Probabilistic Metrology Attains Macroscopic Cloning of Quantum Clocks
最近的研究表明，基于后选择的概率协议提高了相位估计和量子时钟复制的性能。在这里，我们证明，在这两个任务的改进完全匹配的克隆数量增长到无穷大的宏观限制，保持渐近克隆和估计的成功概率的任意值之间的等价性。值得注意的是，克隆保真度关键取决于时钟哈密顿量的理性独立本征值的数量。我们还证明了概率计量学可以模拟克隆的宏观限制任意组的状态，只要模拟的性能是通过测试小组的克隆。
2014-06-09 quant-ph
On the probabilistic quantum error correction
本文深入分析一般噪声下的概率量子纠错，推广Knill-Laflamme条件，证明编码混合态可最大化纠错成功率，并指出降低成功率能纠正更广类别的噪声信道错误。
2022-06-10 quant-ph
Probabilistic cloning and identification of linearly independent quantum states
通过一般的么正约化操作构造了一个概率量子克隆机。通过测量结果的后选择，机器产生输入状态的忠实副本。证明了从某个集合$\$=\left\{\left| Ψ_1\right> ,\left| Ψ_2\right> ,... ,\left| Ψ_n\right> \right\} $中秘密选取的状态可以概率克隆当且仅当$% \left| Ψ_1\right>$，$\left| Ψ_2\right>$，$... ,$和$\left| Ψ_n\right>$是线性无关的.我们获得最佳的克隆效率。概率克隆与状态集识别问题密切相关，它是对$n$线性无关状态的一类$n+1$结果度量。这种类型的测量的最佳效率得到。
1998-04-27 quant-ph
Towards heralded distribution of polarization entanglement
提出在单一量子中继链路中级联两个正交偏振编码的单光子路径纠缠态，实现偏振纠缠的预示分发，并分析保真度、预示率及实际误差源。
2023-11-09 quant-ph
Experimentally feasible quantum erasure-correcting code for continuous variables
我们设计了一个方案，保护量子相干态的光的概率损失，从而实现了第一个连续变量量子纠删码。如果可以探测擦除的发生，则解码器原则上能够实现原始光状态的完美恢复。否则，如果补充后选择的基础上零差检测，这个代码可以变成一个有效的擦除过滤计划。所提出的协议的实验可行性仔细解决。
2007-10-25 quant-ph
Perfect NOT transformation and conjugate transformation
本文研究量子态的完美NOT变换与共轭变换，给出了实现条件，并构造了概率性完美NOT门，推广至多能级系统，获得了最佳效率下界。
2012-03-15 quant-ph
Unconditionally successful quantum Time-Marching algorithm via LCU for nonlinear Burgers equation
Aix-Marseille Université（艾克斯-马赛大学）；CNRS（法国国家科学研究中心）；Centrale Méditerranée（地中海中央理工学院）；Institute universitaire de France（法兰西学院）
该研究提出基于LCU的量子格气算法，实现了Burgers方程的无条件成功量子模拟，其时间步可无概率失效级联，为非线性偏微分方程求解提供了新的量子算法方案。
2026-08-04 quant-ph
The Power of Lorentz Quantum Computer
本文提出洛伦兹量子计算机（LQC）的计算复杂性类 BLQP，证明其等价于 ${\text P}^{\sharp \text{P}}$，并展示 LQC 可在多项式时间内解决最大独立集等问题，且能高效模拟带后选择的量子计算。
2024-09-02 cs.CC quant-ph
Conditional Error Exponents of Probabilistic Quantum Resource Distillation
College of Information Science and Technology, Beijing University of Chemical Technology（北京化工大学信息科学与技术学院）
本文建立统一框架分析概率性量子资源蒸馏的条件误差指数，通过后选择复合假设检验获得纠缠、相干性和魔法蒸馏的解析刻画，证明后选择可严格提升误差指数衰减率。
2026-10-14 quant-ph
Highly photon loss tolerant quantum computing using hybrid qubits
我们研究了一种利用光混合量子比特进行拓扑量子计算的方案，并与以前的全光方案进行了广泛的比较。我们表明，Omkar { \it et al}报道的光子损失阈值。[Phys. Rev. Lett. 125，060501（2020）]可以通过采用后选择和基于多Bell态测量的纠缠操作来进一步改进，以创建一种特殊的簇态，称为用于拓扑量子计算的Raussendorf晶格。特别地，光子损失阈值被增强到$5.7\times10^{-3}$，这是给定合理误差模型的最高报告值。与上述参考文献中的方案相比，这种改进是以消耗一个数量级的更多资源为代价获得的。尽管如此，与其他已知的容错量子计算的光学方案相比，该方案仍然是资源有效的。
2020-11-09 quant-ph
Heralded generation of entanglement with photons
University of Bristol（布里斯托大学）；Griffith University（格里菲斯大学）
本文介绍了携带有源光子生成纠缠态的方法，通过辅助光子检测验证生成，提高了成功概率并扩展了量子信息处理的应用范围。
2025-02-03 quant-ph
Digital Quantum Simulation of the Lindblad Master Equation and Its Nonlinear Extensions via Quantum Trajectory Averaging
Beijing National Laboratory for Condensed Matter Physics, Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院物理研究所凝聚态物理北京国家实验室）；Center on Frontiers of Computing Studies, School of Computer Science, Peking University（北京大学计算机科学与技术学院前沿计算研究中心）；School of Physical Sciences, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学物理科学学院）；Beijing Academy of Quantum Information Sciences（北京量子信息科学研究院）；Hefei National Laboratory（合肥国家实验室）
本文提出了一种基于量子轨迹平均的数字方案，用于模拟Lindblad主方程及其非线性扩展，克服了传统方法中成功概率指数抑制的问题，实现了更高效的非平衡量子动力学模拟。
2026-01-30 cond-mat.mes-hall quant-ph
Photonic quantum computing with probabilistic single photon sources but without coherent switches
我们提出了光子量子计算架构，可以处理概率（预示）产生的单光子和概率门，而不使用相干开关。唯一需要的动力学元素是在给定模式下所有光子的可控吸收。虽然理论上的架构在通用量子计算所需的资源中以多项式方式扩展，但如所呈现的，它们的开销很大，并且它们是光子方法的配置空间中的说明性极端点，而不是任何人都应该认真追求的配方。然而，他们确实证明了光子量子计算所必需的许多东西实际上并不是。潜在的独立利益可能是，该架构利用具有对应于单个有效量子位状态的许多可能的微状态的量子位，并且用于处理概率操作的技术是，在必要时，仅仅扩大这样的微状态的集合以包含所有可能性，同时大量利用随后的能力来“相干地擦除”给定量子位所处的特定微状态。
2023-03-06 quant-ph
Computing with many encoded logical qubits beyond break-even
Quantinuum
利用高率QED/QEC码在囚禁离子量子处理器上实现超越临界点的逻辑量子比特计算性能
2026-02-25 quant-ph
Measurement-free preparation of grid states
对于某些任务，量子计算可能会提供超过经典计算的指数级加速。使量子计算实用化的一个核心、突出的挑战是实现容错，这意味着在存在噪声的情况下可以实现任何长度或大小的计算。Gottesman-Kitaev-Preskill码是一种很有前途的容错量子计算方法，它将逻辑量子比特编码成谐振子的网格态。然而，为了使代码具有容错性，网格状态的质量必须非常高。近似网格状态最近已经实现了实验，但它们的质量仍然是不够的容错。当前用于生成网格状态的可实现协议依赖于与后选择或前馈相结合的辅助量子位的测量。实现这样的测量占用了大量的时间，在此期间，状态退相干，从而限制了它们的质量。在这里，我们提出了一个无测量的准备协议，确定性地准备任意逻辑网格状态与矩形或六边形晶格。该协议可以很容易地在捕获离子或超导电路平台上实现，即使在当前系统中发现的噪声水平下，也可以仅使用很少的相互作用来生成高质量的网格状态。
2019-12-29 quant-ph
Potential and limits to cluster state quantum computing using probabilistic gates
我们建立了必要的资源消耗的界限时，建立集群状态的单向计算使用概率门。重点放在状态准备与线性光门，因为概率特性是不可避免的。我们确定严格的一般界限，以建立一维团簇状态时，最初可用的最大纠缠对的必要消耗单独作用的线性光学量子门，纠缠对和真空模式。由于已知的线性光学门有一个有限的最大成功概率，如我们所示，这相当于找到最佳的经典策略，融合片的线性集群状态。一个正式的概念，经典的配置和策略的概率非故障门。我们研究了可以简单描述的策略的渐近性能，并证明了全局最优策略的性能的最终界。参数采用随机游走和凸优化的方法。这种最优策略也是需要最短存储时间的策略，并且需要最少的概率门调用。对于二维集群状态，我们发现，任何基本的成功概率，一个基本确定性的准备集群状态与二次，因此最佳的，渐近缩放使用纠缠对。我们还确定了一个渗流效应，在状态准备，从一个阈值概率，几乎所有的准备工作将是成功或失败。我们概述了线性光学架构和容错计算的影响。
2007-03-07 quant-ph
Computing-heightened low-cost high-dimensional controlled-SUM gates
针对高维量子计算需求，论文提出三种实现双光子4×4维CSUM门的协议，分别基于线性光学、微腔–量子点散射及错误预告机制，在无辅助光子条件下兼顾低成本、确定性与高保真度。
2025-05-14 quant-ph
A Probabilistic Computing Approach to the Closest Vector Problem for Lattice-Based Factoring
Quantum Dice Ltd（量子骰子公司）；University of Oxford（牛津大学）
本研究将概率计算应用于格基分解的CVP近似精化任务，设计了对应算法，验证了其求解CVP和作为分解子例程的有效性，可大幅减少所需格实例数量。
2025-10-22 cs.CR cs.ET math.OC
Fundamental limits of parameter estimation with heralded optical non-Gaussian states generated from Gaussian resources
Keio University（庆应义塾大学）；The University of Tokyo（东京大学）；National Institute of Information and Communications Technology (NICT)（信息通信研究机构）
该研究针对单参数相位估计，证明基于高斯资源产生的 heralded 非高斯态的有效量子费舍尔信息不超过原始高斯输入的量子费舍尔信息，凸显量子传感中资源计数的重要性。
2026-08-07 quant-ph
Heralded high-dimensional module-based quantum computation
University of Science and Technology Beijing（北京科技大学）；Shijiazhuang Tiedao University（石家庄铁道大学）
研究基于高维模块的量子计算，开发了两个高维广义奇偶模块，提出构建基于高维广义模块的受控非门的过程，该过程具有确定性、预示性等特点，确定了可用于高维量子计算的模块，并提出光学无损实现方案。
2026-07-24 quant-ph
Probabilistic computing with p-bits
数字计算机以比特的形式存储信息，比特可以取0和1中的一个值，而量子计算机基于由复波函数描述的量子比特，其平方幅度给出了测量0或1的概率。在这里，我们提出了一个基于p位的概率计算机，它以受控的概率取0和1的值，并且可以用专门的紧凑型节能硬件来实现。我们提出了一个通用的体系结构，这样的p-计算机和仿真系统与成千上万的p-位，以表明他们可以显着加速随机算法在各种各样的应用程序，包括但不限于贝叶斯网络，优化，伊辛模型，和量子蒙特卡罗。
2021-10-12 cond-mat.dis-nn cs.ET quant-ph
Weak values are quantum: you can bet on it
以随后的后选择（弱值协议）为条件的弱量子测量的结果可以呈现出特殊的值。这些结果不能用投射测量的条件概率结果来解释。然而，最近提出了一个经典的模型，可以重现特殊的期望值，让人想起弱值。这导致该工作的作者声称弱值有一个完全经典的解释。在这里，我们讨论什么是量子的弱值的帮助下，一个简单的模型，基于基本的量子力学。我们首先证明了一个经典理论如何确实可以产生非平凡的条件值，并解释了弱值的特征是真正的量子。最后，我们使用我们的模型概述了当前研究的一些主要问题。
2015-08-25 cond-mat.mes-hall quant-ph
Optomechanical resource for fault-tolerant quantum computing
Yale Quantum Institute, Yale University（耶鲁量子研究所，耶鲁大学）；Department of Applied Physics, Yale University（耶鲁大学应用物理系）
本文提出利用光学机械学实现容错量子计算的可靠资源生成，通过声学模式作为量子记忆，实现单粒子态与小纠缠态的按需读取和转移。
2025-07-08 quant-ph
Nonlinear photonic architecture for fault-tolerant quantum computing
ORCA Computing
该研究提出用于容错量子计算的新型非线性光子架构，将强单光子非线性纳入基于光子GHZ测量的架构，相比传统线性光学架构减少资源开销，还能容忍更高光学损耗，为改进容错量子计算实际实现提供途径。
2026-07-23 quant-ph
Quantum computing in neural networks
根据量子理论的统计解释，量子计算机通过将n个量子比特编码为2n pbits（随机二进制变量）来形成一类特殊的概率机器（PM）。这提高了使用PM进行大规模量子计算的可能性，特别是使用具有概率信息处理能力的神经网络。限制自己到一个特定的模型，我们构建和数值研究实现通用量子门的神经电路的性能。还提供了建议的编码方案的生理上的兼容性的讨论。
2004-02-11 q-bio.NC quant-ph
Photonic realization of a subgraph extraction in a quantum random network
Nanjing University（南京大学）；Friedrich-Schiller-Universität Jena（耶拿弗里德里希·席勒大学）；University of Tuebingen（蒂宾根大学）
本研究采用集成硅光子芯片，在四节点量子随机网络中实验实现了量子随机网络理论预测的量子子图，验证了该子图态的高维多体纠缠，证明量子纠缠可实现经典无法企及的连接结构。
2026-08-12 quant-ph
Quantum computing with classical bits
比特-量子映射将伊辛自旋或经典比特的概率信息与量子自旋或量子比特相关联。量子系统是经典统计系统的子系统。伊辛自旋可以代表宏观两能级观测量，量子子系统采用适当的期望值和关联。我们讨论了基于伊辛自旋的静态存储材料，其边界信息可以在广义平衡态中通过体传输。它们可以作为量子子系统的Hadamard门或hocT门实现量子操作。经典概率系统可以解释量子自旋的纠缠。任意数量的量子自旋的任意幺正演化可以通过无限数量的伊辛自旋的静态存储材料来描述，而伊辛自旋反过来可以对应于连续变量或场。我们讨论了有限数量的伊辛自旋实现的酉操作的离散子集。它们可能对新的计算结构有用。我们认为量子计算或更一般的概率计算的特征可以通过神经网络、神经形态计算甚至大脑来实现。这既不需要小的孤立实体，也不需要非常低的温度。在这些系统中，概率信息的处理可以比静态记忆材料更普遍。我们提出了一个一般的概率计算的形式，其中确定性计算和量子计算的特殊限制情况。
2019-09-13 cond-mat.stat-mech cs.IT hep-th
A quantum-bit encoding converter
本文演示了离散变量与连续变量量子比特之间的量子信息转换，在单光子集合上以超经典极限的保真度成功转换为猫态量子比特，为构建可扩展的互连量子架构提供了关键工具。
2022-11-18 quant-ph
Quantum fermions from classical bits
一个简单的概率元胞自动机被证明是等效的相对论性费米子量子场论的相互作用。费米子的占据数是经典比特或伊辛自旋。自动机确定性地作用于位配置。量子物理的真正概率性是通过概率性的初始条件来实现的。反过来，概率自动机等价于广义伊辛模型的经典统计系统。为了描述在任何给定时间的概率信息，量子概念作为波函数和非对易观测算子自然出现。量子力学可以理解为经典统计学的一个特例。这为以概率经典计算的形式实现量子计算的各个方面提供了前景。
2021-06-29 hep-lat hep-th quant-ph
Brokered Graph State Quantum Computing
我们描述了一个程序的图形状态量子计算，是专门为充分利用光学活性多能级系统的物理。利用分布式计算的文献中的思想，以及最近的工作概率集群状态合成，我们的模型分配给每个物理系统两个逻辑量子比特：代理和客户端。代理组通过概率光协议协商新的图状态片段。完成的片段通过简单的状态转换和测量从代理映射到客户端。客户端的作用是长期存储新生的图形状态，在代理期间保持与故障完全隔离。我们描述了钻石中NV中心的实现，其中经纪人和客户端非常自然地体现为电子和核自旋。
2005-09-29 quant-ph
General many-body entanglement swapping protocol: opportunities for distributed quantum computing
Tampere University（坦佩雷大学）；Helsinki Institute of Physics（赫尔辛基物理研究所）；Aalto University（阿尔托大学）
本文提出了一种通用多体纠缠交换协议，通过任意划分实现多体状态共享，提高了保真度并消除了后选择需求，为分布式量子计算提供了新方法。
2026-01-26 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el 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
Error mitigation in variational quantum eigensolvers using tailored probabilistic machine learning
本文提出在主动学习框架中结合参数化高斯过程回归与VQE拟设定制先验来缓解量子噪声，在Anderson和Heisenberg模型上显著提升VQE精度并减少QPU能量评估次数。
2024-01-13 quant-ph
Hardware-Software Co-design for Distributed Quantum Computing
针对分布式量子计算中远程纠缠生成概率性、耗时长的问题，提出结合纠缠缓存、异步生成和远程门自适应调度的软硬件协同设计架构，有效提升了系统运行效率与输出保真度。
2025-03-24 quant-ph
Photonic probabilistic machine learning using quantum vacuum noise
本研究基于注入真空级偏置场的双稳态OPO构建光子概率神经元，结合电子处理器搭建测量-反馈环路，实现MNIST手写数字的概率推理与生成，并提出采样率约1Gbps、能耗约5fJ/MAC的全光计算路径，为高效概率机器学习硬件提供新方案。
2024-03-07 physics.optics quant-ph
Probabilistic Computing Optimization of Complex Spin-Glass Topologies
Quantum Dice Ltd（量子骰子公司）；Mathematical Institute, University of Oxford（牛津大学数学研究所）；Center for Computational Quantum Physics, Flatiron Institute（平顿研究所计算量子物理中心）；Department of Physics, University of Oxford（牛津大学物理系）
本研究提出用概率计算（PC）架构优化复杂自旋玻璃拓扑，通过并行P-bits实现迭代次数恒定扩展，达到与量子退火机相当的求解质量。
2025-10-27 cond-mat.dis-nn cs.ET quant-ph
Machine Learning Quantum Systems with Magnetic p-bits
University of California, Santa Barbara（加州大学圣巴巴拉分校）
本文探讨了利用磁性p比特构建可扩展概率计算机，以应对AI计算负载飙升的危机，并服务于结合机器学习与量子物理的新兴领域。
2023-10-10 cs.ET cs.LG cs.NE
Quantum Amplitude Estimation for Probabilistic Methods in Power Systems
本文研究利用量子振幅估计加速电力系统蒙特卡洛模拟，比较IQAE、MLAE和FAE三种方法在多种概率分布下的性能，以实现二次加速并大幅减少所需样本数量。
2023-09-29 cs.SY eess.SY quant-ph
