量子元胞自动机简介
Introduction to Quantum Cellular Automata
摘要：
我们提供量子元胞自动机的介绍。
英文摘要：
We provide an introduction to Quantum Cellular Automata.
机构、总结、中文摘要均由AI分析而来，可能存在错误，请以论文正文为准。
继续探索
相关论文
量子退火系统中的元胞自动机
Cellular Automata on Quantum Annealing Systems
本文介绍了在量子退火系统（如D-Wave量子计算机）上实现双色元胞自动机的方法。我们表明，实现最近邻元胞自动机是可能的。我们提出了Wolfram的元胞自动机规则110的实现，该规则先前已被证明是通用的图灵机，作为适用于量子退火系统的QUBO。我们展示了反向传播的元胞自动机规则集，以确定所需的系统状态的初始细胞状态。我们展示了二维双色元胞自动机，如康威的生命游戏，可以表示为量子退火系统。
quant-ph
酉一维量子元胞自动机的代数研究
An algebraic study of unitary one dimensional quantum cellular automata
给出了线性量子元胞自动机，即一维量子元胞自动机的么正性的代数判据。我们得到这些都是通过直接的组合参数，并通过添加到模型中的限制，不改变量子元胞自动机的计算能力。我们所考虑的构形具有有限但无界的尺寸。
quant-ph
一维元胞自动机演化分析的量子算法
Quantum Algorithm of Evolutionary Analysis of 1D Cellular Automata
结果表明，不可逆的经典元胞自动机可以通过量子算法使用额外的辅助寄存器。提出了元胞自动机状态分析的算法。该算法是基于Grover算法的基本原理--求取搜索状态的幅值逆和求取平均值的逆的酉变换。通过量子Toffoli门可以实现对搜索态振幅的反转。
quant-ph
有噪声元胞自动机中的量子相干性
Quantum Coherence in Noisy Cellular Automata
量子元胞自动机是理解量子动力学的重要工具，这要归功于它们简单而有效的规则列表。在这里，我们明确调查如何建立和失去一致性的一维自动机的噪声的演变。我们的分析说明了酉和嘈杂的动态之间的相互作用，并考虑他们的行为在伪频域。
quant-ph
Clifford量子元胞自动机的结构
On the structure of Clifford quantum cellular automata
我们研究可逆量子元胞自动机的限制，这些也是克利福德操作。这意味着泡利算子（或离散Weyl算子）的张量积映射到泡利算子的张量积。因此，Clifford量子元胞自动机是由相空间中的辛元胞自动机诱导的。我们描述这些辛元胞自动机，并发现所有可能的本地规则必须是，一些全球性的转变，反射不变的起源。在一维情况下，我们还发现，每一个唯一确定的、在几何上不变的稳定子态都可以从一个乘积态通过一个Clifford元胞自动机时间步制备出来，从而刻画了这类稳定子态，并且我们证明了所有的一维Clifford量子元胞自动机都是由几个初等运算生成的.我们还表明，在周期性边界条件下，线性不变的稳定状态和线性不变的Clifford操作之间的对应关系成立。
quant-ph
双量子比特量子元胞自动机的定义与演化
Definition and evolution of quantum cellular automata with two qubits per cell
量子计算机实现的研究提出了细胞量子计算机架构。这些体系结构可以模拟量子元胞自动机的演化，从而可能模拟量子和经典物理系统和过程。然而，已知的是，除了平凡的情况下，每个细胞具有一个量子比特的一维均匀量子元胞自动机的幺正演化是不可能的。量子元胞自动机，每个细胞包括两个量子比特的定义和它们的演化研究使用量子计算机模拟器。演化是单一的，其线性表现为概率分布模式的周期性结构。
quant-ph
更多相关论文收起更多论文
量子游动与量子元胞自动机的关系
Relation between coined quantum walks and quantum cellular automata
受Patel等人最近工作的启发，本文阐明了量子游动和量子元胞自动机之间的联系。因此，他们的结果自然是从联系中得出的。
quant-ph
可逆量子元胞自动机
Reversible quantum cellular automata
我们将量子元胞自动机定义为具有离散时间动力学的无限量子晶格系统，使得时间步长与晶格平移互换并且具有严格有限的传播速度。与以前的定义相比，这使我们能够给出一个明确的特征的所有本地规则生成这样的自动机。同样的局部规则也产生周期性边界条件的自动机的全局时间步长。我们的主结构定理断言任何量子元胞自动机在结构上都是可逆的，即，它可以通过在广义Margolus分割方案中应用两个分块酉运算来获得。这意味着，与经典情况相反，最近邻量子元胞自动机的逆也是最近邻自动机。我们提出了几种量子元胞自动机的构造方法，基于幺正与它们的平移交换，基于（任意）可逆经典元胞自动机的量子化，基于量子线路，以及基于Clifford变换关于有限Weyl系统描述的单细胞。此外，我们指出如何量子随机游动可以被认为是特殊情况下的元胞自动机，即通过限制量子格子气自动机与本地粒子数守恒的单粒子部门。
quant-ph
Clifford量子元胞自动机的纠缠产生
Entanglement Generation of Clifford Quantum Cellular Automata
Clifford量子元胞自动机（CQCAs）是一种特殊的量子元胞自动机，它采用Clifford群操作进行时间演化。尽管它们是经典模拟的，但它们可以用作通用量子计算的基本构建块。这是由于与双折射不变稳定态及其纠缠特性的联系。我们将对CQCA作一个完整的介绍，并研究在CQCA作用下纠缠的产生。此外，我们将讨论有限的配置和应用的CQCA。
quant-ph
量子行走与可逆元胞自动机
Quantum Walks and Reversible Cellular Automata
本文研究了一维离散时间量子行走的可逆元胞自动机的分布性质和守恒量之间的联系。作为推论，我们给出了量子行走的详细信息。
quant-ph
量子元胞自动机
Quantum Cellular Automata
量子元胞自动机（QCA）的评论，包括早期和最近的建议。QCA是（经典）元胞自动机（CA），特别是可逆CA的推广。后者将在短期内进行审查。概述了早期尝试由不同的作者定义一维QCA。这些原来有严重的缺点，讨论以及。随后提出的各种建议，一些作者的一般定义的一维和更高的维QCA的审查和他们的属性，如普遍性和可逆性进行了讨论。
quant-ph
用于初等元胞自动机的量子电路
Quantum Circuits for Elementary Cellular Automata
该研究确定了22条可通过量子电路模拟的初等元胞自动机规则，且为每条规则设计了门数为O(N)的量子实现电路。
nlin.CGquant-ph
格点场论的量子元胞自动机
Quantum Cellular Automata from Lattice Field Theories
我们将格场论的方法应用于元胞自动机的量子化。本文利用路径积分和格点场论的算符形式，讨论了五类主要的元胞自动机：玻色子、费米子、超对称、自旋和量子点的量子化。我们表明，量子化的超对称元胞自动机是有关最近讨论的字符串位模型的索恩和伯格曼，并代表了一个链接的元胞自动机理论的基础物理。我们讨论了自旋和量子点元胞自动机在实验实现和量子计算中的重要性。以往的量子元胞自动机研究都是以波函数值作为元胞内容，离散化的线性狄拉克方程作为更新方程。我们表明，我们的方法量子化的费米子元胞自动机包括这种利用作为一个字段方程，并允许通过晶格场相互作用的非线性。
hep-thnlin.CGquant-ph
元胞自动机的规范不变性
Gauge-invariance in cellular automata
规范不变性是物理学中的一个基本概念，它为基本力提供了数学证明。在本文中，我们提供离散对应的主要规范理论的概念直接在元胞自动机。更准确地说，规范不变性和规范等价的元胞自动机的概念进行了形式化。一步一步的测量程序，以强制执行这种对称性后，一个给定的元胞自动机的开发，并检查规范不变的元胞自动机的三个例子。
cs.FLnlin.CGquant-ph
基于量子元胞自动机的量子行走
Quantum Walks via Quantum Cellular Automata
量子元胞自动机与经典的元细胞自动机一样，有望成为模拟复杂量子系统的重要工具。在这里，我们介绍了量子元胞自动机的分区模型，并展示了它如何可以模拟，与相同数量的资源（在有效希尔伯特空间维度方面），各种模型的量子行走。因此，量子游走模型中开发的所有算法都直接由量子元胞自动机继承。然而，后者的结构基于量子位之间的局部相互作用，因此它更适合于目前（和未来）的实验实现。
cond-mat.quant-gasnlin.CGphysics.comp-ph
一维非线性量子元胞自动机的么正性
Unitarity in one dimensional nonlinear quantum cellular automata
整体演化的么正性是离散时空中有限态模型的一个极其严格的条件。量子元胞自动机尤其受到严格的限制。在以前的工作中，我们证明了一个简单的No-go定理，排除了线性量子元胞自动机的非平凡的齐次演化。在这里，我们仔细定义了一般的量子元胞自动机，以调查的可能性，有非平凡的均匀幺正演化时的局部规则是非线性的。由于幺正整体跃迁振幅是由局部跃迁振幅的乘积构成的，因此无限晶格需要与周期晶格不同的处理方法。我们证明了这两种情况下的酉定理，表示等价的$1+1$尺寸的全球统一性和某些限制的本地规则，然后表明，这些限制可以解决各种多参数家庭的非线性量子元胞自动机。幺正性定理和无限情形下的满射性定理也暗示了一维元胞自动机的幺正性是可判定的。
comp-gashep-thnlin.CG
量子元胞自动机综述
An overview of Quantum Cellular Automata
量子元胞自动机由相同的有限维量子系统的阵列组成，通过迭代幺正算子G以离散时间步长演化。此外，全局演化G必须是因果的（它以有限的速度传播信息）和不变性（它在任何地方都是一样的）。量子元胞自动机为分布式量子计算提供了一种模型/架构。更一般地说，它们包含了大部分离散空间离散时间量子理论。我们给出了他们的理论的概述，特别侧重于结构的结果;可计算性和普适性的结果;和量子模拟的结果。
cs.DMhep-latmath-ph
