Universal Error Correction for Distributed Quantum Computing
针对分布式量子计算中拼接部分解易产生错误的问题，提出一种通用纠错方案，并将其应用于分布式相位估计算法，为分布式Shor算法等提供基础工具。
2025-08-21 quant-ph
Distributed computing quantum unitary evolution
本文提出基于Cannon算法的分布式计算方法，解决量子系统建模的维数灾难，在Tavis-Cummings模型上实现高维量子演化的高效模拟。.
2025-01-21 quant-ph
Performance and security of 5 GHz repetition rate polarization-based Quantum Key Distribution
我们提出并表征了一个5 GHz的时钟极化为基础的简化BB84协议的源。密钥以54.5 kbps的速率分布在151.5 km的标准电信光纤上。潜在地，实验的增加的时钟频率引入后续脉冲之间的相关性。我们讨论了这些相关性的影响，并提出测量估计相关参数。
2020-07-30 quant-ph
High photon-loss threshold quantum computing using GHZ-state measurements
本文提出基于恒定规模纠缠资源态上 GHZ 基投影测量的容错线性光学架构，通过编码 GHZ 态测量抑制光子损耗与概率性错误，仿真显示其单光子损耗阈值优于现有编码双量子比特融合测量架构，为光子容错量子计算提供了资源高效路径。
2023-08-08 math-ph math.MP quant-ph
An introduction to one-way quantum computing in distributed architectures
这篇综述对分布式架构中的单向量子计算进行了简单的介绍。单向量子计算作为分布式系统的计算模型，特别是那些依赖于概率纠缠操作的体系结构，显示出显着的承诺。我们回顾了单向量子计算的理论基础，并讨论了在分布式体系结构中利用单向模型的实际问题。
2009-09-09 quant-ph
Quantum advantage and noise reduction in distributed quantum computing
分布式量子计算由于较浅的电路可以提供实质性的噪声降低。最后通过实验说明了Grover搜索的优势。这激发了对Simon和Deutsch-Jozsa算法的分布式版本的量子优势的研究。我们证明了分布式Simon算法保持了指数优势，但复杂度从O（n）恶化到O（n^2），其中n = log 2（N）。分布式Deutsch-Jozsa恶化为概率性的，但保留了经典随机采样的量子优势。
2021-08-19 quant-ph
Distributed Quantum Computing: Applications and Challenges
本文从应用层面综述分布式量子计算，探讨其通过连接多台量子计算机实现扩展的用例与实施考量，旨在推动该领域发展并促进未来真实分布式量子系统的实现。
2024-10-01 quant-ph
Simulating Circuit Layout for Distributed Quantum Computing
George Mason University（乔治梅森大学）；Florida Atlantic University（佛罗里达大西洋大学）
本文提出了一种用于分布式量子计算的电路布局模拟工具，通过分而治之的方法实现电路的编译和组装。
2025-12-24 quant-ph
Controlled Secure Direct Communication by Using GHZ Entangled State
利用Greenberger-Horne-Zeilinger（GHZ）纠缠态，通过交换量子纠缠和局域幺正操作，提出了一种可控安全的直接通信协议.由于在纠缠态成功分发后，消息仅通过本地操作和公共信道传输，因此该协议可以保护通信免受破坏旅行量子比特类型的攻击。该方案也可以推广到多方控制系统。
2006-01-21 quant-ph
Distributed quantum computing: A distributed Shor algorithm
我们提出了一个分布式量子网络模型上的Shor的量子因子分解算法的分布式实现。该模型为小容量量子计算机提供了一种方法，可以模拟大容量量子计算机。在本文中，纠缠被用来作为一个资源，实现两个或多个量子计算机之间的非局域操作。这些非局部操作用于实现具有多项式多个门的分布式因式分解电路。Shor算法的这种分布式版本需要额外的O（（log N）^2）通信复杂度的开销，其中N表示要分解的整数。
2004-03-23 quant-ph
Distributed quantum algorithm for Simon's problem
受现有物理器件的限制，量子线路通常存在噪声，难以深入设计。分布式量子计算的新型计算架构有望降低量子线路的噪声和深度。本文研究了分布式场景下的Simon问题，并设计了一种分布式量子算法来解决该问题。我们提出的算法与经典的分布式计算相比具有指数加速的优势，与之前提出的最佳分布式量子算法相比具有平方加速的优势。特别地，以前求解Simon问题的分布式量子算法不能推广到{ \it 2个计算节点}以上的情况（即2个子问题），而我们的分布式量子算法可以推广到{ \it多个计算节点}的情况（即多个子问题）.
2022-05-06 quant-ph
Can quantum mechanics help distributed computing?
我们提出了一个简短的调查结果，量子信息处理是有用的，以解决分布式计算任务。我们描述的问题是不可能解决的经典资源，但成为可行的帮助下，量子力学。我们还给出了使用量子信息显著减少通信需求的例子。调查的主要重点是通信的复杂性，但我们也解决其他分布式任务。
2009-11-30 quant-ph
Absolutely Secure Distributed Superdense Coding: Entanglement Requirement for Optimality
超密集编码利用纠缠作为一种资源，通过量子信道安全地传递经典信息。当超密集编码的容量达到Holevo界时，超密集编码是最优的。我们表明，最优性，最大的纠缠是一个必要的跨越的bipartition的爱丽丝和鲍勃，但既不需要绝对的，也不需要真正的多体纠缠。与以前的方案，它可以传输偶数或奇数位的信息，我们已经证明了一个广义的密集编码协议使用真正的多体纠缠GHZ态发送任意的信息位。GHZ态以不同Pauli算子的本征基表示，具有唯一的奇偶校验模式，这使得我们能够制定一种安全检查技术来确保协议的绝对安全性.我们表明，这种方法同样适用于一个场景中，资源信息分布在空间上分离的各方。最后，通过优化发送给Bob的量子比特数，我们构造了一种分布式的密集编码方法，完全描述了多对一方之间的绝对安全的单向量子通信。
2021-11-01 quant-ph
Photonic source of heralded GHZ states
本文实验演示了基于固态量子发射器和偏振干涉仪的三光子可预报GHZ态，保真度达0.7278±0.0106，为可扩展光子量子计算提供了关键构建模块。
2025-07-20 quant-ph
A quantum walk control plane for distributed quantum computing in quantum networks
量子网络是量子处理器之间通过量子信道相互作用而形成的复杂系统。类似于经典计算机网络，量子网络允许量子计算在量子计算机之间分布。在这项工作中，我们描述了一个量子行走协议，在量子网络中进行分布式量子计算。该协议使用量子行走作为量子控制信号来执行分布式量子操作。我们考虑离散时间创造的量子行走模型的推广，该模型考虑了网络图中的量子行走系统与网络节点内的量子寄存器之间的相互作用。该协议在逻辑上实现了分布式量子计算，抽象了硬件实现和量子信息的信道传输。控制信号传输被映射到网络上的步行系统的传播，而控制层和量子寄存器之间的交互被嵌入到硬币运算符的应用程序中。我们演示了如何使用量子步行系统来执行分布式CNOT操作，这表明了分布式量子计算协议的通用性。此外，我们将该协议应用于量子网络中的纠缠分发任务。
2021-11-05 quant-ph
Entangling superconducting qubits in a multi-cavity system
腔量子电动力学的重要任务是产生和控制分布在不同腔中的空间分离粒子的量子态。在这方面，一个有趣的问题是如何制备位于不同腔中的粒子之间的纠缠，这对于大规模量子信息处理是重要的。在这里，我们考虑一个多腔系统，其中腔耦合到一个超导（SC）量子比特，每个腔主机许多SC量子比特。我们发现，所有的腔内SC量子比特加上耦合器SC量子比特可以在纠缠Greenberger-Horne-Zeilinger（GHZ）态制备，通过使用一个单一的操作，而不需要测量。在不激发腔模的情况下产生GHZ态，从而大大抑制了由腔-光子衰减引起的退相干和不需要的腔间串扰对操作的影响。我们还介绍了两种简单的方法来纠缠腔内SC量子比特在GHZ态。作为一个例子，我们的数值模拟表明，它是可行的，与当前的电路QED技术，制备高保真GHZ态，多达9个SC量子比特通过使用SC量子比特分布在两个腔。该提议原则上可以用于实现分布在多个腔中的{ \it任意数量}的SC量子比特的GHZ状态。该提议是相当普遍的，可以应用于广泛的物理系统，腔内量子位是原子、NV中心、量子点或各种SC量子位。
2016-02-24 quant-ph
dqc_simulator: an easy-to-use distributed quantum computing simulator
Heriot-Watt University（赫瑞-瓦特大学）
本文提出dqc_simulator，一个Python编写的新型模拟工具，自动化了分布式量子计算模拟的关键步骤，便于创建可靠的全栈测试和基准。
2026-10-08 quant-ph
Distributed Quantum Computing Based on Fixed-point Quantum Search
School of Computer Science and Engineering, Sun Yat-sen University（中山大学计算机科学与工程学院）；The Guangdong Key Laboratory of Information Security Technology, Sun Yat-sen University（中山大学信息安全技术广东省重点实验室）
本文研究分布式量子计算与定点量子搜索的结合，发现布尔函数与其子函数的内在关系，提出基于定点搜索的分布式量子幅度放大算法，构建通用模型，该算法具抗噪性等优势。
2026-09-01 quant-ph
Universal distributed quantum computing on superconducting qutrits with dark photons
本文提出了一种一步确定性地在通过超导传输线连接的不同谐振器上耦合的远程传输量子上构造受控相位门的方案，用于通用的分布式量子计算.与以前在远程超导量子比特上的工作不同，本发明的门是通过在暗光子的辅助下在全谐振状态下整个系统的相干演化来实现的，以抵抗传输线损耗，这使得复杂的长传输线设计成为可能，以连接大量的电路QED。传输线的长度可以达到几米的规模，这使得我们的方案适用于大规模分布式量子计算。这个门是一个快速的量子纠缠操作，保真度约为99%。与其他量子系统中分布式量子计算的工作相比，在全共振状态下，本方案不需要经典脉冲和辅助量子比特，大大降低了实现的难度。
2018-09-01 quant-ph
Unitary Noise and the Mermin-GHZ Game
通信复杂性是经典计算机科学的一个领域，它研究解决各种分布式计算问题需要多少通信。量子信息处理可用于减少执行某些分布式问题所需的通信量。当伪心灵感应能够完全消除沟通的需要时，我们就称之为伪心灵感应。由于在伪心灵感应游戏中很难完美地实现量子获胜策略，因此即使量子玩家使用获胜策略，他们也几乎肯定会犯错误。在引入伪心灵感应游戏的模型后，我们研究了错误地执行么正变换对Mermin-GHZ游戏的量子获胜策略的影响。我们还讨论了幺正噪声有多强才能使量子参与者比经典参与者更好的问题。
2010-06-08 cs.CC 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
Atomicity in Distributed Quantum Computing
本文发起对分布式量子计算中原子性的研究，建立非原子分布式量子系统形式化模型，基于Dijkstra-Lamport条件定义系统与可观测动力学，并证明局部动作在可观测动力学层面可视为原子。
2024-04-29 cs.DC quant-ph
Quantum Internet: from Communication to Distributed Computing!
在这篇邀请论文中，作者讨论了通过量子互联网互连量子计算机可实现的指数计算加速。他们还确定了量子互联网设计和部署的关键未来研究挑战和开放问题。
2018-05-11 cs.NI quant-ph
Towards a Distributed Quantum Computing Ecosystem
量子互联网通过在远程量子节点之间实现量子通信，是一种能够支持经典世界中没有直接对应物的功能的网络。事实上，通过量子互联网提供的网络和通信功能，远程量子设备可以通过采用分布式计算方法进行通信和合作，以解决具有挑战性的计算任务。本文的目的是为读者提供一个关于分布式量子计算生态系统的设计所带来的主要挑战和开放性问题的概述。为此，我们提供了一个调查，自下而上的方法，从通信工程的角度来看。我们首先介绍量子互联网作为分布式量子计算生态系统的基本基础设施。然后，我们进一步阐述分布式量子计算生态系统的高级系统抽象。这种抽象是通过一组逻辑层来描述的。因此，我们澄清了上述层之间的依赖关系，同时，出现了路线图。
2020-03-28 cs.NI quant-ph
Quantum Advantage for the LOCAL Model in Distributed Computing
在（无故障同步）分布式计算中考虑了两个中心模型：CONGEST模型，其中通信信道具有有限的带宽，以及CONGEST模型，其中通信信道具有无限的带宽。最近，Le Gall和Magniez（PODC 2018）在CONGEST模型中展示了量子分布式计算相对于经典分布式计算的优越性。在这项工作中，我们展示了量子分布式计算的优势，在量子模型：我们展示了一个计算任务，可以解决在一个恒定的轮数的量子设置，但需要$Ω(n)$轮在经典的设置，其中$n$表示的网络的大小。
2018-10-25 cs.CC cs.DC quant-ph
Compiler Design for Distributed Quantum Computing
在分布式量子计算架构中，利用量子互联网提供的网络和通信功能，远程量子处理单元（QPU）可以通信和协作，以执行单个NISQ设备无法自行处理的计算任务。为此，分布式量子计算需要新一代的量子编译器，用于将任何量子算法映射到任何分布式量子计算架构。从这个角度来看，在本文中，我们首先讨论了分布式量子计算的编译器设计所面临的主要挑战。然后，我们解析地推导了分布式量子计算中量子编译开销的上界。推导出的界限占的开销引起的底层计算架构，以及次优量子编译器引起的额外开销-明确设计通过该文件，以实现三个关键功能，即，通用，高效和有效。最后，我们验证了分析结果，我们确认编译器设计的有效性，通过广泛的性能分析。
2020-12-17 cs.DC cs.NI quant-ph
Robust cryogenic matched low-pass coaxial filters for quantum computing applications
电磁噪声是影响超导量子比特相干性的重要外部因素之一。匹配同轴滤波器可以有效地抑制微波和红外光子对超导量子线路的影响。在这里，我们报告的匹配低通同轴滤波器的设计和制造路线的噪声敏感测量在毫开尔文温度。实现了具有设计的线性吸收（-1dB/GHz）和在高达20 GHz下小于-20 dB的超低反射损耗的鲁棒传输系数。我们提出了一个数学模型，用于评估和预测过滤器的传输参数取决于它们的尺寸。在两个不同长度的过滤器原型上进行了实验验证，其中Cu粉末和Stycast商业树脂的化合物表现出出色的匹配性。所提出的设计和组装路线是通用的各种化合物，并提供高重复性的几何和微波特性。最后，我们展示了三个滤波器几乎相等的反射和传输特性的范围从0到20 GHz，这是相当有用的控制多通道超导量子线路。
2022-10-27 physics.app-ph quant-ph
Scalable low-latency entanglement distribution for distributed quantum computing
Cisco Quantum Labs（思科量子实验室）；University of Rochester（罗切斯特大学）；Joint Quantum Institute, University of Maryland/NIST（马里兰大学/美国国家标准与技术研究院联合量子研究所）；The Institute of Optics, University of Rochester（罗切斯特大学光学研究所）；University of Ottawa（渥太华大学）
本文提出了一种基于可重构量子接口和波长选择开关的量子网络架构，实现了高达183.4 MHz的纠缠生成速率，支持低延迟、高保真度的分布式量子计算。
2025-12-18 physics.optics quant-ph
Modeling Quantum Links for the Exploration of Distributed Quantum Computing Systems
针对分布式量子计算系统的设计需求，本文综述基于微波光子量子态分发的通信原语协议与链路模型，并提出可扩展仿真框架。
2025-05-13 physics.comp-ph quant-ph
Bipartitioning of Graph States for Distributed Measurement-Based Quantum Computing
SINTEF Digital（SINTEF数字研究所）；Fraunhofer Institute for Computer Graphics Research IGD（弗劳恩霍夫计算机图形研究IGD研究所）；Technical University of Darmstadt（达姆施塔特工业大学）；NTT DATA（NTT数据公司）
本文提出一种基于模拟退火的算法，用于优化分布式测量式量子计算中的量子比特分配，以减少节点间纠缠。
2026-01-09 math.OC quant-ph
Quantum Algorithms and Simulation for Parallel and Distributed Quantum Computing
构建大规模量子计算机的一种可行方法是将小规模量子计算机与量子网络互连，以创建更大的分布式量子计算机。当为这种分布式量子计算机设计量子算法时，可以利用系统中固有的附加并行化和分布能力。分布式量子计算需要克服的另一个困难是，需要一个复杂的控制系统来协调各种组件。在这项工作中，我们旨在解决这些问题。我们明确定义了量子算法的分布式意味着什么，然后提出了各种符合定义的量子算法。我们讨论了潜在的好处，并提出了一个高层次的计划控制系统。有了这个，我们提出了我们的软件框架称为Interlin-q，一个模拟平台，旨在简化设计和验证并行和分布式量子算法。我们通过使用Interlin-q实现一些讨论过的算法来演示Interlin-q，并规划将Interlin-q开发成分布式量子计算机控制系统的未来步骤。
2022-04-07 cs.DC quant-ph
Resource Allocation in Quantum Networks for Distributed Quantum Computing
近年来，量子计算技术的发展一直在稳步推进，目前的趋势表明，它将在不久的将来大规模用于商业目的。加速可以通过汇集计算基础设施来提高，以并行化算法执行或解决单个量子计算机上不可行的更大实例，这需要底层量子互联网：量子计算机通过量子链路和中继器互连以交换纠缠的量子比特。然而，到目前为止，量子互联网的研究一直集中在提供点对点流，这是适合（例如）量子传感和计量学，但不用于分布式量子计算。在本文中，在量子计算和网络的基础知识之后，我们从量子网络供应的角度研究了分布式节点上智能计算的需求和目标。然后，我们设计了一个资源分配策略，通过一个全面的模拟活动，其结果突出的关键功能和性能问题进行评估，并导致在这个方向上进一步调查的方式。
2022-05-10 cs.NI quant-ph
Network-Based Quantum Computing: an efficient design framework for many-small-node distributed fault-tolerant quantum computing
The University of Tokyo（东京大学）；NTT Computer and Data Science Laboratories, NTT Inc.（NTT计算机与数据科学实验室）；Center for Quantum Computing, RIKEN（理化学研究所量子计算中心）
本文提出基于网络的量子计算框架，通过多小节点实现高效分布式容错量子计算，提升执行效率和节点利用效率。
2026-01-14 cs.DC quant-ph
Optimizing Compilation for Distributed Quantum Computing via Clustering and Annealing
University of Pittsburgh（匹兹堡大学）；University of California, Santa Cruz（加州大学圣克鲁斯分校）
本文提出通过聚类和退火优化分布式量子计算编译，有效降低目标值，提升异构量子系统的映射效率。
2025-08-21 cs.DC quant-ph
Towards Distributed Quantum Computing by Qubit and Gate Graph Partitioning Techniques
针对分布式量子计算中纠缠生成与纯化的时间内存开销权衡问题，提出两种基于图表示的量子电路划分方法，通过METIS算法划分并经SeQUeNCe模拟器验证，发现最优划分技术取决于具体电路。
2023-10-05 cs.ET quant-ph
DQC$^2$O: Distributed Quantum Computing for Collaborative Optimization in Future Networks
凭借高速并行处理的优势，量子计算机可以高效解决未来网络中的大规模复杂优化问题。然而，由于量子比特保真度和量子信道噪声的不确定性，依赖于量子纠缠网络的分布式量子计算在跨量子计算机交换信息方面面临着许多挑战。在本文中，我们提出了一种自适应分布式量子计算方法来管理量子计算机和量子通道，以解决未来网络中的优化任务。首先，我们描述了量子计算的基本原理及其在量子网络中的分布式概念。其次，针对协同优化任务未来需求的不确定性和量子网络的不稳定性，提出了一种基于随机规划的量子资源分配方案，以最小化量子资源消耗。最后，基于所提出的方法，我们讨论了未来网络中协同优化的潜在应用，例如智能电网管理，物联网合作和无人机轨迹规划。还强调了可能导致未来分布式量子计算框架的设计和实现的有前途的研究方向。
2022-09-16 cs.DC cs.GT quant-ph
Distributed Quantum Advantage for Local Problems
本文提出首个仅用局部约束定义的迭代GHZ问题，证明经典LOCAL算法需Ω(Δ)轮而量子LOCAL仅需1轮，实现超常数分离，并引入新技术扩展轮消除方法。
2024-11-05 cs.CC cs.DC quant-ph
Parallel QEC Decoding Applied to Distributed Quantum Computing
University of Parma（帕尔马大学）
研究针对分布式量子计算提出并行QEC解码新方法，核心是用奇异值分解预处理信念传播所得错误向量，经复杂度、准确性和可扩展性评估，为分布式量子计算的QEC解码提供了新途径。
2026-07-10 cs.DC cs.PF quant-ph
Low-pass filter with ultra-wide stopband for quantum computing applications
本研究提出一种基于泄漏同轴波导的超宽阻带低通滤波器，通过结构设计消除寄生泄漏路径实现高频宽阻带，原型测试性能优异，可满足超导量子计算的抗辐射需求。
2022-05-08 cond-mat.supr-con cs.SY eess.SY
Quantum Entanglement with Self-stabilizing Token Ring for Fault-tolerant Distributed Quantum Computing System
基于自稳定令牌环算法，构造了n个量子比特的量子纠缠态。纠缠态可以应用于量子网络、量子互联网、分布式量子计算、量子云等领域。据我们所知，这是第一次尝试构建基于自稳定算法的量子纠缠。通过基于IBM Quantum Experience平台的量子线路实现，证明了该结构确实可以实现特定的n量子比特纠缠态，进而可以在量子网络或量子互联网中循环令牌，构建分布式量子计算系统（DQCS）。所建立的DQCS是容错的，在这个意义上，它可以容忍瞬态故障，如偶尔错误的纠缠量子态。
2022-09-23 cs.DC cs.ET quant-ph
Acceptor-based silicon quantum computing
提出了一种量子比特间偶极耦合的固态量子计算机。量子比特由硅中孤立受体的低位态形成。该系统具有基于自旋的固态系统所固有的可扩展性，但量子位之间的空间分离要大一个数量级。尽管强偶极量子比特间耦合，退相干率，测量电偶极回波在1.5 GHz的能量分裂，在低温下小于1 kHz。对于100 nm的受体间距离和适度的微波场振幅（50 V/cm），量子计算机的时钟频率为0.1 GHz，其产生105的品质因数。本文描述了量子计算机的检测和操作的想法，并研究了噪声源带来的限制。
2003-09-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Distributed Quantum Computing and Network Control for Accelerated VQE
本文研究 AVQE 算法在任意规模分布式量子计算机上的部署，提出量子比特分配与分布式电路生成方法，并设计支持集中式和去中心化网络控制的量子控制系统架构。
2021-01-07 cs.SY eess.SY quant-ph
Distributed quantum computing with black-box subroutines
本文提出一种容纳任意未知子程序的分布式量子计算通用协议，基于不经意量子隐形传态与控制等技术规避量子不可行定理，并可在现有量子计算平台上物理实现，为未来高级量子算法与协议奠定基础。
2025-08-15 cs.AR cs.DC quant-ph
Distributed Quantum Computing with QMPI
量子计算机的实际应用需要数百万个物理量子位，单个量子处理器要达到这样的量子位数将是一个挑战。因此，在分布式环境中研究量子算法的资源需求是及时的，其中多个量子处理器通过相干网络互连。我们引入了消息传递接口（MPI）的扩展，以实现分布式量子算法的高性能实现。反过来，这些实现可以用于测试、调试和资源估计。除了量子MPI的原型实现，我们提出了一个分布式量子计算的性能模型，SENDQ。该模型的灵感来自经典的LogP模型，使得它在分布式量子计算机编程时能够为算法决策提供信息。具体来说，我们考虑了两个量子算法的物理和化学问题的几个优化，我们详细介绍了它们对SENDQ模型性能的影响。
2021-05-03 cs.DC cs.ET quant-ph
Distributed Quantum Computing for Chemical Applications
University of Toronto（多伦多大学）
本文综述分布式量子计算（DQC）的基本概念，探讨其通过多设备协同降低噪声与电路深度的思路，并分析其在化学领域及NISQ设备上实现量子优势的潜力。
2024-08-09 cs.SY eess.SY physics.chem-ph
