ALEPH-QP: Universal hybrid quantum processors
量子处理器（可编程门阵列）是具有固定结构的量子网络。状态空间表示为数据和程序寄存器的张量积。对数据寄存器的不同酉操作对应于“加载”程序，而无需对网络本身进行任何改变或“调整”。由于程序寄存器和数据寄存器之间纠缠的不可取性，量子处理器的通用性受到相当强的限制。不同的作者发展了通用的“随机”量子门阵列。证明了有限维状态空间的“确定性”量子处理器仅在近似意义上是普适的。本文表明，利用具有连续和离散量子变量的混合系统，可以提出一种严格通用的量子处理器的设计。还表明，其他作者讨论的特定可编程“随机”U（1）门的“确定性”极限（成功概率成为无限程序寄存器的单位），在本质上可能是这里所用的同一种混合量子系统。
2002-05-13 quant-ph
Asymptotic teleportation scheme as a universal programmable quantum processor
考虑了一种量子隐形传态方案，其中接收端有多个（N）输出端口，根据发送端的测量结果，只需要从N个端口中选择一个端口就可以得到被传态.我们证明了这种隐形传态是可能的，通过显示一个明确的协议，其中采用N对最大纠缠量子比特。发送方的最佳测量是平方根测量，并且在大的N限制下渐近地实现了完美的隐形传态保真度。这种渐进隐形传态可以用作通用可编程处理器。
2008-12-15 quant-ph
Programmable and sequential Gaussian gates in a loop-based single-mode photonic quantum processor
用于输入、处理和输出光量子态的量子处理器是实现各种光子量子信息处理的共同核心技术。然而，一直没有光子处理器，同时是通用的，可扩展的，和可编程的。在这里，我们报告了一个原始的基于环路的单模多功能光子量子处理器，该处理器被设计为通用的，可扩展的和可编程的。我们的处理器可以执行任意多个步骤的可编程量子操作上一个给定的单模光学量子态的时域处理中的动态控制的环路为基础的光路。我们使用这个处理器来演示可编程单模高斯门和多步压缩门。此外，我们证明了该处理器可以通过注入适当的辅助态来执行通用的量子操作，并且可以直接扩展到多模处理器。这些结果表明，我们的处理器是可编程的，可扩展的，并具有潜在的通用性，导致适合于通用应用。
2021-11-14 quant-ph
Quantum Processors and Controllers
本文提出了一种量子处理器和控制器的抽象理论，即定义在由控制子系统和被控子系统两部分组成的复合量子系统上的一种特殊的量子计算网络。这种方法在形式上不同于将量子控制看作是对使用某组哈密顿量或量子门的系统的某种外部影响的考虑。本文所讨论的可编程量子控制器模型是基于通用确定性量子处理器（可编程门阵列）的理论。这种量子器件可以模拟量子系统的任意演化，从而展示了通用量子控制的一个例子。关键词：量子，计算机，控制，处理器，通用
2003-05-25 quant-ph
Comment on "Quantum supremacy using a programmable superconducting processor"
即使Google AI的Sycamore处理器对于特定任务是有效的，它也无法提供通用的计算能力。此外，即使是经典的设备实现横向同宿轨道实现指数加速相对于普遍的经典以及量子计算。此外，相对于量子力学的有效性，已经存在违反丘奇-图灵命题的量子预言。
2019-11-01 quant-ph
A universal qudit quantum processor with trapped ions
本文利用囚禁离子构建局部 Hilbert 空间维度最高达 7 的通用 qudit 量子处理器，在保持接近 qubit 处理器性能的同时，支持高维量子系统原生模拟及更高效的 qubit 算法实现。
2021-09-14 quant-ph
20-Mode Universal Quantum Photonic Processor
本文报告了迄今最大规模的20模式通用量子光子处理器，能在20个输入模式上实现任意酉变换，具有高振幅保真度、低光损耗和高量子干涉可见度。
2023-07-26 quant-ph
Resource-efficient universal photonic processor based on time-multiplexed hybrid architectures
Paderborn University（帕德博恩大学）
本文提出了一种基于离散时间量子行走的通用光子处理器，通过将任意线性变换转换为量子行走的硬币和步骤算子，并映射到实验参数，实现了高效且可扩展的光子处理系统，同时展示了其对实验缺陷的高鲁棒性。
2026-05-19 quant-ph
Quantum computation with universal error mitigation on superconducting quantum processor
在不久的将来，可能会开发出集成数百个物理量子比特的中等规模量子器件。然而，此类设备将缺乏实现量子容错的资源。因此，探索量子计算优势的主要挑战是在不编码的情况下最大限度地减少设备和控制缺陷的影响。量子纠错是满足这一要求的一种解决方案。在这里，我们展示了一个错误缓解协议的基础上门集层析成像和准概率分解。一个和两个量子位电路的超导设备上进行了测试，并成功地抑制了计算误差。由于该协议对于计算期望值的数字量子计算机和算法是通用的，因此我们的研究结果表明，错误缓解可能是不久的将来量子计算的重要组成部分。
2018-12-28 quant-ph
Demonstrating a universal logical gate set in error-detecting surface codes on a superconducting quantum processor
本研究针对超导系统中表面码逻辑量子比特两量子比特门缺失的问题，用处理器\textit{Wukong}在距离-2表面码上实现通用逻辑门集合，含横向CNOT与任意单量子比特旋转门，还容错制备逻辑贝尔态，证实纠缠，推动超导容错量子计算发展。
2024-11-27 quant-ph
Variational quantum algorithms with invariant probabilistic error cancellation on noisy quantum processors
针对含噪声量子处理器上变分量子算法（VQAs）因噪声导致的偏差和迭代困难，提出结合概率错误消除（PEC）与量子近似优化算法（QAOA）的不变采样电路策略及自适应部分PEC技术，实验降低采样成本90.1%，实现高效收敛并增强逃离局部最小值能力。
2025-06-08 quant-ph
A 12-mode Universal Photonic Processor for Quantum Information Processing
光子处理器对于使用光的量子和经典信息处理任务都是关键的。特别是，线性光学量子信息处理需要大规模和低损耗的可编程光子处理器。在本文中，我们报告了迄今为止最大的通用量子光子处理器的演示：一个低损耗，12模完全可调谐的线性干涉仪与全耦合的化学计量氮化硅波导的基础上。
2020-12-10 physics.optics quant-ph
Programmable Quantum Processors: Equivalence and Learning
该研究分两部分展开：一是定义量子处理器的多类等价性，推导等价充要条件并厘清等价关系；二是测试概率存储读取器件的抗噪性，对比两种实现方案的性能差异。
2024-11-04 quant-ph
Experimental certification of contextuality, coherence and dimension in a programmable universal photonic processor
针对高维量子特性认证的指数复杂度难题，研究团队借助飞秒激光直写的六模可编程光子处理器，通过成对重叠测量实现了最高5维量子系统的相干性、维度见证量实验认证，验证了量子上下文性对量子问询任务优势的支撑作用，为集成光子平台的量子特性认证提供了高效新途径。
2023-11-06 quant-ph
Universal quantum processor already exists and just waits for the proper programming
证明了在两个谐振子的基态和第一激发态通过完全控制的二能级系统相互作用时，可以实现C-NOT门操作。该系统类似于图灵机，其中振荡器和两级系统之间的相互作用的结果被限制为某个固定的酉变换矩阵，而实现门所需的所有控制都是通过操纵两级系统来提供的，这仍然是整个系统中唯一完全可控的部分。每个门操作都需要一个“图灵编程”，它可以被实现为一系列> 63个基本的酉操作。该结果为在多模微波腔中构造量子处理器提供了一条途径，该腔中装有完全受控的二能级系统，如约瑟夫森结芯片。现有实验装置的参数可以允许在大约10个量子比特的集合中执行多达15个门操作。
2017-08-10 quant-ph
A single programmable photonic circuit for universal quantum measurements
University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；Hefei National Laboratory（合肥国家实验室）；Quantum Science Center of Guangdong-Hong Kong-Macao Greater Bay Area（粤港澳大湾区量子科学中心）
本文提出一种可编程测量处理器，实现任意量子测量，通过大规模集成光子架构实现高精度相干控制，验证了其在量子态鉴别、状态估计和随机性生成中的优越性能。
2026-03-20 quant-ph
Interaction-free measurement of multiple objects using a universal integrated photonic processor
International Iberian Nanotechnology Laboratory (INL)（伊比利亚纳米技术国际实验室）；Centro de Física, Universidade do Minho（米尼奥大学物理中心）；CINECA Consorzio Interuniversitario（意大利大学联合体CINECA）；Instituto de Física, Universidade Federal Fluminense（弗鲁米嫩塞联邦大学物理研究所）
本文提出利用单个量子探针在云平台Ascella光子处理器上实现多物体的交互无测量，展示了单光子对五个物体的连续检测，扩展了原始单物体交互无测量方案。
2026-08-03 quant-ph
Implementation of a scalable universal two-qubit quantum processor with electron and nuclear spins in a trapped ion
本文提出利用离子内部能级和电子/核自旋实现可扩展 n 离子-2n 量子比特处理器，并在单离子系统上验证通用门与 Grover 算法，为大幅扩展量子计算 Hilbert 空间提供新路径。
2024-07-01 quant-ph
Measuring central charge on a universal quantum processor
本文利用 IBM 通用量子处理器、变分量子电路与误差缓解技术制备临界自旋链基态，并通过 Rényi-Shannon 熵次导项标度首次实验测定中心荷，结果与 TFI 和 XXZ 模型吻合。
2024-08-12 quant-ph
Realisation of a programmable two-qubit quantum processor
通用量子计算机是一种能够模拟任何物理系统的设备，代表了量子信息科学领域的一个主要目标。预计在这样的设备上执行的算法将为一些重要的计算任务提供显着的增益。在量子信息的上下文中，“通用”是指在系统的计算空间中执行任意幺正变换的能力。任意单量子位（qubit）门与纠缠双量子位门的组合是一种能够实现任意数量量子位的通用控制的门集，前提是这些门可以在任意量子位对之间重复执行。虽然门集合已经在几种技术中得到了证明，但它们还没有针对特定的任务进行定制，形成了所有酉算子的一个小子集。在这里，我们展示了一个可编程的量子处理器，实现任意幺正变换的两个量子比特，这是存储在捕获的原子离子。使用量子态和过程层析成像，我们证明了我们的实现的保真度为160随机选择的操作。这种通用控制等效于模拟自旋为1/2的系统之间的任何成对相互作用。可编程多量子位寄存器可以形成大规模量子处理器的核心组件，这里使用的方法适用于这样的设备。
2009-08-20 quant-ph
Optimal universal programming of unitary gates
通用量子处理器（英语：Universal quantum processor）是一种将（量子）程序作为输入的设备，该程序包含任意幺正门的编码和（量子）数据寄存器，编码门应用于该寄存器。虽然不存在完美的通用量子处理器，但在过去的二十年里，近似处理器已经被提出。一个基本的开放问题是最小量子程序的大小如何与近似误差成比例。在这里，我们回答这个问题，通过证明一个边界的大小的程序和设计一个具体的协议，达到了在渐近极限的约束。我们的结果是基于最佳规划和海森堡极限之间的连接量子精密测量，并建立了一个渐近等价的编程，学习和估计酉门的任务。
2021-02-04 quant-ph
Co-Processors for Quantum Devices
量子设备，从简单的固定功能工具到通用量子计算机的最终目标，将需要高质量，频繁重复一小部分核心操作，例如纠缠态的制备。这些任务非常适合通过协处理器或辅助指令集来实现，这在现代CPU中是常见的做法。在本文中，我们提出了两个典型的量子协处理器功能：GHZ态的生产，和最佳通用（非对称）量子克隆的实现。两者都是基于一个固定的哈密顿量的演变。我们介绍了一种新的技术，用于推导这些哈密顿参数的基础上的数值积分户田流。
2018-05-21 quant-ph
Von Neumann Quantum Processors
大多数现代经典处理器都支持所谓的冯·诺依曼架构，并带有程序和数据寄存器。在目前的工作中，重新审视类似的方法，量子处理器的模型。确定性可编程量子门阵列被认为是一个例子。它们在这里也被称为冯·诺依曼量子处理器，使用条件量子动力学。这样的设备在通用性方面存在一些问题，但是考虑到混合量子处理器，即，具有连续和离散量子变量的模型解决了这个问题。还讨论了这种量子处理器模型与更传统的方法的比较。
2003-11-27 quant-ph
Accelerated Quantum Monte Carlo with Probabilistic Computers
本文提出用专用数字处理器与无时钟模拟概率处理器加速标准QMC算法，在TFIM上验证最高5至6个数量级的潜在加速，并分析其相对CPU和D-Wave的标度性能。
2023-04-27 quant-ph
Realization of high-fidelity perfect entangler between remote superconducting quantum processors
本文利用同轴电缆驻波模式在30厘米距离的远程超导量子处理器间实现了CNOT和CZ高保真完美纠缠门，保真度分别达99.15%和98.04%，为大规模分布式量子计算奠定了基础。
2024-10-01 quant-ph
Universal Existence of Exact Quantum State Transmissions in Interacting Media
我们考虑一个精确的状态传输，其中在时间$t=0$的一个信息处理器A中的密度矩阵精确地等于在稍后的时间的另一个处理器B中的密度矩阵。我们证明了总是存在一个完整的正交状态集，可以用来执行精确的状态传输。我们的结果是非常普遍的意义上，它适用于任意媒体之间的两个处理器和任何时间间隔。我们说明我们的结果的自旋，费米和玻色子链模型。这个完备集可以作为研究理想状态转移的基础，理想状态转移与这个状态集的退化子空间有关。有趣的是，这种形式主义导致通过绝热通道的完美状态转移的建议，这不依赖于驱动哈密顿量的具体形式。
2009-03-12 quant-ph
Optimal probabilistic storage and retrieval of unitary channels
我们解决的问题的量子存储器存储的量子动力学。特别是，我们设计了一个最佳的协议，$N\to 1$概率存储和检索的酉信道的$d$维量子系统。如果我们只能访问未知的酉门$N$ -次，则其单次使用的完美检索的最佳成功概率是$N/(N-1+d^2)$。导出的存储器系统的大小指数地提高了概率可编程量子处理器所需的程序寄存器的大小的已知上限。我们的研究结果与概率性的参考系完全对准和概率性的基于端口的隐形传态密切相关。
2018-09-12 quant-ph
Arbitrary quantum circuits on a fully integrated two-qubit computation register for a trapped-ion quantum processor
本文在基于量子电荷耦合器件架构的囚禁离子处理器中，利用芯片集成微波寻址在 ^9Be^+ 双离子晶体上实现通用门集与任意双量子比特电路，并表征串扰和门性能。
2024-05-24 quant-ph
Realizing probabilistic identification and cloning of quantum states via universal quantum logic gates
可能的量子克隆和识别机器可以通过幺正还原过程构建[Duan和Guo，Phys.Rev.Lett. 80，4999（1998）]。在给定克隆（识别）概率的情况下，我们导出了酉演化的显式表示和相应的哈密顿量，实现了概率克隆（识别）。通过将幺正表示分解为泛量子逻辑运算，得到了逻辑网络。并讨论了网络的鲁棒性。我们的方法适用于$k$-partite系统，如量子计算机，并可推广到一般的状态相关克隆和识别。
2000-05-28 quant-ph
A universal programmable Gaussian Boson Sampler for drug discovery
本研究构建了通用可编程的时间片编码GBS光子量子处理器，实现32节点图团簇查找性能约为经典采样两倍，还成功用于分子对接与RNA折叠预测两种药物发现任务，推动GBS走向实际应用。
2024-03-07 quant-ph
Probabilistic implementation of universal Hadamard and Unitary gates
我们表明，Hadamard和酉门可以实现由一个单一的进化与测量从一组$A = {{| {Ψ_i} > ,| {\bar Ψ_i} >}}({i = 1,2})$选择的任何未知状态，当且仅当$| {Ψ_1} > ,| {Ψ_2} > ,| {\bar Ψ_1} > ,| {\bar Ψ_2} >$是线性独立的。我们还可以获得最佳的转换效率。
2004-09-02 quant-ph
Asymmetric two-output quantum processor in any dimension
我们提出了两种不同的非对称双输出概率量子处理器的实现，它可以实现一组受限的单量子比特操作。其中之一是通过将非对称远距克隆与量子门阵列相结合来构建的。我们分析了这个处理器的效率，通过评估所需的操作和处理器产生的一个之间的相似性，并表明两个输出状态是相同的最佳通用非对称泡利克隆机产生的。该方案只需要本地操作和经典通信，它们具有将两个输出状态直接发送到两个空间分离的接收器的优点，但它们的成功概率为1/2。我们进一步表明，我们可以执行相同的单量子比特操作的单位概率的成本使用非本地操作。最后我们将这两个方案推广到D级系统，发现局部方案以1/D的概率成功，而非局部广义方案总是成功。
2006-10-17 quant-ph
Generalized measurements via programmable quantum processor
我们证明了利用可编程量子处理器来控制量子比特广义测量中信息增益和扰动之间的权衡是可能的。这种通用量子机允许我们对输入量子点的初始状态进行广义测量，以构建此状态的Husimi函数。辅助系统作为量子信息分配器的程序寄存器，其初始状态控制量子信息分配器的增益和扰动之间的平衡。折衷保真度不依赖于量子点的初始状态。
2003-11-25 quant-ph
Infinite-Dimensional Programmable Quantum Processors
通用可编程量子处理器使用程序量子态将任意量子信道应用于输入状态。假设目标量子信道的输入和输出受到能量约束，我们将有限维可编程量子处理器的概念推广到无限维。通过证明减少和有限维处理器，我们得到的上限和下限所需的程序尺寸近似实现能量有限的量子信道。特别是，我们考虑高斯信道的实现。由于它们的实际相关性，我们调查规范协变高斯信道的资源需求。此外，我们给出了上界和下界的程序尺寸的处理器实现所有高斯酉通道。这些下限依赖于一个直接的信息理论的论点，根据推广从有限到无限维的某个复制引理酉。
2021-07-14 quant-ph
Error-disturbance uncertainty relations in a superconducting quantum processor
本文在NISQ超导量子处理器上通过顺序弱测量实验检验误差-扰动不确定性关系，发现Heisenberg EDR被违反而Ozawa和Branciard EDR在整个测量强度范围内均成立，验证了普适EDR在含噪量子处理器中的有效性。
2023-11-01 quant-ph
Near-deterministic creation of universal cluster states with probabilistic Bell measurements and 3-qubit resource states
我们开发了一个方案，用于产生一个通用的量子比特团簇状态使用概率贝尔测量，而不需要前馈或长时间的量子存储器。借用的想法，从渗流理论，我们数值表明，使用明确的贝尔测量，成功与75%的成功概率，可以建立一个集群状态与基础烧绿石几何形状，使具有一个跨越集群的概率在选定的方向接近一个无限的晶格尺寸的限制统一。在我们的协议中，生成普适状态所需的初始资源是3量子比特簇状态，这些状态在实验范围内，并且是基于贝尔测量的渗透提案的最小资源。由于单光子和多光子损失可以检测到贝尔测量，我们的协议提出了一个完全错误鲁棒性计划的前景。
2014-10-14 quant-ph
Fragmented imaginary-time evolution for early-stage quantum signal processors
本文提出将虚时演化分段并按顺序概率执行的新一代确定性高精度 QITE 算法，显著降低失败时浪费的电路深度，在辅助量子比特开销或运行时间上达到最优，并证明了虚时冷却速度极限。
2023-11-01 quant-ph
Universal control of a six-qubit quantum processor in silicon
未来能够解决相关问题的量子计算机将需要大量可以可靠运行的量子比特。然而，具有大量子位计数和以高保真度操作的要求通常是冲突的。半导体量子点中的自旋显示出长期的前景，但到目前为止，演示使用1到4个量子位，并且通常优化单量子位或双量子位操作或初始化和读出的保真度。在这里，我们增加了量子位的数量，同时实现了普遍操作，状态准备和测量的可观的并行性。我们设计，制造和操作一个六量子位处理器，专注于仔细的哈密顿工程，在一个高层次的抽象编程的量子线路和高效的背景校准，所有这些都是必不可少的，以实现这个扩展系统的高精度。状态准备将测量初始化和实时反馈与量子非破坏测量相结合。这些进展将允许测试越来越有意义的量子协议，并构成迈向大规模量子计算机的主要垫脚石。
2022-02-18 cond-mat.mes-hall quant-ph
Universal quantum processors in spin systems via robust local pulse sequences
该研究提出一种基于Walsh函数参数化外场局域寻址的协议，可将长程相互作用自旋系统的目标哈密顿量映射为鲁棒脉冲序列，实现通用量子模拟与计算，并通过多类示例完成数值验证。
2024-10-23 cond-mat.quant-gas quant-ph
Realization of Fredkin Gate by Three Transition Pulses in NMR Quantum Information Processor
三量子位条件交换门（Fredkin gate）是一种通用门，可用于创建任何逻辑电路，并且有许多直接用途。本文在丙氨酸溶液中实验实现了只有三个跃迁脉冲的Fredkin门。目前还没有用较少的脉冲实现Fredkin门的实验报道。此外，我们的方案结构简单，易于在实验中实现。
2002-04-19 quant-ph
Realization of Probabilistic Identification and Clone of Quantum-States II Multiparticles System
在给定先验概率的情况下，利用幺正表示方法，利用通用量子逻辑门实现了多粒子系统线性独立量子态的概率克隆和识别.我们的结果对分离态和纠缠态具有普适性。我们还提供了在给定$M$初始副本的条件下实现的每个状态。
1999-07-31 quant-ph
Realization of two-qutrit quantum algorithms on a programmable superconducting processor
使用量子三能级系统或量子位作为基本单元处理量子信息是当代基于量子位的架构的替代方案，具有提供显著计算优势的潜力。我们利用两个transmons的第三能量本征态演示了一个完全可编程的二quutrit量子处理器。我们开发了一个参数耦合器，以实现良好的连通性，在九维希尔伯特空间，使有效的实现两个qutrit门。我们通过实现几个算法，如Deutsch-Jozsa，Bernstein-Vazirani和Grover的搜索来描述我们的处理器。我们的高效无附属协议使我们能够表明，两个阶段的格罗弗的放大可以提高成功率的非结构化搜索与量子优势。我们的研究结果为使用transmons作为通用量子计算机的构建块来构建完全可编程的三元量子处理器铺平了道路。
2022-11-12 quant-ph
Quantum critical dynamics and emergent universality in decoherent digital quantum processors
Leibniz Universität Hannover（汉诺威莱布尼茨大学）；University of Illinois Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）；IBM Quantum, IBM T.J. Watson Research Center（IBM量子，IBM T.J.沃森研究中心）；MIT-IBM Watson AI Lab（MIT-IBM沃森人工智能实验室）
研究退相干如何影响非平衡量子临界动力学，揭示退相干在量子处理器中塑造普遍性行为的作用，通过数值模拟和实验证明退相干对临界行为的重塑。
2026-03-29 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph
Simulation of three-spin evolution under XX Hamiltonian on quantum processor of IBM-Quantum Experience
我们在IBM Quantum Experience的量子处理器上模拟了三节点自旋链的演化，采用了$XX$ -Hamilton的对角化，并将演化算符表示为CNOT操作和单量子比特旋转。我们研究了从第一个到第三个节点的单激发转移，并显示了状态转移概率的计算值和理论值之间的显着差异。然后，我们提出了一种方法，通过应用两个参数的转换，包括移动和规模的计算概率，减少这种差异。{我们证明了这种转换的普遍性内的类的三个节点的演化系统由$XX$ -哈密顿。
2021-09-30 quant-ph
Fault-Tolerant Code Switching Protocols for Near-Term Quantum Processors
针对二维和三维拓扑色编码均无法单独提供通用量子门集的问题，本研究基于标志量子比特构建了资源优化的确定性与非确定性码切换协议，可在现实条件下容错实现通用门集，推进近期容错量子计算发展。
2023-06-30 quant-ph
A low-loss, 24-mode laser-written universal photonic processor in a glass-based platform
本研究制备了首款飞秒激光直写的24模通用光子处理器，通过悬浮波导与微结构优化实现低损耗、低功耗运行，保真度达99.7%，为量子技术提供可扩展的集成光子平台。
2025-07-30 physics.app-ph physics.optics quant-ph
Universal quantum computing with qubits embedded in trapped-ion qudits
本文提出在囚禁离子量子比特（维度 d=3 至 8）中嵌入量子比特的量子电路编译方法，利用单量子比特操作和 Molmer-Sorensen 门实现单、双及多量子比特门，为扩展量子处理器提供新途径。
2024-07-01 quant-ph
Probabilistic Fault-Tolerant Universal Quantum Computation and Sampling Problems in Continuous Variables
连续变量（CV）器件是一个很有前途的平台，用于演示大规模量子信息协议。在这个框架中，我们定义了一个通用的量子计算模型的基础上CV硬件。它由真空输入状态，一组有限的门-包括非高斯元素-和零差检测。我们表明，该模型采用了足够的概率容错通用量子计算的编码。此外，我们表明，该模型可以适应产生采样问题，不能有效地模拟与经典的计算机，除非多项式层次崩溃。这使我们能够提供一个简单的范例，短期实验，以探测依赖于高斯态，零差检测和某种形式的非高斯演化的量子优势。最后，我们解决了最近推出的模型的瞬时量子计算在CV，并证明了硬度声明是强大的一些实验相关的简化定义的模型。
2018-11-07 quant-ph
Machine learning of high dimensional data on a noisy quantum processor
我们提出了一种量子核方法，使用谷歌的通用量子处理器Sycamore进行高维数据分析。该方法成功地应用于超新星分类的宇宙学基准使用真正的光谱特征，没有降维，没有消失的核元素。这个实验没有使用低维的合成数据集或使用经典的机器学习算法预处理数据以降低数据维度，而是证明了使用量子处理器可以使用真实的高维数据进行机器学习;但是在构建电路模拟器时，需要仔细注意拍摄统计和平均内核元素大小。我们的实验利用17个量子比特对67维数据进行分类-比之前最大的量子核实验显着更高的维度-导致分类准确性与无噪声模拟和可比的经典技术竞争。
2021-01-23 quant-ph
Thermal variational quantum simulation on a superconducting quantum processor
针对经典计算机求解量子多体系统有限温度性质难度大的问题，提出结合经典概率模型与5比特超导量子处理器的混合热变分量子模拟方法，可高保真制备相关模型量子态并精准计算热性质，具备可扩展性与自验证性，适用于近期含噪声中等规模量子设备。
2023-12-17 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech 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
Parallel Information Transfer in a Multi-Node Quantum Information Processor
描述了一种在分布式节点量子信息处理器的不同局部处理节点中耦合不相交量子比特的方法。通过将系统移动到相互作用框架中来获得节点之间的信息传输的有效通道，在该相互作用框架中，所有跨节点量子比特对经由每个节点的致动器元件之间的交换相互作用而有效地耦合。所有的控制都是通过致动器调制实现的，从而快速实现了一组通用的节点间量子门。该方法预计将是几乎独立的致动器退相干，并可能是不敏感的实验系统参数的变化，通过适当的控制序列的设计。我们显示，特别是，如何诱导的交叉节点耦合通道可用于交换完整的量子态的本地处理器并行。
2012-04-09 quant-ph
Probabilistic error cancellation for dynamic quantum circuits
本研究将概率误差抵消（PEC）技术从仅幺正量子电路拓展至含电路中间测量、经典控制Clifford操作的动态电路，扩展稀疏Pauli-Lindblad噪声模型并考虑超导处理器非局域测量串扰，实验验证了协议性能，为近期动态电路应用提供关键工具。
2023-12-15 quant-ph
Architectural scaling tradeoffs in modular 3D bosonic quantum processors
Fermi National Accelerator Laboratory（费米国家加速器实验室）；University of Chicago（芝加哥大学）；Rutgers University（罗格斯大学）
该研究针对模块化三维玻色量子处理器，对比三类架构的缩放权衡，建立系统评估框架，为相关硬件设计提供器件级参数依据。
2026-08-25 quant-ph
