Application of quantum computing to a linear non-Gaussian acyclic model for novel medical knowledge discovery
Quantum Computing Center（量子计算中心）；Keio University（庆应义塾大学）
本研究将量子计算应用于线性非高斯无环模型，利用量子核计算 DirectLiNGAM 的独立性度量，提出 qLiNGAM 方法。实验表明，在数据量较少时，qLiNGAM 能正确估计因果结构，并在真实量子硬件上实现，为小数据下的新型医学知识发现提供可能。
2021-12-06 cs.AI cs.LG quant-ph
Quantum Machine Learning: Performance and Security Implications in Real-World Applications
Rider University（莱德大学）；University of Missouri-Kansas City（密苏里大学堪萨斯城分校）；University of Oklahoma（俄克拉荷马大学）
本文通过阿尔茨海默病数据集案例研究，比较量子机器学习与经典算法的性能与安全影响，发现QML虽有潜力但尚未超越经典算法，且继承旧脆弱性并引入新攻击向量。
2024-08-08 cs.LG quant-ph
Why now is the right time to study quantum computing
量子计算是证明困难物理实验的好方法。但在量子计算机建成之前，计算机科学家需要了解量子信息吗？事实上，量子计算不仅仅是新计算设备的配方，而是一种看待世界的新方式，这种方式在智力上具有惊人的生产力。在本文中，我将讨论量子计算从何而来，它是什么，以及我们可以从中学到什么。
2014-12-30 cs.CC quant-ph
Milestones of research activity in quantum computing: EPS grand challenges
我们认为，量子计算在2017年左右经历了一个拐点。长期承诺的资金兑现了，促进了世界各地的公共和私人投资。机器学习技术突然影响了该领域的核心方面。一方面，机器学习被用来模拟量子系统。另一方面，量子算法被视为一种新型的机器学习模型（创建{ \it变分}量子计算的新模型）。在这里，我们概述了导致这一拐点的一些里程碑。我们认为，下一个拐点将出现在量子计算机首次解决实际问题的时候。我们预计，到2050年，这将变得司空见惯，如果世界仍在适应量子计算机带来的可能性。
2022-07-06 physics.hist-ph physics.pop-ph quant-ph
Hybrid classical-quantum computing: are we forgetting the classical part in the binomial?
TECNALIA（泰克纳利亚）；Basque Research and Technology Alliance (BRTA)（巴斯克研究与技术联盟（BRTA））
本研究针对混合经典-量子计算领域缺乏明确特征界定的问题，提出了混合方案的初步分类法，并梳理了该领域面临的真实挑战，以推动量子计算的实际应用发展。
2023-08-21 cs.AI cs.ET quant-ph
Utilizing Resource Estimation for the Development of Quantum Computing Applications
针对当前量子计算硬件有限、用户仅能测试玩具规模实例的问题，提出在现有工作流中加入资源估计步骤，支持用户提前评估现实规模量子应用的需求与优化方向。
2024-08-20 quant-ph
Limits on Efficient Computation in the Physical World
量子计算不仅仅是一种推测性的技术，它似乎挑战了我们对物理世界应该如何表现的最基本的直觉。在这篇论文中，我表明，虽然经典计算机科学中的一些直觉必须在现代物理学的光照下被抛弃，但许多其他直觉几乎毫发无损;我使用计算复杂性理论中的强大工具来帮助确定哪些是哪些。
2005-02-15 cs.CC quant-ph
Computing real time correlation functions on a hybrid classical/quantum computer
量子器件可以克服经典计算机在研究质子和原子核的原子核结构函数和部分子维格纳分布方面的局限性。在这次演讲中，我们讨论了一个世界线的方法来计算原子核结构函数在高能Regge极限的QCD使用混合量子计算机，通过表示的费米子行列式的QCD路径积分作为量子力学路径积分超过$0+1$ -维费米子和玻色子世界线的背景规范场。我们最简单的例子是在高能Regge极限下计算结构函数$F_2$的众所周知的偶极模型结果，这对于使用少量量子位和浅电路的NISQ时代技术是可行的。这个例子的复杂性可以按比例放大，范围可以扩展到计算结构函数，散射振幅和其他实时关联函数在QCD中，相关的，例如描述夸克和胶子在夸克胶子等离子体的非平衡输运。
2020-01-30 hep-ph hep-th nucl-th
Quantum Computing in the de Broglie-Bohm Pilot-Wave Picture
人们对量子计算以及该技术所能提供的计算速度的指数级提升给予了极大的关注。关于量子力学的哪个方面导致了这种加速，人们提出了各种各样的说法。传统上，量子计算的公式是在正统的（哥本哈根），有时是在多世界的量子力学中制定的。我们的目标是通过考虑不同的简单系统来理解德布罗意-玻姆导频波理论中的量子计算，这些系统可以作为基本的量子计算机。我们将仔细讨论导频波理论，并评估对该理论的批评。我们将根据我们的分析以及导频波理论完全能够解释量子计算中所涉及的现象这一事实，评估关于是什么导致指数加速的说法。
2010-12-21 quant-ph
Realizing Quantum Algorithms on Real Quantum Computing Devices
量子计算目前正从一个学术思想走向实际现实。云中的量子计算已经可用，并允许来自世界各地的用户开发和执行真正的量子算法。然而，大量投资于这项新技术的公司，如Google，IBM，Rigetti，Intel，IonQ和Xanadu，都采用了不同的技术方法。这导致了迄今为止我们拥有截然不同的量子计算设备的情况。它们主要在量子比特的数量和种类以及它们之间的连接性方面有所不同。因此，用于在给定的量子计算设备上实现预期的量子功能的各种方法是可用的。本文介绍和概述了这一领域，并描述了相应的方法，也被称为编译器，映射器，合成器，转译器，或路由器。
2020-07-02 cs.ET quant-ph
Solving Drone Routing Problems with Quantum Computing: A Hybrid Approach Combining Quantum Annealing and Gate-Based Paradigms
TECNALIA（泰克纳利亚技术研究中心）；Basque Research and Technology Alliance (BRTA)（巴斯克研究与技术联盟）；National Centre for Scientific Research “Demokritos”（德谟克利特国家科学研究中心）；Fraunhofer Institute for Open Communication Systems (FOKUS)（弗劳恩霍夫开放通信系统研究所）
本文提出名为Q4DR的混合量子计算方法，结合QAOA聚类与量子退火求解无人机路径规划问题，经三类含现实约束的复杂用例验证有效，拓展了量子计算在物流规划领域的应用场景。
2025-03-21 cs.AI cs.ET 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
An introduction to many worlds in quantum computation
本文从量子计算视角介绍并辩护新埃弗里特多世界诠释，回应概率等质疑，说明其局域性及对量子计算的基础优势。
2009-07-08 quant-ph
A NASA Perspective on Quantum Computing: Opportunities and Challenges
在过去的几十年里，世界上已经出现了几个令人惊叹的量子算法的例子，它们可以证明优于最好的经典算法。然而，对于大多数问题，目前尚不清楚量子算法是否可以提供优势，如果可以，有多少，或者如何设计实现这些优势的量子算法。许多最具挑战性的计算问题在现实世界中出现的解决今天的启发式算法，尚未被数学证明优于其他方法，但已被证明是有效的经验。虽然已经提出了量子启发式算法，但只有当量子计算硬件建成时，经验测试才成为可能。随着量子启发式算法的经验测试变得越来越可行，未来几年将是令人兴奋的。虽然大规模通用量子计算机可能还需要几十年的时间，但专用量子计算硬件已经开始出现，随着时间的推移，它们将变得越来越强大，还有一些小规模通用量子计算机。
2017-04-17 quant-ph
Topological Quantum Computing with Only One Mobile Quasiparticle
在拓扑量子计算机中，普适量子计算是通过在2+1维时空中将某些二维系统的准粒子激发相互拖动以形成其世界线的辫子来执行的。在本文中，我们表明，任何这样的量子计算，可以通过编织$n$相同的准粒子也可以通过移动一个单一的准粒子周围的n-1个其他相同的准粒子的位置保持固定。
2006-03-07 cond-mat.mes-hall hep-th quant-ph
Exploring the application of quantum technologies to industrial and real-world use cases
本文综述了嘈杂中等规模量子时代下量子计算在工业与现实场景中的近期应用进展，重点分析设备规模、专用框架和混合方案三大推动因素，并展望其在机器学习与优化领域的研究催化作用。
2025-05-06 cs.ET quant-ph
Quantum Neural Network and Soft Quantum Computing
Nanjing University（南京大学）
提出了一种新的量子计算范式，即软量子计算，用于利用自然环境诱导的消相干和耗散的真实世界量子系统进行非经典计算.作为软量子计算的一个具体例子，我们提出了一个量子神经网络，其中神经元通过“受控克劳斯操作”成对连接，希望为量子人工智能甚至更好地理解人类大脑的某些功能铺平一条更容易和更现实的道路。我们的量子神经元模型尽可能地模仿现实神经元，同时使用量子定律来处理信息。噪声神经网络的量子特征被量子不和谐的存在和量子操作的不可重复性所揭示。我们相信，我们的模型将量子计算置于更广泛的背景下，并激发了比标准计算机更早建立软量子计算机的希望。
2018-10-10 cs.AI quant-ph
Adiabatic Quantum Computing for Logistic Transport Optimization
当前的世界贸易是建立在一个强大而健康的供应链基础上的，物流在生产和提供关键资产和商品以保持社会和经济发展方面发挥着关键作用。当前全球面临的地缘政治和卫生挑战使物流的作用变得更加重要，并增加了对调整运输功能以保持供应链正常运行的需求。未来的挑战只会越来越大，因此解决运输优化问题既有商业价值，也有社会价值。优化问题是普遍存在的，由于其复杂性，它们通常是NP难题。量子计算是一个发展中的领域，量子退火方法已被证明是非常有效的，在其适用性和有用性，以解决优化问题。在这项工作中，我们对待车辆路径问题，这也是一个著名的优化问题，称为旅行商问题的变化。我们的目标是从最后一英里物流场景应用中解决车辆优化问题，从经典和量子方法的角度出发，并提供一种结合两者的解决方案，也称为混合解决方案。最后，我们提供的分析结果和建议，考虑在短期的业务案例场景中的应用程序。
2023-01-18 math.OC quant-ph
