Dimer states of Rydberg atoms on the Kagome lattice as resources for universal measurement-based quantum computation
我们证明了Kagome晶格上的量子二聚体状态，这是最近在Rydberg量子模拟器中以高保真度实现的[Semeghini等人，Science 374，6572（2021）]为基于测量的通用量子计算提供了足够的资源。特别是，我们提供了一个有效的编码的逻辑量子比特在这种状态下，并给出明确的测量序列，实现这些量子比特的门的通用集合。由于所提出的测量的构建模块已经在实验中实现，我们的工作突出了一条可能的路径，将Rydberg模拟器推广到通用量子计算机，依赖于基于测量的量子计算模型和现有技术。
2022-11-01 quant-ph
Two-qubit Projective Measurements are Universal for Quantum Computation
Nielsen [quant-ph/0108020]表明，通用量子计算是可能的，因为量子存储器和对多达4个量子比特执行投影测量的能力。我们描述了一种改进的方法，只需要2量子比特的测量，这是足够的和必要的。我们提出了一种方法来部分折叠的$C_k$ -层次的酉门的间接建设[Gottesman和Chuang，自然，{ \bf 402} 309（1999）]，并应用该方法来寻找离散的通用集的2-qubit测量。
2002-04-09 quant-ph
Universal measurement of quantum correlations of radiation
提出了一种测量技术，它在原则上，允许一个观察一般的空间-时间相关性的量子化辐射场。我们的方法，称为平衡零差相关测量，统一的优势，平衡零差检测与零差相关测量。
2006-05-16 quant-ph
Universal quantum computation with two- and three-qubit projective measurements
我们提出了一组有限的投影测量，连同量子存储器和准备的|0>态，满足通用量子计算。这扩展了Nielsen [quant-ph/0108020]的工作，Nielsen提出了一种方案，其中可以仅使用至多2n个量子比特上的投影测量来模拟n个量子比特上的任意酉操作。我们集合中的所有测量都涉及两个量子比特，除了两个测量涉及三个量子比特。因此，我们将尼尔森的结果所暗示的上限提高了一个，即参与任何单一测量以实现通用量子计算所需的最大量子位数。我们的每个测量都是二值的，每个测量都可以在数学上表示为单量子比特测量的布尔组合。
2001-11-19 quant-ph
Universal quantum computation using only projective measurement, quantum memory, and preparation of the 0 state
什么资源是量子计算的通用资源？在标准模型中，量子计算机由一系列酉门组成，这些酉门相干地作用于构成计算机的量子比特。这篇论文表明，一个非常不同的模型，只涉及投影测量，量子存储器，以及准备的能力，|0>态对于量子计算也是普适的。特别是，计算中不涉及相干么正动力学。
2001-08-06 quant-ph
Efficient universal programmable quantum measurements
通用可编程检测器是一种可以通过改变辅助系统的状态来调整以在给定量子系统上执行任何所需测量的设备。对于辅助系统的有限尺寸d，只有近似的通用可编程性是可能的，其中“尺寸”d=f（1/e）是“精度”1/e的递增函数。在这封信中，我们表明，比在文献中已知的指数大小，可以实现多项式的大小。一个显式的例子与线性尺寸。最后，我们表明，协变测量精确的可编程性是可行的。
2004-10-21 quant-ph
Universal quantum computation on the power of quantum non-demolition measurements
本文研究了光量子计算的线性和非线性模型，并讨论了它们的可扩展性和效率。我们展示了如何有显着不同的标度特性，在单光子计算时，弱交叉克尔非线性允许补充通常的线性光学集。特别是，我们展示了量子非破坏测量是如何成为通用量子计算的有效资源的。
2006-03-13 quant-ph
Simple Sets of Measurements for Universal Quantum Computation and Graph State Preparation
我们考虑只使用投影测量的通用量子计算所需的资源最小化的问题。我们关注的资源是描述投影测量的可观测量和辅助量子位。我们证明了具有一个辅助量子比特的可观测量集合{Z \otimes X，（cosθ）X +（sinθ）Y all θ \in [0，2π）}对于量子计算是普适的.该集合比前一个集合简单，因为由集合中的观测量描述的单量子比特投影测量仅在布洛赫球的（X，Y）平面中。普适性的证明直接意味着一组简单的可观测量，它对量子计算来说是近似普适的。此外，证明意味着一个简单的一组可观的准备图状态有效。
2010-03-08 quant-ph
Weak values are universal in von Neumann measurements
我们驳斥了普遍认为的量子弱值必然与弱测量有关的观点。为了实现这一点，我们使用的横向位置的光束作为检测器的条件冯诺依曼测量系统的可观察性。对于任何耦合强度，任何初始状态，和任何选择的条件，检测器的位置和动量的平均值完全描述的联合希尔伯特空间中的三个广义弱值的实部。高阶检测器矩也具有类似的弱值展开。使用Wigner分布的初始检测器状态，我们找到紧凑的表达式，这些弱值内减少系统希尔伯特空间。作为该方法的应用，我们表明，对于任何厄米-高斯模式的傍轴类光束探测器，这些表达式减少到一个单一的系统弱值的实部和虚部加上一个额外的弱值样的贡献，只影响动量位移。
2012-06-20 quant-ph
Classical simulation of universal measurement-based quantum computation using multipartite Bell scenarios
Bilkent University（比尔肯特大学）；Leibniz Universität Hannover（汉诺威莱布尼茨大学）
本研究提出基于多体Bell场景非信号多胞体的经典模拟算法，可模拟通用测量型量子计算，明确量子加速的必要条件，拓展了可高效模拟的量子态范围。
2026-10-20 quant-ph
Universal and optimal error thresholds for measurement-based entanglement purification
我们调查基于测量的纠缠纯化协议（EPP）在本地噪声和缺陷的存在。我们推导出一个通用的，独立于协议的阈值所需的质量的本地资源状态，在那里我们表明，本地噪声每粒子高达24%是可以容忍的。这对应于噪声阈值增加了几乎一个数量级，基于联合测量的实现顺序轮的少粒子EPP。我们将我们的结果推广到多部EPP，我们遇到同样高的错误阈值。
2013-03-12 quant-ph
Towards realization of universal quantum teleportation using weak measurements
本文研究了在记忆或非马尔可夫动力学下，利用部分塌缩测量算符实现通用量子隐形传态（UQT），发现记忆效应与弱测量结合能显著提升UQT的实现并最小化保真度偏差。
2024-06-26 quant-ph
YZ-plane measurement-based quantum computation: Universality and Parity Architecture implementation
Parity Quantum Computing GmbH（Parity量子计算有限公司）；Parity Quantum Computing Germany GmbH（Parity量子计算德国有限公司）；Institute for Theoretical Physics, University of Innsbruck（因斯布鲁克大学理论物理研究所）
研究证明了在输入等于输出的统一确定性测量基量子计算中，必须使用YZ平面测量的图结构，并展示了YZ平面仅测量模式的通用性及与XZ平面模式的联系。
2026-03-31 quant-ph
Quantum state reduction for universal measurement based computation
基于测量的量子计算（MBQC）是量子计算机物理实现的最有前途的模型之一，它只需要对一个普适的资源状态进行单粒子测量就可以实现量子计算的全部功能。尽管在过去的十年里取得了相当大的进展，但寻找新的具有自然产生的哈密顿量的普适资源态，以及更好地理解这类态的纠缠结构仍然是一个巨大的挑战。在这里，我们表明，目前已知的大多数资源状态可以减少到集群状态，第一个已知的通用资源状态，通过自适应本地测量在一个恒定的成本。这种新的量子态约化方案为资源态的普适性提供了更简单的证明，并为寻找新的资源态开辟了广阔的空间，包括[Commun. Math.Phys.144，443（1992）]。Fannes等人，大约20年前。
2010-02-08 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
Universal Uncertainty Principle, Simultaneous Measurability, and Weak Values
在传统的表述中，人们普遍认为观测量的同时可测性和交换性是等价的。然而，一些反对意见声称，有情况下，即使无处可交换的可观测量可以同时测量。在这里，我们概述了一个新的理论，同时测量的基础上，一个状态相关的配方，其中无处可交换的可观的同时测量显示在某些状态，使已知的反对传统的理论在理论上是合理的。我们还讨论了新的结果之间的关系弱值和输出概率分布的同时测量。
2011-08-03 quant-ph
Universal fidelity reduction of quantum operations from weak dissipation
量子信息处理在实际系统中经常受到耗散的限制，耗散源于与微观自由度的剩余不受控制的相互作用。鉴于最近的实验进展，我们考虑弱耗散，导致每次操作的错误概率很小。在这里，我们找到了一个简单的公式，用于任何期望的量子操作的保真度降低。有趣的是，这种减少与具体操作无关;它只取决于操作时间和耗散。利用我们的公式，我们研究了系统中不同部分的耗散之间存在关联的情况，这对量子纠错的成功应用是不利的。令人惊讶的是，我们发现，一个大类的相关性给出了相同的保真度减少不相关的耗散类似的强度。
2021-10-29 quant-ph
Genuinely multi-point temporal quantum correlations and universal measurement-based quantum computing
我们介绍了一个建设性的过程，映射到一般量子测量之间的时间相关性的广泛的一类状态的所有空间相关性。这使我们能够呈现类似于真正的多体非定域现象的时间现象，例如格林伯格-霍恩-蔡林格关联，如果只考虑量子比特上的投影测量，则不存在这种关联。该地图适用于某些晶格系统，以取代一个空间维度的时间，而不影响测量的相关性。我们使用这个映射来展示当补充一般测量时，重复应用1d簇门如何导致通用单向量子计算。
2014-03-20 quant-ph
Quantum universal detectors
我们解决的问题，<O>通过一个通用的测量设备，是独立的O，并为不同的运营商的期望值，通过改变数据处理获得的任意运营商O的期望值估计。"通用检测器“对系统和适当准备的辅助设备进行联合测量。我们的特点，这样的通用检测器，并显示它们可以通过贝尔测量或通过本地测量和经典的系统和附属之间的通信。
2003-06-04 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
The two-qubit singlet/triplet measurement is universal for quantum computing given only maximally-mixed initial states
该研究证明了STP=BQP猜想，证实仅需最大混合单量子比特初始系综，双量子比特单重态/三重态测量就具备量子计算通用性，为量子计算提供了参考系无关、基元简单易实现的新方法。
2023-11-09 quant-ph
Universal Quantum Computing with Measurement-Induced Continuous-Variable Gate Sequence in a Loop-Based Architecture
我们提出了一个可扩展的方案，光学量子计算使用测量诱导连续变量量子门在一个基于环路的架构。在此，在单个空间模式中的时间仓编码的量子信息由电可编程门序列在嵌套循环中确定性地处理。这种架构可以用几乎最少的资源处理任何输入状态和任意数量的模式，并为量子比特和连续变量提供了一个通用的门集。此外，可以通过已知的方案容错地执行量子计算，该方案用于在单个光模式的无限维希尔伯特空间中编码量子比特。
2017-09-21 quant-ph
Measurement-free, scalable and fault-tolerant universal quantum computing
提出无需测量的容错通用量子计算工具箱，结合码切换与级联策略在2D/3D颜色码间传输信息，超越基于测量的方法并支持高距离码，为量子处理器提供可扩展路径。
2024-10-17 quant-ph
Universal resources for approximate and stochastic measurement-based quantum computation
我们研究了哪些量子态可以作为基于近似和随机测量的量子计算的通用资源，在这个意义上，任何量子态都可以通过经典通信辅助的单量子比特（本地）操作从给定的资源中生成。更确切地说，我们考虑状态的近似和随机生成，例如，从有限的测量设置的限制或从资源或本地操作中可能的缺陷。我们表明，纠缠为基础的标准获得的普遍性的准确，确定性的情况下，可以提升到更一般的近似，随机的情况下，从以前的作品中考虑的理想化的情况下，实际相关的背景下，非完美的状态准备。我们发现，任何纠缠措施，满足一些基本要求，需要达到其最大值的一些元素的近似，随机的普遍家庭的资源状态，随着资源的大小的增长。这使我们能够排除各种近似的、随机的普适状态族。我们提供的资源，是有效的近似普遍的，但不是确切的确定性普遍的例子。我们还研究了基于测量的量子计算的通用资源的鲁棒性的现实假设下（不完美的）生成和操纵的纠缠态，给出了一个明确的表达的影响，在准备的资源的错误有可能使用它的通用近似和随机状态准备。最后，我们讨论了我们的纠缠为基础的标准和最近的结果之间的关系，关于无用的高度几何纠缠的国家作为普遍的资源。
2010-05-10 quant-ph
Kirkwood-Dirac Quasiprobability as a Universal Framework for Quantum Measurements Across All Regimes
School of Physics,Liaoning University（辽宁大学物理学院）
本文提出 Kirkwood-Dirac 非正概率作为量子测量在所有 regime 中的通用框架，通过指针诱导退相干机制连接弱测量与强测量。
2026-01-25 quant-ph
Improved Weak Simulation of Universal Quantum Circuits by Correlated $L_1$ Sampling
将经典模拟通用量子线路的结果的成本限制在加性误差$δ$的范围内通常被称为弱模拟，并且是确定它们何时赋予量子优势的直接方法。$T$ +Clifford门集的弱模拟是$BQP$完备的，并且预期随着$T$门的$t$的数量呈指数级扩展。我们建设性地将最坏情况$L_1$范数采样成本的上限收紧到$t$中的下一阶，从$\mathcal O(ξ^t δ^{-2})$ if $δ^2 \gg ξ^{-t}$到$\mathcal O((ξ^t{-}t) δ^{-2} )$ if $δ^2 \gg (ξ^t -t)^{-1}$，其中$ξ^t = 2^{\sim 0.228 t}$是$t$张量$T$门魔态的稳定器范围。我们通过将许多弱模拟器中使用的流行SPARSIFY算法中的独立$L_1$采样替换为相关$L_1$采样来实现这一目标。作为一个旁白，这个结果表明，$T$门魔术状态的近似稳定状态分解是不是乘法相对于$t$，对于有限的值，尽管其稳定范围的乘法。这是第一个弱模拟算法，降低了这一界的依赖有限$t$在最坏的情况下，我们的知识，并建立如何获得进一步减少$t$。
2022-02-02 quant-ph
Efficient Characterization of N-Beam Gaussian Fields Through Photon-Number Measurements: Quantum Universal Invariants
Institute of Theoretical Physics, University of Wroclaw（弗罗茨瓦夫大学理论物理研究所）；Joint Laboratory of Optics of Palacký University and Institute of Physics of CAS, Faculty of Science, Palacký University（帕拉茨基大学理学院帕拉茨基大学与捷克科学院物理研究所联合光学实验室）；Joint Laboratory of Optics, Institute of Physics of CAS（捷克科学院物理研究所联合光学实验室）
通过光子数测量高效表征N束高斯场的量子通用不变量，重新表述Peres-Horodecki准则以实验强度矩形式确定纠缠性
2025-06-05 quant-ph
Universal joint-measurement uncertainty relation for error bars
我们制定并证明了一个新的，普遍有效的不确定性关系的必要误差栏宽度在任何近似联合测量的位置和动量。
2007-07-28 math-ph math.MP quant-ph
Universal fault-tolerant measurement-based quantum computation
某些物理系统，人们可能会考虑用于容错量子计算，其中量子比特不容易相互作用，例如光子，更适合于基于测量的量子计算协议。在这里，我们提出了一个基于测量的通用量子计算模型，模拟编织和融合的马约拉纳模式。为了导出我们的模型，我们开发了一个通用框架，该框架将具有稳定器代码的容错量子计算的任何方案映射到基于测量的图像中。因此，我们的框架给出了一个明确的方式生产容错模型的通用量子计算与线性光学使用协议开发的稳定器形式主义。考虑到Majorana模式承诺的显着容错特性，我们提出的主要例子为光子量子计算提供了一个强大的和资源有效的建议。
2020-08-25 cond-mat.str-el quant-ph
Optical measurement is almost quantum: Quantum inspired universal optical bounds
U.S. Naval Research Laboratory（美国海军研究实验室）
受量子信息启发，本文提出一种抽象光学系统细节的传感形式体系，导出仅依赖待测量量的普适性能界限，并证明该界限由独特测量方案达到，且与量子形式体系几乎一致。
2026-10-01 physics.optics quant-ph
Universal measurement-based quantum computation with spin-2 Affleck-Kennedy-Lieb-Tasaki states
我们证明了正方晶格上的自旋为2的Affleck-Kennedy-Lieb-Tasaki（AKLT）态是基于测量的量子计算的普适资源。我们的证明是通过本地转换AKLT二维随机平面图形状态，并通过证明所得到的随机图形是在超临界阶段的渗流使用蒙特卡罗模拟的概率很高。一个关键的使能点是我们根据所有自旋上的自旋2 POVM为任意测量结果导出的精确权重公式。我们还认为三维金刚石晶格上自旋为2的AKLT态是一种普适资源，其优点是实现具有拓扑保护的容错量子计算的可能性。此外，当我们使AKLT哈密顿量变形时，在量子计算能力发生转变之前，基态仍然可以支持通用资源的有限区域。
2015-08-04 cond-mat.stat-mech quant-ph
Universal measurement-based quantum computation in two-dimensional SPT phases
近年来在表征带隙量子相位方面的进展也引发了对对称带隙量子计算通用资源的探索。以前的工作在一个维度上表明，这是一个功能比以前认为，非平凡的一维保序拓扑（SPT）阶段提供量子计算能力，其特征在于定义这些阶段的代数结构更常见。到目前为止，在二维和更高维度上的进展仅限于SPT阶段的特殊固定点。在这里，我们提供了两个家庭的二维$Z_2$对称波函数，使得存在一个有限的区域的参数在SPT阶段，支持通用的量子计算。量子计算能力在SPT和破缺阶段之间的边界处失去了它的普适性。
2017-05-18 cond-mat.str-el quant-ph
Universal Property of Quantum Measurements of Equilibrium Fluctuations and Violation of Fluctuation-Dissipation Theorem
对于宏观量子系统，我们研究了当宏观变量的平衡涨落以一种理想的方式测量时所测量的东西，这种方式尽可能接近经典的理想测量。我们发现，对称化的时间相关（symTC）总是得到这样的测量。作为一个重要的结果，我们表明，波动耗散定理（FDT）是部分违反宏观量子系统中所观察到的量之间的关系，即使测量是在这样一个理想的方式。
2016-06-10 cond-mat.stat-mech quant-ph
The Unreasonable Success of Quantum Probability II: Quantum Measurements as Universal Measurements
在这篇由两部分组成的文章的第一部分中，我们介绍和分析了一个多维模型，称为“广义张力约化”（GTR）模型，能够描述具有任意数量结果的一般量子测量，我们将其作为一般理论框架来研究测量中缺乏知识的最一般可能条件，从而定义了我们所谓的“普遍测量”。在这第二部分，我们提出了正式的证明，普遍的测量，这是平均在所有可能的形式的波动，产生相同的概率测量的特点是“均匀”的波动测量的情况。由于量子概率可以被证明是由这种均匀涨落的存在引起的，我们已经证明了它们可以被解释为一阶非经典理论的概率，描述了实验者缺乏关于测量仪器和被研究实体之间相互作用性质的完整知识的情况。同样的解释也可以适用于人类主体对概念实体或决策过程进行认知测量的情况，尽管在这种情况下，状态集的结构不一定是严格的希尔伯特。我们还表明，普遍测量对应于最大的“鲁棒”的描述不确定性的可重复的实验，因为量子测量也可以被证明是最大的鲁棒性，这增加了可解释性，他们作为普遍的测量，并提供了一个进一步的元素的解释的巨大成功的量子统计在描述的一大类现象。
2014-09-10 math-ph math.MP quant-ph
Universal Gates via Fusion and Measurement Operations on SU$(2)_4$ Anyons
我们研究了一类基于SU $(2)_4$或$k=4$ Jones-Kauffman任意子的拓扑量子计算的操作。我们表明，这样的操作增加编织操作，这本身，是不是计算上的普遍。通过生成精确的、拓扑保护的无理相位门和近似的、拓扑保护的受控$Z$门，这种增强导致计算上通用的门集合。
2015-07-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Universal structure of measurement-induced information in many-body ground states
本文研究一、二维多体基态的测量诱导纠缠与信息，通过多类模型数值和解析分析揭示其长程普适结构，并提出改进度量以提取二维次领头普适贡献。
2024-05-08 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph
Universal behavior beyond multifractality of wave-functions at measurement--induced phase transitions
利用参与熵研究了局域测量下一维量子线路的多体波函数结构。参与熵的系统尺寸依赖性中的主导项指示在任何非零测量速率下波函数的模型依赖性多重分形标度。子引导项包含关于测量引起的相变的通用信息，并且起着序参量的作用，在误差校正相位中为常数非零，并且在量子芝诺相位中为零。我们提供了强大的数值证据调查各种量子多体系统，并提供了这种行为的分析解释表示参与熵的配分函数的经典统计模型在二维。
2022-01-28 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Weak wave turbulence as a precursor to universal coarsening in a homogeneous Bose gas
Cavendish Laboratory, University of Cambridge（剑桥大学卡文迪许实验室）
本文通过研究均匀玻色气体的弛豫与凝聚过程，发现弱波湍流理论能够描述局部相干性形成的普遍特征，表现为幂律动量分布和传输时间标度，为远离平衡多体动力学中的普遍行为提供了新见解。
2026-05-21 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech physics.atom-ph
