Advancing Quantum Computing with Formal Methods
本教程面向形式化方法社区，介绍量子电路及其组合爆炸难题，并展示加权模型计数（#SAT）在量子电路分析中的应用，旨在激励社区以形式化方法推进量子计算发展。
2024-07-16 quant-ph
The superconducting circuit companion -- an introduction with worked examples
本教程面向物理背景入门者，系统讲解超导量子比特电路分析方法，从电路图到量子化哈密顿量，附单/多量子比特实例，还补充高阶电路设计技术。
2023-11-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
An Introduction to the Quantum Approximate Optimization Algorithm
German Aerospace Center (DLR)（德国航空航天中心）
本教程介绍量子近似优化算法（QAOA）及其在二次和多项式无约束二进制优化问题中的应用，涵盖算法原理、实现方法及性能分析。
2025-11-23 quant-ph
One-way Quantum Computation - a tutorial introduction
在本书的这一章中，我们提供了一个单向量子计算的教程介绍，以及许多可以用来理解它的技术。所描述的技术包括稳定器形式主义和逻辑海森堡图像。我们强调的方式，它是有用的理解单向计算超越简单的等价与量子线路模型。我们简要回顾了目前的实施方案和实验进展，并总结了一些最近的相关理论发展。虽然这一章主要是说教的重点，我们包括一些新的方法和意见。其中包括：一个更简单和更紧凑的制定单向量子计算的稳定形式主义;一种新的方式实现酉对角线的计算基础;新的结果，家庭的操作，可以实现在一个单一的回合的测量;一种方法，用于建设紧凑的单向模式分解酉的对角酉和克利福德群变换。
2006-10-03 quant-ph
Digital Simulation of Single Qubit Markovian Open Quantum Systems: A Tutorial
本教程整合单量子比特马尔可夫开放量子系统模拟方法，改进现有数字模拟算法，以量子分叉替代经典随机采样并减少 C-NOT 门需求。
2023-04-26 quant-ph
Shor's Algorithm for Factoring Large Integers
这项工作是一个教程肖尔的因式分解算法通过一个工作的例子。回顾了量子力学和量子线路的一些基本概念。它的目的是为非专业人士有本科线性代数的基础知识。
2003-03-29 quant-ph
Engineering dissipation with resistive elements in circuit quantum electrodynamics
耗散工程的重要性范围从通用量子计算到非平衡量子热力学。近年来，越来越多的理论和实验研究表明，这一主题与电路量子电动力学的相关性，电路量子电动力学是量子计算机竞赛的主要平台之一。本文讨论了如何通过在超导量子比特网络中插入电阻元件来模拟热浴。除了从教学角度回顾电阻作为具有Johnson-Nyquist噪声的热浴的唯象和微观模型外，本文还介绍了弱耦合极限的一些新结果，表明开放量子系统的最常见的例子可以通过电容耦合的超导量子比特和电阻来模拟。该手稿的目的，写在脑海中的广大观众，是一个指导性的教程，如何推导和表征一般耗散超导电路与电容耦合的哈密顿量，并审查最相关和专题的理论和实验工作集中在电阻元件和耗散工程。
2021-10-22 quant-ph
The Electronic Structure of the Hydrogen Molecule: A Tutorial Exercise in Classical and Quantum Computation
本文以氢分子为教学案例，串联经典 Hartree–Fock 分子积分计算与基于二次量子化、量子比特映射及 QPE 的 Trotterization、qubitization 量子算法。
2025-07-10 physics.chem-ph quant-ph
Quantum computational displacement sensing
Cornell University（康奈尔大学）；NTT Research, Inc.（日本电报电话研究院）；HRL Laboratories（HRL实验室）；Yale University（耶鲁大学）
本文提出利用量子计算进行位移传感，通过超导电路中的量子比特与振荡器耦合，实现二分类任务的位移预测，实验表明量子计算可提升分类精度。
2026-08-19 quant-ph
Entanglement of a pair of quantum emitters via continuous fluorescence measurements: a tutorial
我们讨论了在两个远程量子比特之间产生量子纠缠的测量协议的最新发展，重点是联合连续检测它们的自发发射的理论。我们考虑一个设备的几何形状类似于著名的贝尔状态测量中使用的，我们使用一个概念上透明的随机量子轨迹模型进行分析，我们用这个来审查光电探测，最简单的情况下，然后推广到零差和外差探测的扩散轨迹。这种正交测量方案是现有电路QED实验的现实的两量子比特扩展，其通过零差或外差超导量子比特的自发发射来获得量子轨迹，或者是现有光学测量方案的适应以获得来自发射器的跳跃轨迹。我们提到的关键结果，从一个单一的理论框架内，并绘制连接到更广泛的文献中的概念纠缠产生的测量（如路径信息擦除和纠缠交换）。在我们讨论的零差探测方案下，光子的路径信息获取以及因此的两量子比特纠缠产率是可调的，最多产生与可比光电探测情况下等效的平均纠缠动力学。除了推导出这种已知的等价性，我们扩展了过去的分析，在我们的测量动力学的表征：我们包括联合零差测量动力学下的贝尔状态的最快可能的演变的界限的推导，并表征可能使用低效（有损）测量的最大纠缠产量。
2021-08-17 quant-ph
Quantum Neural Network Classifiers: A Tutorial
Tsinghua University（清华大学）；Shanghai Qi Zhi Institute（上海期智研究院）
机器学习在过去十年中取得了巨大的成功，应用范围从人脸识别到自然语言处理。与此同时，量子计算领域取得了快速进展，包括开发强大的量子算法和先进的量子器件。机器学习和量子物理学之间的相互作用具有将实际应用带到现代社会的有趣潜力。在这里，我们专注于参数化量子线路形式的量子神经网络。我们将主要讨论用于监督学习任务的量子神经网络的不同结构和编码策略，并利用Julia语言编写的量子模拟包Yao.jl对其性能进行基准测试。这些代码是高效的，旨在为科学工作的初学者提供方便，例如开发强大的变分量子学习模型和辅助相应的实验演示。
2022-07-12 cond-mat.dis-nn cs.AI cs.LG
Scrambling Dynamics and Out-of-Time Ordered Correlators in Quantum Many-Body Systems: a Tutorial
本文系统讲解量子多体系统中的信息置乱，给出基于 OTOC 的量化框架，并结合玩具模型、数值方法与量子模拟实验方案进行综述。
2023-05-11 cond-mat.str-el hep-th quant-ph
Lecture Notes on Replica Tensor Networks for Random Quantum Circuits
Institut für Theoretische Physik, Universität zu Köln（科隆大学理论物理研究所）
本文介绍了利用复制张量网络技术分析随机量子电路的方法，通过张量收缩计算平均可观测量，并展示了其在清洁和噪声电路中的应用，还介绍了相关工具库。
2026-05-11 cond-mat.stat-mech quant-ph
Solving Linear Systems of Equations with the Quantum HHL Algorithm: A Tutorial on the Physical and Mathematical Foundations for Undergraduate Students
Latin America Quantum Computing Center, SENAI CIMATEC（拉丁美洲量子计算中心，SENAI CIMATEC）；QuIIN - Quantum Industrial Innovation, Centro de Competência Embrapii Cimatec. SENAI CIMATEC（QuIIN - 量子工业创新中心，Embrapii Cimatec能力中心。SENAI CIMATEC）；Centro de Ciências Exatas e das Tecnologias, Universidade Federal do Oeste da Bahia - Campus Reitor Edgard Santos（理学院与技术学院，巴伊亚联邦大学雷托尔·埃德加多·桑托斯校区）
本文为本科生提供量子HHL算法的教程，涵盖其物理与数学基础，通过示例展示算法实现并分析其性能与局限性。
2026-02-08 physics.ed-ph quant-ph
Visualizing Quantum Circuit Probability -- estimating computational action for quantum program synthesis
本研究将算法概率应用于布尔与量子组合逻辑电路，定义了计算电路模型中的状态概率，并在时空受限设定下枚举和可视化经典与量子门集的可达性与可表达性，探讨其在几何量子机器学习、量子算法合成及量子AGI中的潜在应用。
2023-04-05 cs.CC cs.IT math.IT
Five Starter Problems: Solving Quadratic Unconstrained Binary Optimization Models on Quantum Computers
本教程面向学生与行业从业者，介绍在IBM门电路架构与D-Wave量子退火机两类现有量子设备及模拟器上求解QUBO模型的方法，含实例、算法基础与实现指南，是量子求解复杂QUBO的入门资源。
2025-06-17 math.OC quant-ph
A Tutorial on Quantum Amplitude Embedding with Data Re-Uploading
Korea University（韩国大学）
本教程阐释数据重上传对量子幅度嵌入模型的增益，证明每次重上传可提升多项式阶数，模拟显示其能显著提升测试决定系数，且需根据任务阶数匹配重上传次数。
2026-10-14 cs.AI cs.LG quant-ph
QCLAB: A Matlab Toolbox for Quantum Computing
本文介绍了用于构建和模拟量子电路的面向对象 MATLAB 工具箱 QCLAB 及其 GPU 加速的 C++ 补充包 QCLAB++，二者结合平衡了脚本简易性与计算能力，为量子算法的原型设计与测试提供了可靠平台。
2025-03-04 cs.MS quant-ph
