 quant-ph
Quantum simulation of fermionic systems using hybrid digital-analog quantum computing approach
本研究提出无需标准双量子比特门的混合数-模量计算方法，结合费米子SWAP网络与重聚焦技术模拟Fermi-Hubbard模型等费米子系统动力学，得出不同粒子对应的最优量子比特连接拓扑，提升了该方法在费米子量子模拟中的应用价值。
2022-05-24 quant-ph
Ever more optimized simulations of fermionic systems on a quantum computer
尽管量子计算机使用了一种新的计算模型，但它将程序分解为基本的门。在这些门中，缠绕门是最昂贵的。在费米模拟的背景下，我们开发了一套编译和优化技术，大大减少了纠缠门计数。我们利用研究充分的非量子优化算法，实现高达24\%的节省超过最先进的几个小分子模拟，没有损失的准确性或隐藏的成本。我们的方法直接推广到更广泛的类的近期模拟的基态的费米子系统或实时模拟探测的费米子系统的动力学性质。
2023-03-06 quant-ph
Quantum operation of fermionic systems and process tomography using Majorana fermion gates
量子层析成像是表征量子操作的重要工具。在本文中，我们提出了一个量子层析成像的框架，在费米系统。与量子比特系统相比，费米子遵守超选择规则，它对费米子系统中的状态、过程和测量设置了约束。因此，我们只能部分地重建一个作用于费米子模式子集的操作，而完整的重建总是需要至少一个辅助费米子模式。我们还报道了一个基于门的Majorana费米子量子计算机的完全重建协议，包括一组实现信息完全态制备和测量的电路。
2021-02-01 quant-ph
Fermionic quantum error correction is never free
Freie Universität Berlin（柏林自由大学）；Technology Innovation Institute (TII)（技术创新研究所）；Tsinghua University（清华大学）；Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie（亥姆霍兹柏林材料能源中心）
该研究证明费米子量子纠错必然需要非高斯操作，且所需非高斯门数量随码距和模式数线性增长，揭示了其内在资源开销及与玻色子系统的本质区别。
2026-09-15 quant-ph
Quantum circuit synthesis for fermionic excitations in coupled cluster theory
National Taiwan University（国立台湾大学）；Chang Gung University（长庚大学）；Chang Gung Memorial Hospital（长庚纪念医院）
本文通过量子计算优先方法推导了单粒子耦合簇算子，揭示其结构源自费米子代数在单位元约束下的自然涌现，澄清了量子化学与量子计算实现间的概念差距。
2026-10-27 quant-ph
Geometric discord of quantum states of fermionic system in accelerated frame
本文研究了加速标架下费米子系统量子态的几何不协调。本文用超越单模近似的方法证明，在无限加速极限下，费米系统纠缠量子态的几何不协调可以消失，也可以保持，这取决于所考虑的区域：当粒子（Alice）-粒子的量子态当考虑粒子（Alice）-反粒子（Bob in region I）或粒子（Alice）-粒子（Bob in region II）情况时，它消失了。
2012-10-10 quant-ph
Classical simulation of dissipative fermionic linear optics
费米子线性光学是量子计算的一种有限形式，已知它可以在经典计算机上有效地模拟。我们重新审视和扩展这一结果，通过扩大可用的计算门：除了幺正和测量，我们允许耗散演化的马尔可夫主方程与线性Lindblad运营商。我们表明，这种更一般形式的费米子计算也是有效地模拟经典手段。给定一个系统的$N$费米子模式，我们的算法模拟任何这样的门在时间$O(N^3)$，而单模测量模拟的时间$O(N^2)$。林德布拉德方程的稳态可以在时间$O(N^3)$中计算。
2011-12-09 quant-ph
Quadratic fermionic interactions yield effective Hamiltonians for adiabatic quantum computing
多项式大的基态能隙在多体量子系统中很少见，但在绝热量子计算中很有用。我们分析表明，差距是一般多项式大的二次费米子哈密顿。证明了绝热量子计算可以在多项式时间内实现具有一定随机相互作用的哈密顿量的基态，以及一维、二维和三维费米子相互作用晶格的基态.最后，我们使用的乔丹-维格纳变换和自旋3/2粒子的相关变换表明，我们的结果可以用自旋算符在一个令人惊讶的简单的方式重述。一个直接的结果是，使用绝热量子计算可以在多项式时间内找到一维团簇态。
2008-08-13 quant-ph
Clifford Transformations for Fermionic Quantum Systems: From Paulis to Majoranas to Fermions
Emory University（埃默里大学）
本文提出了一种用于费米子量子系统的Clifford变换方法，通过半体和对算子生成，并探讨了其在量子计算中的应用和意义。
2025-10-27 quant-ph
Brick Wall Quantum Circuits with Global Fermionic Symmetry
研究具有全局费米子对称性的砖墙量子线路，基于源自可积超对称量子场论的自由费米子形式2-qubit门，推导出酉算符与哈密顿极限的封闭谱结构，发现该对称性使哈密顿量处于临界点表面，打破对称性则引发非平凡拓扑相，并探讨了淬火动力学。
2024-09-18 quant-ph
All pure fermionic non-Gaussian states are magic states for matchgate computations
在克利福德电路的背景下引入了魔态，作为一种资源，将经典的可模拟计算提升到量子通用能力，同时保持相同的门集。在这里，我们研究魔术状态的匹配门（MG）电路的背景下，在那里的概念变得更加微妙，因为MG是受局部约束，也交换门不可用。然而，一个类似的图片门小工具的建设适用，我们表明，每一个纯费米子状态，这是非高斯，即不能产生的MG从计算的基础状态，是一个神奇的状态MG计算。鉴于MG电路的演化与非相互作用费米子的量子物理演化相一致，这一结果对未来的量子计算实现具有重要意义。
2019-09-05 quant-ph
Implementation of the iFREDKIN gate in scalable superconducting architecture for the quantum simulation of Fermionic systems
我们提出了一个超导平面架构的量子模拟（SPARQS）旨在实现一个可扩展的量子比特布局的量子模拟器。为此，我们将iFREDKIN门描述为用于费米系统的模拟的受控纠缠器，如果它可以直接实现，则是有利的。使用最优控制，我们表明，以及如何这个门可以有效地实现在SPARQS电路，使之成为一个有前途的平台和控制方案的量子模拟。这样的量子模拟器可以用当前的量子技术来构建，以推进分子和量子材料的设计。
2017-01-26 quant-ph
Applicability of the absence of equilibrium in quantum system fully coupled to several fermionic and bosonic heat baths
研究了与多个费米子和玻色热浴线性全耦合的费米子和玻色振子的占据数随时间的演化。大量分析了不同统计量的热库特性对非平稳布居概率的影响。在这种系统中，用于创建一个动态（非平稳）的内存存储的平衡的情况下的应用进行了讨论。
2021-02-11 quant-ph
Quantum simulation of bosonic-fermionic non-interacting particles in disordered systems via quantum walk
本文对玻色子和费米子非相互作用系统在不同无序影响下的离散两粒子量子行走进行了理论分析。我们考虑了100步量子阱的空间，时间和时空无序观察如何的随机性和波函数的对称性非平凡地影响最终的空间概率分布，输运性质和香农熵的步行者。
2013-12-19 quant-ph
Custom fermionic codes for quantum simulation
在量子计算机上模拟费米子系统需要将反对易费米子变量编码为作用于量子比特希尔伯特空间的算子。其中最熟悉的是乔丹-维格纳变换，它将费米子算符编码为非局域量子比特算符。由于非定域算符导致量子模拟变慢，最近的工作提出了局部编码费米子系统的方法。在这项工作中，我们表明，本地实际上可能是过于严格的条件和运营商的大小可以减少编码系统准本地。我们给出了与凝聚态的晶格模型和与量子引力相关的系统（如SYK模型）相关的例子。此外，我们提供了一个通用的结构设计代码，以适应手头的问题和资源，并显示如何一个特定的类准本地编码可以被认为是由于截断的状态准备电路的本地编码。最后，我们讨论的设计代码中存在的设备连接的约束。
2020-09-24 quant-ph
Nonequilibrium Effects on Quantum Correlations: Discord, Mutual Information and Entanglement of a Two-Fermionic System in Bosonic and Fermionic Environments
研究了两个耦合费米子在平衡和非平衡环境中的稳态纠缠和量子关联，并提取了非平衡对量子关联的贡献。结果表明，在平衡条件下，稳态量子关联呈现非单调性，而在非平衡条件下，单调性由许多参数决定。随着温度（偏压）和化学势偏压的增加，纠缠突然消失，出现了一个临界化学势，超过这个临界化学势，纠缠度始终为正。在费米子库中，当库中的一个化学势与系统频率相匹配时，量子关联达到最大值。我们将平均效应引起的量子关联产生与纯非平衡效应分开。与以往的结果不同，当平均效应被分离出来时，量子关联的非平衡产生呈现出独特的单调行为。讨论了关联衰减的大隧穿区和关联增大的小隧穿区之间的差异。在两个区域的边界附近，纠缠行为是两个极端的混合物，它在先前下降到零之后，随着化学势偏置的增加而复活。
2019-10-29 quant-ph
Efficient Gaussian Simulations of Fermionic Open Quantum Systems
Yunnan University（云南大学）；Korea University（高丽大学）；Kyung Hee University（庆熙大学）
本文提出新的方法，基于Bravyi的理论框架，统一高效模拟通用费米子高斯运算，克服现有方法的不足。
2026-03-23 quant-ph
Generation of Entanglement, Measure of Multipartite Entanglement in Fermionic Systems and Quantum Discord in Bipartite Systems and Heisenberg Chains
这是一篇提交给印度浦那大学的博士论文。℃下本文研究了两个量子比特、两个量子三重态和三个量子比特系统中的纠缠产生，不可分辨费米子系统中的纠缠，海森堡链中的量子不和谐以及二分量子系统任意态中量子不和谐的几何度量。
2011-07-26 quant-ph
Quantum Simulation of Molecules without Fermionic Encoding of the Wave Function
分子模拟通常需要费米子编码，其中费米子统计被编码到波函数的量子比特表示中。最近的计算表明，波函数的费米编码可以被绕过，从而导致更有效的量子计算。在这里，我们表明，能量可以表示为一个功能的双电子约化密度矩阵（2-RDM），其中2-RDM是一个独特的功能的未编码的$N$ -量子比特粒子波函数。对比与当前的硬件高效的方法。给出了H $_{4}$的基态能量和2-RDM的计算方法。
2021-06-24 quant-ph
An application benchmark for fermionic quantum simulations
预计化学和材料科学中相关费米子的模拟将是量子处理器的首批实际应用之一。鉴于量子硬件的快速发展，开发强大的基准测试技术来衡量量子硬件的能力变得越来越重要，特别是为了费米模拟的目的。在这里，我们建议使用一维费米-哈伯德模型作为应用基准的变分量子模拟的近期量子器件。由于一维哈伯德模型与Bethe模型既强相关又精确可解，因此它提供了参考基态能量，具有有限相干性的给定设备将能够近似到最大尺寸。可以模拟的最大链的长度提供了有效的费米子长度。我们使用变分量子本征求解器来近似费米-哈伯德实例的基态能量值，并展示了如何在实践中使用费米长度基准来评估有界深度器件的性能。
2020-03-04 quant-ph
Operator Locality in Quantum Simulation of Fermionic Models
用量子比特模拟费米子晶格模型需要将费米子自由度映射到量子比特。完成这项任务的最简单的方法是乔丹-维格纳变换，它产生了作用于大量量子比特的泡利算符串。这种开销可能会阻碍基于量子位的量子模拟器的实现，特别是在模拟环境中。因此，在这里，我们回顾和分析替代的费米子到量子比特映射，包括Bravyi和Kitaev的两种方法和辅助费米子变换。的Bravyi-Kitaev变换的经典数据结构和推广方面，以实现局部费米模型的矩形格子上的局部性进一步改善。我们的结论是，最紧凑的编码的费米子运营商可以使用辅助量子比特与辅助费米子计划。在不引入Ancillas的情况下，Bravyi-Kitaev变换的变体为Hubbard模型提供了最紧凑的费米子到量子比特映射。
2017-01-24 quant-ph
Quantum supremacy regime for compressed fermionic models
可压缩模型扩展了量子计算机中可模拟系统的领域，但对其精确的适用性限制知之甚少。利用可压缩匹配门电路的理论，我们确定了一类可以在压缩空间中模拟的二次费米子哈密顿量。特别地，对于被编码为具有最近邻相互作用的2-局部量子比特模型的$n$轨道的系统，基态能量可以用$O\left(\log n\right)$组测量值来评估，而与其中布置$n$位点的维度的数量无关。我们还提供了一个对数量子位的电路模型，用于用变分量子本征求解器寻找压缩基态。从压缩电路的复杂性分析，我们发现了一个政权的量子霸权采样压缩高斯费米子模型。
2022-07-27 quant-ph
Teleporting quantum information encoded in fermionic modes
量子隐形传态被认为是许多量子信息处理任务中的基本原理，并已在各种光子和基于物质的装置中得到实验证实。在这里，我们考虑隐形传态的量子信息编码模式的费米场。在费米子系统中，超选择规则导致了纠缠和隐形传态的更不同的图景。特别是，人们被迫区分单模纠缠交换和通过贝尔不等式违反认证或不认证的量子比特隐形传态，正如我们在这里详细讨论的那样。我们专注于系统的奇偶超选择的粒子数是不固定的，并将它们与系统的粒子数超选择的约束，这是相关的可能的实际实现。最后，我们分析了费米子模式纠缠的操作解释的后果，并研究了所谓的混合最大纠缠态的隐形传态的有用性。
2020-05-18 quant-ph
Quantum Operations in an Information Theory for Fermions
一个合理的费米子量子信息理论必须遵守宇称超选择规则，以符合狭义相对论和无信号原理。这个规则限制了任何量子态在奇偶费米子态之间叠加的可能性。因此，它表征了物理上允许的费米子量子态的集合。在这里，我们引入物理上允许的量子操作，与宇称超选择规则一致，将允许的费米子态映射到自身上。我们首先介绍了费米态的么正和投影测量操作。我们进一步扩展的形式主义，一般的量子操作的形式Stinespring膨胀，运营商和表示，和公理化的完全正迹保持映射。我们明确地表明这三种表示的费米量子操作之间的等价性。我们讨论了可能的影响，我们的结果在费米系统的相关性的表征。
2021-02-17 quant-ph
Symmetric Logarithmic Derivative of Fermionic Gaussian States
本文导出了费米子高斯态的对称对数导数的封闭表达式。这为计算费米子高斯态的量子费舍尔信息提供了一种直接的方法。应用范围从具有热态的量子精密测量到具有费米多体系统的非平衡稳态。
2019-12-27 quant-ph
Lowering qubit requirements for quantum simulations of fermionic systems
将费米子态映射到量子比特态，以及将费米子哈密顿量映射到量子门，使我们能够用量子计算机模拟电子系统。量子模拟有助于理解化学和物理学中的多体系统，是量子计算机时代的重要前景之一。在近期量子设备上实现模拟的一个挑战是这种映射需要大量的量子比特。在这项工作中，我们开发的方法，使我们能够权衡量子位的要求对所产生的量子线路的复杂性。我们首先表明，任何经典的代码用于映射状态的费米Fock空间的量子比特引起映射的费米模型的量子门。作为一个说明性的例子，我们提出了一个映射的基础上的非线性经典纠错码，这导致显着的量子比特的节省，虽然在额外的量子门的代价。我们继续使用这个框架来呈现一些更简单的映射，这些映射导致量子比特节省，而门难度只有非常适度的增加。我们讨论的对称性，如粒子守恒的作用，并节省可以获得，如果一个实验平台可以很容易地实现多控制门。
2018-10-11 quant-ph
Quantum speed limit time for topological qubit influenced by fermionic and bosonic environment
量子理论对从初始状态转换到目标状态所需的最小时间设置了限制。它被称为量子速度限制时间。量子速度限制时间可用于确定封闭和开放量子系统的量子演化速率。考虑到在现实世界中我们所处理的是开放量子系统，研究这类系统的量子速度极限时间具有特别重要的意义。在这项工作中，我们考虑的拓扑量子比特实现的两个马约拉纳模式。我们考虑的情况下，拓扑量子比特的影响，费米和玻色子环境。假设费米和玻色子环境具有类欧姆谱密度。研究了在不同欧姆参数的环境中量子速度极限时间。观察到在超欧姆环境中，随着欧姆参数的增加，量子速度极限时间逐渐达到一个恒定值，从而演化速度达到一个均匀值。研究了外加磁场对演化速率的影响。研究发现，随着磁场强度的增加，量子速度极限时间减小
2020-11-28 quant-ph
Fermionic matter-wave quantum optics with cold-atom impurity models
本文研究冷原子杂质模型中的费米子物质波量子光学，探讨束缚态、发射动力学和集体耗散等范式现象的费米子类比，并揭示单杂质基态特征及多体淬火动力学中的非马尔可夫效应。
2023-07-06 quant-ph
Decomposition Algorithm of an Arbitrary Pauli Exponential through a Quantum Circuit
本文回顾阶梯算法并提出两种更高效的递归方法（倒阶梯算法和费米子SWAP门方法），分别减少单比特门和CNOT门数量，并讨论费米子门不可替代性。
2023-05-08 quant-ph
Fermionic Stochastic Schrödinger Equation and Master Equation: An Open System Model
本文考虑了强耦合到费米子浴的量子开放系统的非马尔可夫随机方法的扩展，系统的运营商与费米子浴交换的模型。这种技术也可以成为研究耦合到自旋链环境的开放量子系统的有用工具，该自旋链环境可以进一步转化为有效的费米子浴。利用费米子相干态表象，从第一性原理出发，导出了一个精确的随机薛定谔方程（SSE），称为费米子量子态扩散（QSD）方程。开放系统的约化密度算符可以从格拉斯曼型噪声下QSD方程解的平均值中恢复。利用精确的费米子QSD方程，我们可以导出相应的精确主方程。我们的方法的权力，说明了我们的随机方法的几个模型，包括一个量子位耗散模型，耦合两个量子位耗散模型，量子布朗运动模型和N-费米子模型耦合到一个费米子浴的应用程序。本文还讨论了费米子浴和玻色子浴对开放系统动力学的不同影响。
2012-03-10 quant-ph
Low-depth circuit ansatz for preparing correlated fermionic states on a quantum computer
量子模拟必将成为近期量子计算机的主要应用之一。量子化学和凝聚态物理有望从这些技术发展中受益。已知几种量子模拟方法在量子计算机上制备状态并测量所需的可观测量。最节省资源的方法是变分量子本征求解器（VQE），它传统上采用幺正耦合团簇作为近似多体费米子哈密顿量的基态的近似。该方法的一个重要警告是，该过程的初始状态是一个单一的参考产品状态，没有从经典的Hartree-Fock计算提取的纠缠。在这项工作中，我们提出了一个更一般的费米高斯态，从核物理领域借用的想法，通过初始化算法的方法来改进。我们展示了如何用量子匹配门的线性深度电路来制备这种高斯参考态。通过增加最近邻相位耦合门的数目，我们得到了一个低深度的电路模拟器，它可以精确地制备相关费米子系统的基态。这将VQE的适用范围扩展到具有强配对关联的系统，如超导体，原子核和拓扑材料。
2018-01-03 quant-ph
Reasonable fermionic quantum information theories require relativity
我们表明，任何基于反对易算符的量子信息理论都必须补充一个深深植根于相对论的超选择规则，以建立一个合理的纠缠概念。虽然量子信息可以在费米Fock空间中编码，但非限制性理论有一个特殊的功能：：两体纯态的边缘不需要具有相同的熵，这导致纠缠的定义不明确。我们解决这个问题，通过证明它是由相对论，即，通过自旋统计联系，由洛伦兹不变性产生的宇称超选择规则。因此，我们的结果揭示了一个基本的概念，量子信息和相对论场论的因果结构的不可分割性。
2016-02-23 quant-ph
Majorana-based fermionic quantum computation
由于马约拉纳零模非局部地存储量子信息，因此它们被保护免受噪声的影响，并且已经被提议作为量子计算机的构建块。我们展示了如何使用相同的保护噪声实现通用的费米量子计算。我们的架构只需要两个马约拉纳编码的费米量子自由度，相比之下，替代的实现，需要至少四个马约拉纳的自旋量子自由度。费米自由度支持酉耦合簇变分量子本征求解器和量子相位估计算法，提出用于量子化学模拟。由于我们避免了Jordan-Wigner变换，我们的方案具有较低的开销来实现这两种算法，并在$\mathcal{O}(1)$时间每单位步骤的Trotterized哈伯德哈密顿量的模拟。最后，我们展示了我们的费米体系结构中的魔态蒸馏，给出了一套通用的拓扑保护的费米量子门。
2018-02-13 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum Algorithms for Fermionic Quantum Field Theories
扩展以前的工作标量场理论，我们开发了一个量子算法来计算相对论性散射振幅在费米子场论，举例说明了大量的Gross-Neveu模型，在两个时空维度与四次相互作用的理论。该算法引入了新的技术，以满足额外的挑战所提出的费米场的特点，其运行时间是多项式在所需的精度和能量。因此，它构成了对一个有效的量子算法模拟粒子物理学的标准模型的进一步进展。
2014-04-28 hep-th quant-ph
Bohmian particle trajectories in relativistic fermionic quantum field theory
德布罗意-玻姆对量子力学和量子场论的解释被推广到描述相对论性费米子粒子和反粒子的轨迹，并提供了它们产生和毁灭过程的因果描述。本文发展了量子系统因果解释的一般方法，并将其应用于由c-数值波泛函表示的费米子量子场论的因果解释。
2004-09-07 hep-th quant-ph
Quantum Entanglement in Fermionic Lattices
不可区分的粒子系统的Fock空间与复合粒子的状态空间同构（以非唯一的方式），即，多模量子系统然后我们可以讨论费米子和玻色子系统的量子纠缠。我们通过研究一些，例如，与凝聚态物理相关的晶格费米模型。
2002-03-05 cond-mat quant-ph
Quantum Computation Using Vortices and Majorana Zero Modes of a $p_x$ + $ip_y$ Superfluid of Fermionic Cold Atoms
我们提出利用最近预测的费米冷原子的二维“弱配对”$p_x + ip_y$超流态作为拓扑量子计算的平台。在一个漩涡的核心，这种状态支持一个零能量马约拉纳模式，移动到有限的能量在相应的拓扑平凡的“强配对”状态。通过在弱对态编织涡旋，幺正量子门可以应用于Majorana零模的希尔伯特空间。对于读出的拓扑量子比特，我们提出了现实的计划，适用于原子超流体。
2006-06-12 cond-mat.mes-hall quant-ph
Fermionic correlation functions from randomized measurements in programmable atomic quantum devices
本文提出利用可编程光学势场中的随机原子分束器与高分辨率成像，测量超冷原子体系两点及四点费米子关联，并在变分量子本征求解器的量子化学应用中验证。
2022-05-02 cond-mat.quant-gas quant-ph
Convergence of fermionic field entanglement at infinite acceleration in relativistic quantum information
我们给出了一个简单的论证，证明了在无限加速的极限下，费米场二分系统中的纠缠必须与Unruh模的选择无关。这意味着以前用于计算相对论量子信息中的场纠缠的大多数张量积结构不能产生物理结果。
2012-02-18 gr-qc quant-ph
Entropy Power Inequality in Fermionic Quantum Computation
研究了有限维CAR $C^{*}$ -代数上的量子计算关系。我们证明了一个熵功率不等式（EPI）在费米子设置，这大概将允许理解费米子线性光学的能力。类似的关系，玻色子的情况下，并提供替代证明已知的事实。克利福德代数和格拉斯曼表示因此可以用来获得有关相干费米子态的数学结果。
2020-08-12 cs.IT math-ph math.IT
Fermionic Magic Resources of Quantum Many-Body Systems
Barcelona Supercomputing Center（巴塞罗那超级计算中心）；Institut für Theoretische Physik, Universität zu Köln（科隆大学理论物理研究所）
本研究提出了一种量化费米非高斯性的框架，揭示其在量子多体系统中的复杂性特征和相变行为。
2025-11-18 cond-mat.stat-mech quant-ph
Graphical Calculus for Fermionic Tensors
本文提出一种费米子张量的图形演算，扩展ZX演算，用于图解式处理费米子多体物理中的计算，涵盖高斯态、部分迹、纯化、费米化及费米子码等。
2025-08-06 cond-mat.str-el quant-ph
Fermionic quantum detailed balance and entanglement
提出了一种适用于不可分辨费米子系统的细致平衡定义，并利用纠缠费米子态进行了研究。这类似于关于反向操作的标准量子细致平衡的已知表征来完成。
2018-04-10 math-ph math.MP quant-ph
Current and quantum transport factor of fermionic system in fermionic bath
该研究针对与两个不同温度费米库耦合的含中心振子费米系统，推导主方程等分析其电流动力学与量子输运因子，明确高低温下的效率特性与涨落规律，证实类谐振子行为，推进量子输运理解并为量子热力学研究奠基。
2025-03-24 cond-mat.mes-hall hep-th quant-ph
Non-Markovian Quantum State Diffusion in a Fermionic Bath
本文提出了一种描述费米环境（浴）中开放系统量子动力学的随机方法。薛定谔方程提供的完整量子演化被精确地重新表述为所谓的修饰量子轨迹上的概率平均。后者的定义如下。费米子环境可以表示为一个费米海，其“表面”被量子涨落的涟漪所覆盖。如果我们在粒子-空穴相干态的基础上考虑这些涨落，则这些涨落产生经典的粒子-空穴噪声，这种噪声的概率分布由真空的广义粒子-空穴Husimi函数给出。然后我们定义修饰量子轨道为开放系统和浴的演化，它以特定的粒子-空穴噪声样本为条件。由此产生的描述类似于玻色子浴的非马尔可夫量子态扩散。因此，我们希望我们的费米方法将分享其有利的性能，如可能进行非马尔可夫量子动力学的长时间蒙特卡罗模拟。
2019-09-12 cond-mat.str-el quant-ph
The FermiFab Toolbox for Fermionic Many-Particle Quantum Systems
本文介绍了FermiFab多粒子量子系统工具箱。它主要涉及（符号）费米子波函数的表示和相应的约化密度矩阵（RDM）的计算。工具箱透明地处理波函数的固有反对称化，并结合了创建/湮灭形式主义。因此，它的目的是提供一个坚实的基础，为广大观众使用费米波函数与矩阵在Matlab中一样容易，说。利用符号计算，该工具箱可以大大简化具体量子力学系统的繁琐的笔和纸计算，并作为理论假设检验的“沙箱”。FermiFab（包括完整的源代码）作为Matlab和Mathematica的插件免费提供。
2011-03-04 physics.comp-ph quant-ph
