Manifestations of quantum holonomy in interferometry
阿贝尔和非阿贝尔几何相位,被称为量子完整性,在过去已经引起了相当大的关注。在这里,我们表明,它是可能的关联非等价holonomies的离散序列的子空间在希尔伯特空间。我们考虑两个这样的holonomies自然出现在干涉仪设置。对于基(格拉斯曼)流形上的光滑路径序列,这些完整性都接近标准完整性。在一维情况下,这两种类型的holonomies是阿贝尔和符合潘查拉特南的几何相因子。该理论说明了一个模型的例子,涉及角动量相干态的投影测量。
2006-12-04 quant-ph
Quantum Computation in Noiseless Subsystems with Fast Non-Abelian Holonomies
量子信息处理需要与环境的有害影响高度隔离,以及对信息处理系统中量子动力学展开方式的极其精确的控制水平。在本文中,我们将展示如何通过混合无噪声子系统和完整量子计算的概念来理想地实现这两个目标。提出了一种基于非绝热非阿贝尔量子完整性的全几何普适计算方案,该方案嵌入一个四量子比特无噪声子系统中,用于一般集体退相干。这种协同方案的实施细节,以及其对破坏性缺陷的稳定性分析。
2014-04-04 quant-ph
A Unified Theory of Quantum Holonomies
量子系统的慢环境参数的周期性变化诱导量子完整性。相位全息学就是一个著名的例子。另一种是更奇特的一种,表现出特征值和特征空间完整性。我们介绍了一个理论公式,描述了相位和本征空间holonomies在平等的基础上。该理论的基石是一个有序基的规范连接,它在概念上不同于Mead-Truhlar-Berry连接及其Wilczek-Zee扩展。基于Fujikawa的形式,发展了本征空间完整性的规范不变处理。绝热量子holonomy的例子,包括奇异的光谱简并,显示。
2009-03-18 cond-mat.mes-hall hep-th math-ph
Quantum Geometric Limits for Non-Abelian Holonomies
Universidade Federal Rio de Janeiro(里约热内卢联邦大学);Université de Toulouse(图卢兹大学)
本文通过将非阿贝尔和乐性重铸为斯托克斯-薛定谔动力学,建立了其幅值由非阿贝尔曲率范数的面积分上界约束的通用量子几何极限,并利用曲率加权测地线的捷线假设求解了对应的轮廓-曲面变分问题。
2026-05-27 quant-ph
Cavity QED implementation of non-adiabatic holonomies for universal quantum gates in decoherence-free subspaces with nitrogen-vacancy centers
提出了一种在无消相干子空间中实现非绝热完整量子计算的腔QED方案,其中氮空位中心与微球腔的回音壁模共耦合,在微球腔中的量子比特上可以实现一组通用的量子门.在我们的实现中,在适当的驱动场的辅助下,量子演化对仅虚激发的腔场态不敏感。利用氮空位中心的Λ型三能级构型中的光学跃迁,所实现的非绝热完整性可以用于在编码的逻辑量子比特上构造通用的量子门集合。因此,我们的方案开辟了在具有长相干时间的固态自旋上实现具有腔辅助相互作用的普适完整量子计算的可能性。
2015-05-20 quant-ph
Correlation induced non-Abelian quantum holonomies
在两粒子干涉的背景下,我们构建了一个并行传输条件,该条件是基于最大化的符合强度相对于当地的单一操作的子系统之一。研究了系统对相关性的依赖性,发现完整群一般是非阿贝尔群,但对于非相关系统是阿贝尔群。发现我们的框架包含了Lévay几何相位[2004 { \it J. Phys. A:Math. Gen.} { \bf 37} 1821]在经历局部SU(2)演化的两量子比特系统的情况下。
2011-03-09 quant-ph
Noncyclic geometric changes of quantum states
非阿贝尔量子完整论,即,由量子系统的几何性质引起的幺正态变化,作为阿贝尔Berry相位的推广,一直是物理学界关注的焦点。除了在量子物理学的各个子领域中表现出的普遍现象之外,最近有人建议使用完整性作为获得量子门的鲁棒技术;量子计算机的构建块。非阿贝尔完整性通常与量子系统的循环变化相关联,但在这里我们考虑非循环演化的推广。我们认为,这种开放路径的holonomy可以用来构建量子门。我们还表明,结构的部分定义的holonomies出现从开放路径holonomy。这种结构在阿贝尔环境中没有对应物。我们用一个例子来说明一般的想法,可以访问各种物理系统中的测试。
2006-08-28 quant-ph
Non-adiabatic holonomies as photonic quantum gates
提出非绝热和积的量子光学实现,用作单量子比特量子门,实验演示了Hadamard和Pauli-X门及PQ penny flipover算法,为光子量子架构提供可替代传统耦合器的新方案。
2024-01-08 physics.optics quant-ph
From $SU(2)$ holonomies to holographic duality via tensor networks
本文利用张量网络表示LQG中的伊辛型自旋网络态,减少了构造量子线路所需的量子比特数,并便于实现体-边界全息态,从而为圈量子引力与全息对偶建立联系。
2024-11-19 gr-qc hep-th quant-ph
Exotic quantum holonomy induced by degeneracy hidden in complex parameter space
在参数空间中,束缚态沿闭合回路的绝热变化不仅在态的相位上,而且在相应的本征空间和本征值上都能诱导出完整性。前者是著名的Berry相,而后者,即奇异的holonomy,是十年前发现的,它的起源还没有被理解。通过将该参数推广到复数中,揭示了奇异完整性与非厄米哈密顿量的简并性或例外点的对应关系。我们表明,这解释了所有已知的非平凡特性的异国情调的holonomies。
2009-02-19 cond-mat.mes-hall hep-th nucl-th
Unitary Holonomies by Direct Degenerate Projections
一个不完全的量子测量可以在简并子空间之间产生非平凡的动力学,这样的投影的闭合序列产生非阿贝尔完整性。我们展示了如何诱导酉演化的初始子空间从这样的有限离散序列,也构建了一个近确定性的重复,直到成功的协议。我们还证明了必要的和充分的标准,辅助希尔伯特空间维数诱导子空间之间的等距。
2014-05-07 math-ph math.MP quant-ph
Fast non-Abelian geometric gates via transitionless quantum driving
一台实用的量子计算机必须能够在一组量子比特(qubit)上执行高保真度的量子门。在噪声的存在下,实现这样的门提出了艰巨的挑战。几何相位具有固有的噪声容忍特性,有望实现稳健的量子计算。特别是量子完整论,即,非阿贝尔几何相位,由于它们的非交换性,自然导致普遍的量子计算。虽然已经提出了基于绝热完整性的量子门,但缓慢的演化最终会损害量子比特的相干性和计算能力。在这里,我们提出了一个通用的方法来加快实现绝热完整门,通过使用无过渡驱动技术,并显示如何在超导电路架构中的快速几何量子门的通用集合可以得到一个全几何的方法。与标准的非绝热完整量子计算相比,在长运行时间极限下,我们的方法得到的完整性渐近地趋向于绝热方法,从而为实现实用的量子计算机开辟了一个新的视野.
2015-12-22 quant-ph
Optical Holonomic Quantum Computation
完整量子计算(HQC)在这里通过量子光学组件实现。完整性是Berry相位到酉矩阵的推广,酉矩阵的维数与系统的退化度相同。在非线性克尔介质中,激光束的简并态被解释为量子比特。置换器、挤压器和双模干涉装置的控制操作以循环、绝热的方式进行,产生完整性。在这里,它们被用作我们的HQC建议的逻辑门。研究了经典参数的不完美控制误差的影响,这些参数的循环变化建立了完整的门。
2001-11-13 quant-ph
Non-Abelian generalization of off-diagonal geometric phases
如果量子系统以非循环方式演化,则相应的几何相位或完整性可能无法完全定义。非对角几何相位已被开发来处理这种情况。在这里,我们将这些阶段推广到非阿贝尔的情况下,通过引入非对角的holonomies,涉及一个以上的子空间的基础希尔伯特空间的演变。提出了非对角完整性在绝热演化和干涉测量中的物理实现。
2007-05-29 quant-ph
Geometrically robust linear optics from non-Abelian geometric phases
我们构造了一个由玻色子系统生成的量子完整性的统一算符框架。对于一个系统的哈密顿量是双线性的创建和湮灭运营商,我们发现一个holonomy组只由一组选定的正交模式服从一个更强的版本的绝热定理。这种光子数独立的描述提供了更深的洞察力,以及计算的优势相比,标准的形式主义的几何相位。特别是,量子完整性和线性光网络之间可以得出很强的类比。这种关系提供了一个明确的配方,任何线性光量子计算可以在绝热或非绝热几何相位方面的几何鲁棒性。
2022-04-07 physics.optics quant-ph
Demonstration of a non-Abelian geometric controlled-Not gate in a superconducting circuit
希尔伯特空间中量子态的非阿贝尔几何变换所产生的完整性为量子计算提供了一种很有前途的方法。这些完整性是不可交换的,因此可以用于实现量子逻辑门的通用集合,其中全局几何特征可能导致一些抗噪声的优点。在这里,我们报告的第一个片上实现的非阿贝尔几何控制非门的超导电路,这是一个积木构建完整的量子计算机。条件动力学是在一个全对全连接的架构中实现的,该架构涉及多个频率可调的超导量子比特可控地耦合到谐振器;任何两个量子比特之间的完整门可以通过在与谐振器谐振时调谐它们的频率并向其中一个施加双音驱动来实现。这个门代表了在超导平台上实现全几何可扩展量子计算的重要一步。
2021-06-27 quant-ph
Experimental Realization of Universal Geometric Quantum Gates with Solid-State Spins
实验实现一组通用的量子逻辑门是实现量子计算机的核心要求。量子计算的全几何方法提供了一个实现的范例,其中所有的量子门都是基于Berry相位及其非阿贝尔扩展,即从希尔伯特空间中的量子态的几何变换中获得的完整性。除了其基本兴趣和丰富的数学结构之外,几何方法还具有一些内置的抗噪功能。在实验方面,已经使用具有液体分子的热集合的核磁共振观察到几何相位和完整性,然而,已知这样的系统对于量子计算是不可缩放的。有人建议在可扩展的实验平台上实现几何量子计算,如捕获离子,超导量子比特或量子点,最近的实验已经实现了超导系统的几何单比特门。在这里,我们报告的实验实现了一套通用的几何量子门与固态自旋的金刚石缺陷。金刚石缺陷提供了一个可扩展的实验平台,具有室温量子计算的潜力,近年来引起了人们的强烈兴趣。基于该系统相干控制的进展,我们的实验表明,全几何和潜在的鲁棒量子计算可以实现与固态自旋量子比特。
2014-11-12 quant-ph
Holonomic quantum logic gates
这是量子计算背景下的量子完整性的简要概述。我们选择了一组足够的量子逻辑门,即相位门,阿达玛门,和条件相位门,并展示了它们如何可以实现纯几何手段。这样的门可以对某些类型的错误更有弹性。
2002-02-19 quant-ph
Universal Non-adiabatic Holonomic Gates in Quantum Dots and Single-Molecule Magnets
量子系统的几何操作提供了一种快速、通用和鲁棒的量子信息处理方法。在这里,我们提出了一个通用的全几何量子计算方案,使用非绝热量子完整。我们提出了三种不同的实现方案的基础上的非常规使用的量子点和单分子磁体设备,提供了有前途的可扩展性和强大的效率。
2014-01-24 quant-ph
Holonomic quantum computation in the presence of decoherence
本文提出了一个研究开放马尔可夫系统的非阿贝尔绝热完整性的方案。作为该框架的一个应用,我们分析了完整量子计算对退相干的鲁棒性。我们查明的错误,必须加以纠正,以实现量子计算的几何实现完全弹性马尔可夫退相干的来源。
2005-02-14 quant-ph
Holonomic quantum computation in decoherence-free subspaces
我们展示了如何实现,通过非阿贝尔量子完整,一组通用的量子门作用于消相干的子空间和子系统。以这种方式,我们汇集了量子相干性稳定的优点消相干自由子空间和容错的全几何完整控制。我们讨论的背景下,使用捕获的离子和量子点的量子信息处理这个方案的实施。
2005-08-10 quant-ph
Fidelity of holonomic quantum computations in the case of random errors in the values of control parameters
研究了在任意回路和绝热连接情况下,外部控制参数的随机误差对完整量子计算稳定性的影响。对于小的随机不相关误差的情况,得到了一个简单的表达式。由于数学描述的普适性,我们的结果适用于任何可用完整性描述的物理系统。数值模拟证实了理论结果。
2006-01-21 quant-ph
Evaluating holonomic quantum computation: beyond adiabatic limitation
基于对绝热极限以外系统的动力学分辨,对完整量子计算的光学方案的建议进行了评价。利用推转表象和规范变换方法精确求解了含时薛定谔方程。除了提供严格的确认holonomies的几何预测,持有理想的绝热情况下,动力学分辨率使人们能够精心评估的幅度的非绝热偏差,使量子计算引起的错误可以明确估计。
2002-08-18 quant-ph
Holonomic quantum computing in symmetry-protected ground states of spin chains
虽然固态设备为现代经典计算机提供了自然可靠的硬件,但到目前为止,量子信息处理器类似于真空管计算机,既不可靠也不可扩展。在拓扑有序物质中稳定的强相关的许多身体状态提供了自然容错计算的可能性,但对工程师和相干控制都具有挑战性,并且不能容易地适应不同的物理平台。我们提出了一个架构,实现了一些拓扑模型的鲁棒性,但与一个大大简单的建设。量子信息存储在自旋为1的链的受保护的简并基态中,而量子门仅使用单位场和最近邻耦合通过绝热非阿贝尔完整性来执行。门操作尊重对称性,因此从受保护的基态继承了对噪声和无序的一些保护。
2013-02-24 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
Holonomic Quantum Computation Using Rf-SQUIDs Coupled Through A Microwave Cavity
提出了一种在微波腔中利用rf-SQUID量子比特实现完整量子计算的新方案。在这个方案中,通过对耦合到SQUID上的经典微波脉冲的拉比频率进行调谐,可以很容易地构造单量子比特门、双量子比特控制相位门和控制非门。这些门的保真度估计可能高于90%与当前的技术。
2004-10-23 quant-ph
Mathematical Foundations of Holonomic Quantum Computer II
这是论文(quant-ph/9910063)和(quant-ph/0004102)的续篇。本文的目的是为Zanardi和Rasetti(quant-ph/9904011)和Pachos和Chountasis(quant-ph/9912093)提出的完整量子计算(计算机)提供数学基础。在2-qubit情形下,我们给出了完整量子计算所涉及的量子计算丛的非交换Berry联络在参数空间上的一种显式形式。我们还提出了一种可能性,即不仅通常的完整性,而且高维完整性必须用来证明我们的完整量子计算的普遍性。
2001-01-22 hep-th math-ph math.MP
Quantum Computation by Geometrical Means
本文提出了一种量子计算的几何方法,通过引入非阿贝尔联络,将能量简并系统的演化算符改写为完整幺正算符。对于一个简单的几何模型,我们提出了一个明确的建设一个通用的一套门,代表作用于退化状态的完整性。
2000-03-31 math-ph math.MP quant-ph
Exotic quantum holonomy in Hamiltonian systems
研究了在环境参数绝热循环变化下存在能级交叉时量子本征态的演化。我们发现,异国情调的holonomies,表示交换的本征态后,一个单一的循环演变,可以产生从非阿贝尔规范之间的非简并水平的潜力。我们说明我们的论点与可解的两个和三个级别的模型。
2009-09-11 cond-mat.quant-gas nucl-th quant-ph
Geometric and holonomic quantum computation
本文综述了利用量子态空间内禀几何性质实现量子逻辑门的几何与和乐量子计算,其因全局量特性对某些错误具有内建韧性,并总结了相关理论实验进展及与其他抗错误技术的结合。
2023-03-23 quant-ph
Entangling power of holonomic gates in atom-cavity systems
我们的目标是利用非绝热量子完整理论,在由$N$全同原子组成的系统中,为构造$Λ$型原子间的几何诱导纠缠提供一种新的途径.利用量子Zeno效应,我们引入了一个三脚架型相互作用哈密顿量,它允许任意的几何纠缠功率。这将是解决实现通用非绝热完整纠缠双量子比特门的可行性的实质性一步。
2018-03-01 quant-ph
Discrimination of Chiral Molecules through Holonomic Quantum Coherent Control
本研究提出基于全数量子相干控制的手性分子鉴别光学方法,利用非阿贝尔全和乐产生布居对比度,在囚禁离子量子模拟器中实现接近100%的对映异构体检测对比度,具备高效、非绝热、抗驱动场噪声的优势。
2024-03-08 quant-ph
Comment on "Nongeometric Conditional Phase Shift via Adiabatic Evolution of Dark Eigenstates: A New Approach to Quantum Computation"
在[Phys. Rev. Lett. 95,080502(2005)],Zheng提出了一种通过绝热通道实现条件相移的方案。作者声称,门是“既不是动力学的,也不是几何起源”的理由是,汉密尔顿不遵循循环变化。他进一步指出:“与绝热几何门相比,不需要非平凡的循环回路,从而避免了在获得所需立体角时的误差,这使得这种新的相位门优于几何门。本文指出几何运算,包括绝热完整性,都可以由非循环哈密顿算子导出,并证明了郑门是几何的。我们还认为,负责相移的非平凡环路是存在的,它需要与任何绝热几何门相同的精度。
2009-10-29 quant-ph
Speeding up adiabatic holonomic quantum gates via $π$-pulse modulation
提出基于$π$脉冲调制的快速绝热完整子量子门方案,沿参数空间测地线引导哈密顿量并离散施加相位调制$π$脉冲,在保持绝热鲁棒性的同时实现通用单、双量子比特门。
2025-06-11 quant-ph
Scheme for fault-tolerant holonomic computation on stabilizer codes
本文概括和扩展的工作[物理。102,070502(2009)],其中我们介绍了一个方案的容错完整量子计算(HQC)的稳定码。HQC是一种基于非阿贝尔绝热完整性的全几何策略,已知其对控制参数中的各种类型的误差具有鲁棒性。我们提出的方案表明,HQC是一种可扩展的计算方法,并打开了将误差校正的好处与完整方法的固有弹性相结合的可能性。我们表明,与培根-肖尔代码的计划可以实现使用重量2和3的哈密顿算子。
2009-08-20 quant-ph
Parity Quantum Computing as YZ-Plane Measurement-Based Quantum Computing
该研究证明采用恒定深度解码的通用宇称量子计算等价于二分图上仅用YZ平面测量的MBQC,并指出所有仅用YZ平面测量的幺正MBQC均需基于二分图,建立了两者等价性与结构约束关系。
2025-02-14 quant-ph
Relativistic Quantum Computing
我们提出一些非正式的意见方面的相对论量子计算。
1999-11-19 quant-ph
Continuous measurement-based holonomic quantum computation
University of Southern California(南加州大学)
该研究提出利用量子芝诺效应基于连续测量生成完整圈的方案,解析得出相关序列和时间,给出处理测量跃迁的方法,建立保持可纠错性的条件,还提及不满足纠错时用辅助量子比特使协议适用。
2026-07-08 quant-ph
Verification for measurement-only blind quantum computing
盲量子计算是一种新的安全的量子计算协议,它允许一个没有任何复杂量子技术的客户端将自己的量子计算委托给一个服务器进行,而不会泄露任何隐私。已知仅具有测量设备的客户端可以执行盲量子计算[T. Morimae和K. Fujii,Phys.Rev.A { \bf 87},050301(R)(2013)]。协议是否能享受验证一直是一个悬而未决的问题,即,客户端检查计算正确性的能力。本文提出了一种用于纯测量盲量子计算的验证协议。
2014-06-19 quant-ph
Quantum Computing in Transport Science: A Review
本文综述了量子计算在交通科学中的应用潜力,重点介绍基于门的量子计算、量子退火和量子机器学习三种范式及其对解决复杂交通系统问题的前景。
2025-03-27 quant-ph
Fast quantum computing with semiconductor quantum dots in a microcavity
论文已被作者撤回
2002-12-02 quant-ph
Measurement-only verifiable blind quantum computing with quantum input verification
可验证盲量子计算是一种安全的委托量子计算,其中具有有限量子技术的客户端将她的量子计算委托给具有通用量子计算机的服务器。客户的隐私受到保护(失明),并且计算的正确性可以由客户验证,尽管她的量子技术有限(可验证性)。可验证的盲量子计算协议主要有两类:一类是客户端只需要产生单量子比特态的协议,另一类是客户端只需要单量子比特测量能力的协议。后者被称为仅测量可验证的盲量子计算。如果客户端的量子计算的输入是客户端不知道其经典有效描述的量子态,则仅测量的客户端无法验证输入的正确性。在这里,我们介绍了一个新的协议的测量只可验证的盲目量子计算的正确性的量子输入也是可验证的。
2016-06-21 quant-ph
Holonomic quantum gates via continuous measurement in bosonic codes: GKP and cat states
University of Southern California(南加州大学)
该研究将基于连续测量的完整量子计算应用于玻色子编码,为猫码和GKP码设计协议,实现无需哈密顿量控制的容错逻辑门,为玻色子平台的测量诱导完整控制提供具体方案。
2026-08-13 quant-ph
Quantum Computing and Shor`s Factoring Algorithm
量子计算讲座。内容:算法。量子线路。量子傅里叶变换数论的基础。模幂运算。Shor的算法,用于查找订单。Schor算法的计算复杂度。因式分解整数NP完全问题
2001-09-02 hep-th math-ph math.MP
An Introduction to Quantum Computing using Cavity QED concepts
我们提出了一个简洁而完整的概念处理量子计算实现腔量子电动力学(CQED)。本文旨在为从其他领域进入该领域的专业人士提供简要概述,他们可能在技术培训期间没有讨论过量子计算背后的概念。
2012-10-08 quant-ph
Computing a Turing-Incomputable Problem from Quantum Computing
从量子计算的角度出发,建立了一个超计算模型--无限方阱超计算模型(ISWHM)。该模型是受Tien D. Kieu quant-ph/0203034并解决了图灵不可计算问题。针对所提出的模型和问题,对其行为进行了仿真。此外,还证明了ISWHM是一个普适的量子计算模型。
2003-09-26 quant-ph
Classical computing, quantum computing, and Shor's factoring algorithm
这是为布尔巴基研讨会写的一个临时演讲。在简要介绍之后,第1节用范畴语言讨论了经典确定性计算的结构。回顾了P/NP问题复杂性的基本概念。第二节介绍量子并行的概念,并解释了量子计算的主要问题。第三节介绍了四个量子子程序:初始化,经典布尔函数的量子计算,量子傅里叶变换和Grover搜索算法。中心部分4解释肖尔的因式分解算法。第五节将Kolmogorov复杂性与可计算函数的谱性质联系起来。附录有助于量子计算的史前史。
1999-03-02 math.QA quant-ph
Holonomic multi-controlled gates for single-photon states
本文提出利用非阿贝尔汇合实现多控量子门,展示了单光子态上的CNOT、SWAP及Toffoli门,并实现了德鲁恩量子查询算法。
2025-12-24 cond-mat.mes-hall quant-ph
Review of Distributed Quantum Computing. From single QPU to High Performance Quantum Computing
本文针对单量子处理器算力受限的问题,全面综述分布式量子计算的基础原理、研究成果、挑战与未来方向,为领域研究者和新人提供详尽参考。
2024-04-01 cs.ET quant-ph
Quantum Computing's Classical Problem, Classical Computing's Quantum Problem
面对建造越来越好的计算机的挑战,量子计算和经典计算面临着同样的难题:经典计算系统的成功。小型量子计算系统已经得到验证,中等规模的系统也即将出现,它们能够计算数值结果或模拟物理系统,远远超出人类手工所能做到的。然而,要想在商业上可行,它们必须超越我们非常成功的、高度先进的经典计算机所能做的。与此同时,那些经典计算机继续进步,但这些进步现在受到热力学的限制,并且很快将受到原子物质的离散性质以及最终的量子效应的限制。技术进步使量子机械和经典机械都受益,改变了竞争格局。我们能否建造量子计算系统,使其计算能力超过每月几个$10^{30}$逻辑门的经典系统?本文将讨论这些竞争和合作的技术趋势的相互作用。
2013-10-08 cs.ET quant-ph
The role of Quantum Interference in Quantum Computing
量子干涉被提出作为增强量子计算的工具。
2005-12-11 cs.CC quant-ph
Evolution of Quantum Computing: A Systematic Survey on the Use of Quantum Computing Tools
量子计算(QC)是一种新兴的范式,它继承并构建了量子力学(QM)的概念和现象,具有巨大的潜力,可以解决科学家以前无法解决的复杂和计算上棘手的问题。近年来,QC的巨大努力和进步标志着比经典计算技术更有效地解决现实世界问题的重要里程碑。虽然近年来在量子计算方面取得了相当大的进展,但需要投入大量的研究工作来将这一领域从一个想法转变为一个工作范式。在本文中,我们对促进量子计算的论文、工具、框架、平台进行了系统的调查和分类,并从应用和量子计算的角度对其进行了分析。我们介绍了量子计算层,量子计算机平台的特征,电路模拟器,开源工具Cirq,TensorFlow Quantum,ProjectQ,这些工具允许使用强大而直观的语法在Python中实现量子程序。接下来,我们讨论了当前的本质,确定了开放的挑战,并提供了未来的研究方向。我们的结论是,在过去的几年中出现了大量的框架,工具和平台,改进现有的设施将利用量子研究界的研究活动。
2022-04-04 cs.SE quant-ph
Equal cost of computation for truth and falsity of experimental quantum propositions necessitates quantum parallel computing
尽管在过去的几十年里,人们对量子计算产生了浓厚的兴趣和兴奋,但仍然缺少一个简明的声明来说明这种计算可以真正帮助什么。正如本文所示,经典计算无法实现实验量子命题的真和假的相等计算成本(为了从前提中推断结论所需)。另一方面,这个等式可以用量子并行计算来实现,只要这种计算的效率可以大于1。
2020-01-03 math-ph math.MP quant-ph
Quantum Computing and the Future Internet
如今,网络安全专业人士最大的担忧之一是围绕量子计算的炒作,其不可理解的力量及其影响。量子计算的进步有可能彻底改变我们的日常生活,但它也可能彻底打破我们所知道的互联网,数学家和物理学家已经开发出基于量子计算的算法,这可能改变互联网安全范式。本文讨论了量子计算的关键概念,特别关注量子互联网、量子密钥分发以及相关的挑战。
2022-03-14 cs.CR physics.pop-ph quant-ph
Finding resource states of measurement-based quantum computing is harder than quantum computing
基于测量的量子计算使得通用量子计算能够仅对某些多量子比特状态(诸如图状态、阿弗莱克-肯尼迪-利布-田崎(AKLT)状态和若干张量网络状态)进行自适应单量子比特测量。寻找基于测量的量子计算的新资源状态是一项艰巨的任务,因为对于给定的状态,存在指数级的许多可能的测量模式。本文考虑了对于给定的态和幺正算符集合,是否存在一种基于测量的量子计算方法来实现该集合中的所有幺正算符的问题.我们证明了决策问题是QCMA困难的,这意味着找到基于测量的量子计算的新资源状态比量子计算本身更难(除非BQP等于QCMA)。我们还推导出一个上限的决策问题:这个问题是在量子版本的第二层次的多项式。
2016-09-02 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el cs.CC