Algebraic invariants of five qubits
Jean-Gabriel Luque, Jean-Yves Thibon
得到了五个量子比特纯态的多项式不变量代数的Hilbert级数，并计算了最简单的不变量。
The Hilbert series of the algebra of polynomial invariants of pure states of five qubits is obtained, and the simplest invariants are computed.
机构、总结、中文摘要均由AI分析而来，可能存在错误，请以论文正文为准。
继续探索
Secretly Broadcasting Five Qubit Entangled state among three parties from W- type states
本文研究了在三个不同的伙伴之间秘密广播五个量子比特纠缠态的问题。我们在三个远距离伙伴Alice、Bob和Charlie共享的三个粒子W态上实现了文献[16]中描述的协议。这个问题很有趣，因为它是第一次尝试在三方之间广播五个量子比特的纠缠态。
Five Two-Qubit Gates Are Necessary for Implementing Toffoli Gate
在本文中，我们解决了长期以来的开放问题的最小成本的两个量子比特门模拟Toffoli门。更准确地说，我们证明了五个两量子比特门是必要的。在我们的工作之前，人们知道五个门是足够的，并且只收集了数字证据，表明五个门的实现是必要的。这里介绍的思想也可以用来解决Deutsch在1989年提出的三量子比特控制相位的最优模拟问题。
Generality of the concatenated five-qubit code
在这项工作中，一个量子纠错（QEC）程序与级联五量子比特码被用来构建一个近乎完美的有效量子比特信道（以下$10^{-5}$的错误）从任意的噪声信道。QEC的确切性能的特征在于Choi矩阵，其可以通过简单且明确的协议获得。在具有五个自由参数的噪声模型中，我们的数值结果表明，级联五量子比特码是一般的：为了从噪声信道构造一个近似完美的有效信道，级联五量子比特码的必要大小仅取决于初始噪声信道的纠缠保真度。
Calculation of entanglement in graph states up to five-qubit based on generalized concurrence
基于广义同现，提出了一种新的图态纠缠分类方法。数值计算结果表明，三类八种不同的三量子比特图态、五类64种不同的四量子比特图态和十类1024种不同的五量子比特图态。我们还比较了这种分类与这些图状态的等价类下的局部互补（LC）算子，所得到的结果表明，广义并发分类是不矛盾的LC-规则。
Perfect Teleportation, Quantum state sharing and Superdense Coding through a Genuinely Entangled Five-qubit State
我们研究了Brown $\it et al. \normalfont$ \cite{Brown}最近提出的五比特态在量子隐形传态、量子态共享和超密集编码中的应用。结果表明，这种五比特态可以用于任意单比特和双比特系统的完美隐形传态。我们设计了各种方案，通过合作隐形传态实现任意单粒子和两粒子态的量子态共享。我们后来证明，这种状态也可以用于超密集编码。发现仅发送三个量子比特就可以发送五个经典比特。
Implementation of the Five Qubit Error Correction Benchmark
能够纠正所有单量子比特错误的最小量子码是基于五个量子比特的。我们利用核磁共振在标记巴豆酸的五自旋子系统上实现了量子网络的编码、解码和纠错。通过过程的断层扫描验证了纠正每个错误的能力。使用纠错基准量子网络进行了讨论，我们推断，在我们的实验中实现的保真度是足够的保持纠缠。
Entanglement Evolution in a Five Qubit Error Correction Code
在本文中，我探讨的纠缠演化的量子比特的一部分，五个量子比特的量子纠错码受到各种退散环境。具体地说，我寻找的纠缠退化和存储在物理量子比特中的量子信息的逻辑量子比特的保真度之间的可能的相似之处。此外，我注意到可能的展览纠缠突然死亡（ESD）由于退相干和问题是否ESD实际上是一个障碍，以成功的量子计算。
Performance of five-qubit code for arbitrary error channels
在量子纠错中，不同量子比特上的错误是独立的是一个重要的假设。在我们以前的工作[Phys. Rev. A { \bf 92}，052320（2015）]中，当主系统和辅助环境的噪声假设相同时，已经研究了级联五量子比特码的通用性。在级联码纠错中，初始量子信道之间的微小差异（保真度或独立错误）可能会在下一级引入不同的有效信道，因此有必要研究一个有意义的问题：当不同量子比特上的错误不同时，五量子比特码是否仍然有效？在目前的工作中，发现即使不同量子位的错误是任意的，五量子位代码仍然有效地工作。由于保真度的测量更容易、更精确，因此可以根据初始信道保真度构造五量子比特码的量子纠错，而不需要知道初始信道的完整信息。此外，当初始信道保真度低于$0.992$时，五量子比特码的保真度阈值是比特翻转信道中纠错后的有效信道的保真度。
Analytical results for entanglement in the five-qubit anisotropic Heisenberg model
在不使用Bethe Answer的情况下，我们求解了五量子比特各向异性海森堡模型的本征值问题，并给出了两个最近邻量子比特纠缠和混合的解析结果。对于零（有限）温度的情况，纠缠在Delta=（Delta>1）处达到最大值，Delta是各向异性参数。相反，对于零（有限）温度的情况，混合度在Delta=1（Delta>1）处取其最小值。
Bidirectional swapping quantum controlled teleportation based on maximally entangled five-qubit state
利用最大纠缠五比特态的纠缠特性，提出了一种双向交换量子控制隐形传态的理论方案，Alice想要将粒子a的纠缠态传输给Bob，Bob想要通过监督者Charlie的控制将粒子b的纠缠态传输给Alice。
Five-Qubit Contextuality, Noise-Like Distribution of Distances Between Maximal Bases and Finite Geometry
使用五个可交换的五量子比特观测集，我们提出了贝尔-科亨-斯派克定理的具体160-661和160-21状态证明，这也是贝尔定理的证明。在这两种情况下，相应的最大碱基之间的“希尔伯特-施密特”距离的直方图显示出类似噪声的行为。这五个交换集也被赋予了辛极空间W（9，2）结构的有限几何意义。
Experimental realization of quantum cheque using a five-qubit quantum computer
我们演示了由Roy Moulick和Panigrahi提出的量子支票的实现[Quantum Inf. Process（2016）15：2475]，使用五量子比特IBM量子计算机。在一个量子网络银行系统中，我们设计了合适的单量子比特、CNOT和Fredkin门，实现了量子支票交易。量子态层析成像揭示了与理论和实验密度矩阵的可比结果的实施的准确性。
Highly entangled multi-qubit states with simple algebraic structure
Brown等人和Borras等人最近的工作探索了根据一些计算上易于处理的纠缠度量来搜索高度纠缠的多量子比特态的数值优化方法。我们提出了一个替代方案的基础上寻找的状态，不仅具有高纠缠，但也简单的代数结构的想法。我们报告了通过这种方法发现的4，5，6，7和8个量子比特的结果，表明许多这样的状态确实存在。特别是，我们发现了一个最大纠缠的6-qubit态，其代数结构比迄今为止已知的最好结果更简单。对于7的情况，我们发现了具有高但不是最大纠缠和简单结构的态，以及其他期望的性质。一些初步的结果显示的情况下，8量子比特。
Optimal generation of single-qubit operation from an always-on interaction by algebraic decoupling
我们提出了一种直接的代数解耦方法，通过施加局部控制信号，在存在恒定相互作用的情况下产生任意单量子比特操作。为了克服由不可调相互作用产生的不期望的纠缠的困难，我们推导出局部控制场，其被设计为在完成期望的单量子比特操作的时间间隔结束时将量子比特系统驱动回到非纠缠状态。这种方法被认为是特别相关的固态量子计算的物理实现和NMR中的低功率脉冲的设计。
Perfect teleportation and superdense coding through an asymmetric five qubit state
我们阐述了一个例子，所谓的面向任务的最大纠缠态（TMES）的情况下，隐形传态和超密集编码。在物理情形中，这种态可以由更多纠缠态的退相干产生，也可以用更少的纠缠资源为当前的目的做准备。我们发现布朗态的一种变体可以用于单比特和双比特态的完美隐形传态。在超密集编码的情况下，可以观察到通过仅发送三个量子比特可以传输五个cbit。
Experimental Demonstration of Non-local Controlled-Unitary Quantum Gates Using a Five-qubit Quantum Computer
在分布式量子计算机中，非局域量子门的局域实现是必不可少的。在这里，我们展示了非本地实现的控制酉量子门提出的Escherert等人。（Phys Rev A 62：052317，2000）使用五量子比特IBM量子计算机。我们通过量子态和工艺层析技术验证了实现的保真度和准确性。
Efficient and economic five-party quantum state sharing of an arbitrary m-qubit state
利用$2m$三粒子Greenberger-Horne-Zeilinger（GHZ）态和三粒子GHZ态测量，提出了一种有效且经济的五方量子态共享任意m量子比特态的方案.与其他方案相比，该方案只采用三粒子GHZ态和三粒子联合测量，而不采用五粒子纠缠和五粒子联合测量，因而更为方便。此外，即使不诚实代理的数量多于一个，该对称方案在原则上也是安全的。其总效率接近最大值。
Five Experimental Tests on the 5-Qubit IBM Quantum Computer
IBM在云上开放访问的5量子比特量子计算机原型允许在量子处理器上实现真正的实验。我们提出了在这些计算机上进行的五个实验测试中获得的结果：密集编码，量子傅里叶变换，贝尔不等式，Mermin不等式（$n=5$）和建设的主要状态$|p_3\rangle$。这些结果用于评估IBM 5Q芯片的功能。
Analytical technique for simplification of the encoder-decoder circuit for a perfect five-qubit error correction
更简单的编码和解码网络是更可靠的量子纠错码（QECC）所必需的。如果QECC是从其等价的单向纠缠纯化协议（1-EPP）转换而来的，则可以解析地导出用于完美的五量子比特QECC的编码器-解码器电路的简化。本文介绍了用解析法简化编解码电路的方法，并给出了一个与现有最简单电路一样简单的电路作为例子。这里提出的编码器-解码器电路涉及九个单量子位和两量子位酉运算，其中只有六个是受控非（CNOT）门。
Simulation of the five-qubit quantum error correction code on superconducting qubits
实验实现基于稳定器的量子纠错（QEC）码是当前量子处理器面临的一项艰巨任务，它将产生优异的逻辑量子比特性能。实现这一目标的一个主要障碍是QEC代码的大足迹，即使是那些距离很小的代码。我们提出了一种基于最小距离3 QEC码的电路，它只需要5个数据量子比特和5个辅助量子比特，连接在一个环中，相邻量子比特之间实现iSWAP门。使用密度矩阵模拟，我们表明，由于其较小的足迹，所提出的代码具有较低的逻辑错误率比表面17相似的物理错误率。我们还估计了基于神经网络的错误解码器的性能，该解码器可以通过对实验数据进行训练来训练以适应特定量子处理器的错误统计。
Demonstrating non-Abelian braiding of surface code defects in a five qubit experiment
目前，量子计算的主流方法是通过表面码。一种存储和操纵量子信息的方法是在代码中创建缺陷，这些代码可以像粒子一样移动和使用。具体来说，他们模拟了被称为Majoranas的奇异粒子的行为，这是一种非阿贝尔任意子。通过交换这些粒子，可以实现量子计算的重要门。在这里，我们研究了两个表面码Majoranas的最简单的可能的交换操作。这被发现只对五个量子比特起作用。然后，系统被截断为这五个量子位，以便交换过程可以在IBM 5Q处理器上运行。结果显示了预期的交换效果。这篇论文的写作风格应该是专业和业余科学家都能理解的。
Optimal simulation of three-qubit gates
本文研究了利用双量子比特门对三量子比特幺正的最优模拟。首先，我们给出了模拟多量子比特门的两量子比特门成本的下界。其次，通过推广Toffoli门的代价，我们完全刻画了模拟三量子比特受控门的两量子比特门代价。受控受控门的功能简单地说就是一个三量子比特受控幺正门，可以直观地解释为：门将直接输出两个控制量子比特的状态，只有当两个控制量子比特的状态都是$\ket{1}$时，才将给定的一量子比特幺正$u$应用于目标量子比特。以前，仅知道五个两量子位门足以实现这样的门[Sleator和Weinfurter，Phys.Rev.Lett. 74，4087（1995）]。我们的结果表明，如果$u$的行列式为1，四个双量子位门是可实现的最佳。否则，五个是最佳的。第三，我们证明了五个双量子比特门对于实现Fredkin门（受控交换门）是必要的和足够的，这解决了在[Smolin和Dijuenzo，Phys. Rev. A，53，2855（1996）]中引入的公开问题。Fredkin门是最重要的量子逻辑门之一，因为它对于经典可逆计算是唯一通用的，因此对于量子计算来说几乎没有帮助。在我们的工作之前，已经知道Fredkin门的五个两量子比特门分解，并且发现了显示五个是最佳的数值证据。
Algebraic structure of the two-qubit quantum Rabi model and its solvability using Bogoliubov operators
通过分析光子数空间中的哈密顿量，我们发现了两量子比特量子Rabi模型的代数结构，从而揭示了其在有限光子数下的新的准精确解的可能性.在本征能量等于单光子能量\hbar ω的整个量子比特-光子耦合区中，存在最多含有$1$光子的准精确本征态，这一点可以从哈密顿结构中得到清楚的证明.用类似的方法，我们发现这些特殊的“暗态”类本征态普遍存在于两量子比特Jaynes-Cummings模型中，其中$E=N\hbarω$（N=-1，0，1，.），其中之一也是双量子比特量子Rabi模型的本征态，它可能以更简单的方式提供一些有趣的应用。此外，利用Bogoliubov算符，我们解析地得到了一般双量子比特量子Rabi模型的解。通过这种更简洁、更物理的方式，在不使用Bargmann空间的情况下，我们清楚地看到了无限维两量子比特量子Rabi哈密顿量的本征值是如何由收敛的幂级数确定的，从而使解由于收敛性而合理地达到任意精度。
Entanglement generation in qubit-ADAPT-VQE through four-qubit algebraic classification
本研究探讨了qubit-ADAPT-VQE算法在四粒子系统中生成高纠缠基态的能力，通过代数分类识别不同纠缠类别并验证算法的鲁棒性。
Controlled bi-directional quantum teleportation of superposed coherent state using five qubit cluster-type entangled coherent state as a resource
我们考虑在控制者查理的同意下，在两个遥远的伙伴爱丽丝和鲍勃之间双向控制以反相相干态编码的信息的量子隐形传态问题。我们采用五模团簇型纠缠相干态作为量子资源来实现这一任务。该方案使用线性光学器件，如分束器，移相器和光子计数器。我们已经证明，对于适度大的相干振幅，可以获得接近完美的双向受控隐形传态的平均保真度。
Experimental realization of nondestructive discrimination of Bell states using a five-qubit quantum computer
Gupta等人提出了一种允许非破坏性或间接Bell测量的分布式量子测量方案，(Int. J. Quant。Infor. \textbf{5}（2007）627），并且随后由Samal等人使用基于NMR的三量子比特量子计算机实验地实现，(J. B，\textbf{43}（2010）095508）。在目前的工作中，使用最近由IBM公司放置在云中的基于五量子比特超导的量子计算机进行了类似的实验。实验证实，贝尔态可以以非破坏性的方式构造和测量，具有相当高的保真度。本研究的结果和先前在基于NMR的实验中获得的结果进行了比较。该研究表明，为了使一个可扩展的SQUID为基础的计算机，错误的门（在目前的技术）必须大大减少。
A five-qubit 1-resistant graph state and stabilizer marginal certificates
本文通过五环图态|C5⟩解决了五量子比特1-抵抗纯态的存在性问题，并发展了稳定子子群方法用于验证图态的m-抵抗性，给出了五至七顶点图态的分类。
Experimental Realization of Secure Multiparty Quantum Summation Using Five-Qubit IBM Quantum Computer on Cloud
Run-hau Shi等人提出了一种安全的多方量子求和方案，（科学报告，6：19655，DOI：10.1038/srep 19655）。IBM公司发布了一款基于超导的5量子比特量子计算机，名为“量子体验”，并将其放在“云”上。在本文中，我们利用这个真正的量子处理器（ibmqx 2）的在线可用性，并执行上述协议，这是以前从未实验证明过的。在这里，我们建立了一个量子比特秘密状态的安全量子求和实验。此外，我们提出了一个协议的平方和三次求和，并模拟所提出的协议的两种情况。使用现有的5-qubit量子处理器（ibmqx 2），无法实验实现两个或多个量子比特秘密状态的安全多方量子求和协议以及平方（和立方）求和协议。IBM最近在云上放置了一个16量子比特的量子处理器（ibmqx 3），但它仍然不能被所有用户访问。本文利用IBM公司提供的模拟器（Custom Topology）对两个和三个量子比特的秘密态进行了模拟，并提出了平方（和立方）求和的协议。
Improvement of bidirectional controlled teleportation by using a five-qubit composite GHZ-Bell state
最近，李和聂（国际J。52：1630，2013）通过使用GHZ-贝尔态作为量子信道引入了双向受控量子隐形传态（BCQT）协议。此外，Shukla等人（Int. J. Theo. 52：3790，2013）已经表明Li和Nie（LN）方案不是BCQT方案。本文提出了两种双向隐形传态方案，对LN协议进行了修正和改进。在第一个方案中，Alice和Bob作为两个合法用户，可以在控制者Charlie的帮助下同时传送一个未知的单比特态给对方。在第二种方案中，Alice可以向Bob传送两个量子比特的纠缠态，同时Bob可以向Alice传送单量子比特的量子态。在这两种方案中，用户间的量子信道都是GHZ Bell态。
Circuit Design for a Star-shaped Spin-Qubit Processor via Algebraic Decomposition and Optimal Control
针对星形拓扑量子设备，提出基于代数分解与最优控制的电路设计算法，并在氮-空位中心平台上数值验证其可行性。
Quantum violation of variants of LGIs upto algebraic maximum for qubit system
1985年，Leggett和Garg提出了一个检验宏观实在论与量子力学相容性的不等式。在本文中，我们指出，基于相同的宏观现实主义的假设中使用的Leggett-Garg不等式（LGIs）的推导，有一个范围制定另一类不等式不同于标准的LGIs。通过考虑二分系统中的三次测量情形，我们首先提出了标准LGI的一个有趣的变体，并证明了它的量子破坏大于标准LGI。通过将该公式扩展到$n$ -时间测量场景，我们发现\emph{qubit}系统的LGIs变体的量子违反随着$n$而增加，并且对于足够大的$n$，可以达到代数最大值。此外，我们比较了我们制定的LGI与标准的LGI和无信号的时间制定的宏观现实主义的量子违反。
Exact algebraic separability criterion for two-qubit systems
给出了两量子比特系统可分性判据的一个概念上的简单证明，即文献中所称的“合肥不等式”。这个不等式给出了任何混合双量子比特系统的一个必要和充分的可分性判据，而不像Bell-CHSH不等式，当被视为可分性判据时，它不能测试混合态，如维尔纳态。这个不等式的原始推导强调了互补观测量的不确定性关系，但我们证明了不确定性关系在实际推导中不起任何作用，Peres-Hodrodecki条件是唯一负责的不等式。我们的推导，其中包含技术上新颖的方面，如狄拉克方程的类比，揭示了这种不平等和根本问题的不确定性关系在多大程度上可以提供一个测试的纠缠。这种可分性标准说明了一个精确的治疗维尔纳状态。
Bidirectional Quantum Controlled Teleportation by Using Five-qubit Entangled State as a Quantum Channel
本文提出了一种新的利用五量子比特en实现BQCT的协议。该协议依赖于受控非操作、适当的单量子比特么正操作以及Z基和X基上的单量子比特测量。结果表明，该协议是更有效的角度，如更低的共享量子比特和，单量子比特测量相比，以前的工作。此外，窃听者获得查理量子比特的概率降低，并且监督者可以控制其中一个用户或每两个用户。此外，我们还提出了一种新的方法来实现Alice和Bob之间的n和m比特纠缠态的传输，将纠缠态作为一个量子信道，同时，通信双方可以在控制者的允许下将每个量子比特的纠缠态传送给对方。
Multiparticle entanglement in graph-diagonal states: Necessary and sufficient conditions for four qubits
真实多粒子纠缠的表征对于纠缠理论以及量子信息理论的实验研究都具有重要意义。在这里，我们完全描述了真正的多粒子纠缠的四量子比特状态对角的集群状态的基础。此外，我们给出了一个完整的多粒子纠缠特性的所有五个量子比特的图形状态混合白噪声，状态对角线的基础上对应的五个量子比特的Y形图，和一个家庭的图形状态与任意数量的量子比特。
An Optimized Nearest Neighbor Compliant Quantum Circuit for 5-qubit Code
本文提出一种系统化优化稳定子码编码器电路的方法，以五量子比特码为例减少量子门数量，并设计出仅需一个交换门的最近邻兼容电路，优于先前需三个交换门的设计。
The relation of genuine multiqubit entanglement and controlled teleportation
最近，Paolo Facchi等人[Phys. Rev. A. 77，060304（R）（2008）]引入了n个量子比特的最大多体纠缠态的概念。本文给出了通过五量子比特纠缠态实现任意两量子比特态的忠实受控隐形传态的判据，并得到了真实五量子比特纠缠态与受控隐形传态之间的一般关系.该判据可以推广到利用2N+1量子比特纠缠态隐形传送任意N量子比特态。进一步研究了测量基与量子信道的最佳匹配。
Algebraic approach to a two-qubit quantum thermal machine
用求解含时哈密顿量的代数方法研究了量子热机的性能。我们研究了由两个耦合的q位形成的发动机的热力学性质，执行奥托循环。热相互作用发生在不同温度下的两个浴中，而功与强度和方向变化的任意随时间变化的磁场的相互作用有关。对于耦合，我们考虑了1-d各向同性海森堡模型，这使我们能够描述系统的三重子空间内的$\mathfrak{su}(2)$李代数的不可约表示的装置。我们检查不同的设置的温度和频率的循环，并调查相应的操作制度的发动机。最后，我们数值研究了发动机效率下的时变拉比频率，插值的突变和绝热限制。
Qubit entanglement: A Jordan algebraic perspective
本文综述了在Jordan代数、Freudenthal三元系和E_7型群的框架下，对三量子比特纠缠的不同物理形式进行分类的工作。虽然这个框架首先是针对三个量子比特的，但这里展示了基本特征如何自然地推广到任意数量的量子比特。
Experimental exploration of five-qubit quantum error correcting code with superconducting qubits
量子纠错是实现通用量子计算的重要组成部分。尽管在量子纠错的研究中做出了巨大的实验努力，但迄今为止，还没有证明实现通用量子纠错码，随后验证所有关键特征，包括识别任意物理错误，横向操纵逻辑状态的能力和状态解码。为了解决这一挑战，我们通过实验实现了$[\![5,1,3]\!]$代码，这是所谓的最小完美代码，允许纠正一般的单量子位错误。在实验中，优化了编码电路，我们采用超导量子位阵列来实现几个典型的逻辑状态，包括魔术状态，一个不可或缺的资源，实现非克利福德门的$[\![5,1,3]\!]$代码。以平均保真度$57.1(3)\%$准备编码状态，同时在代码空间中以高保真度$98.6(1)\%$准备编码状态。然后，通过测量稳定器来识别人工引入的任意单量子比特错误。我们进一步实现逻辑泡利操作的保真度$97.2(2)\%$内的代码空间。最后，我们实现了解码电路，并恢复输入状态的整体保真度为$74.5(6)\%$，总的$92$门。我们的工作演示了$[\![5,1,3]\!]$码的每个关键方面，并验证了实验实现超导量子比特的量子纠错码的可行性。
Genuinely Multipartite Concurrence of N-qubit X-matrices
我们找到了X矩阵中N个量子比特的N部并发的代数公式。X-矩阵是密度矩阵，当在标准正交基中书写时，其仅有的非零元素是对角的或反对角的。我们利用这个公式研究了N个远程量子比特在广义N方Greenberger-Horne-Zeilinger（GHZ）态中的N方纠缠动力学。我们研究的情况下，每个量子位相互作用的合作伙伴谐振子。结果表明，只有一种GHZ态容易发生纠缠突然消亡，其余GHZ态的N-体纠缠暂时消亡。在这两种情况下的纠缠动力学的代数公式。
Five-Dimensional Compatibility and Stratified Local-Unitary Structure of Pure Three-Qubit States
该研究提出三量子比特系统两体并发度与三体纠缠度的置换对称支撑关系，引入四维相容性体，给出三量子比特纯态相容性的充要半代数刻画，证明其构造适用于任意并发度生成的纠缠度量。
Detector-Grade Germanium as a Low-Disorder Host for Indium-Acceptor Spin Qubits: A Five-Qubit Materials-to-Architecture Design Study
本研究提出基于探测器级超纯锗中铟受体的自旋量子比特平台，通过理论指导设计，分析其物理基础、器件架构、无序限制及耦合层次，证明该平台可抑制无序并支持电控与耦合，为量子信息处理提供中间架构。
Optimization of Circuits for IBM's five-qubit Quantum Computers
IBM已经通过云服务向世界各地的研究人员提供了几台量子计算机。两种具有5个量子位的架构，一种具有16个量子位，一种具有20个量子位可用于运行实验。IBM架构实现了Clifford+T门库中的门。然而，每种架构仅实现可能的CNOT门的子集。在本文中，我们展示了如何Clifford+T电路可以有效地映射到两个IBM量子计算机与5量子比特。我们进一步提出了一个算法和一组电路的身份，可用于优化的Clifford+T电路的门数和数量的水平。它进一步表明，优化的电路可以大大减少门数和电平的数量，从而产生更好的保真度的结果。
Implementing Fault-tolerant Entangling Gates on the Five-qubit Code and the Color Code
我们比较了在逻辑量子比特上的两种不同的容错纠缠门实现。在一个实例中，十二量子位捕获离子量子计算机用于实现两个五量子位代码之间的非横向逻辑CNOT门。该操作被评估为具有不同程度的容错性，这是通过包括被称为标记和可分片容错性的量子纠错电路原语来提供的。在第二种情况下，使用20量子位捕获离子量子计算机在两个[[7，1，3]]色码上实现横向逻辑CNOT门。这两个代码是在不同但相似的设备上实现的，并且在这两种情况下，所有的量子纠错原语，包括通过解码确定校正，都是在运行时使用与量子处理器紧密集成的经典计算环境来实现的。对于基元的不同组合，在将门应用于不同的输入状态之后进行逻辑状态保真度测量，从而提供过程保真度的界限。我们发现使用色码的保真度最高的操作，当准备逻辑X和Z操作符的本征态时，容错SPAM操作实现了0.99939（15）和0.99959（13）的保真度，这分别高于物理X和Z基底的平均物理量子比特SPAM保真度0.9968（2）和0.9970（1）。当与逻辑横向CNOT门相结合时，我们发现颜色代码执行序列-状态准备，CNOT，测量-平均保真度由[0.9957，0.9963]限定。逻辑保真度界限高于类似的物理级保真度界限，我们发现它是[0.9850，0.9903]，反映了多个物理噪声源，如两个量子位的SPAM错误，几个单量子位门，一个两量子位门和一些内存错误。
Entanglement of Bell Mixtures of Two Qubits
本文是前一篇论文的附录：罗伯特·图奇的quant-ph/0101123“计算量子纠缠的松弛方法“。对于贝尔基态的某些混合物，即维尔纳态，我们使用我们之前论文的理论机器来推导以下代数公式：纯和混合最小化纠缠（即，E_{pure}和E_{mixed}），它们的最优分解和它们的纠缠算符。这补充和证实了一些结果，得到了数值，但不是代数在我们以前的文件。这里提出的一些代数公式是新的。其他化合物首先由Bennett等人在quant-ph/9604024中使用不同的方法获得。
Demonstration of weight-four parity measurements in the surface code architecture
我们在连接性符合表面码量子纠错体系结构的五量子比特晶格上进行了宇称测量。使用全微波控制的超导量子比特通过谐振器耦合，我们编码的奇偶性的四个数据量子比特状态的$X$ -或$Z$ -基础。考虑到晶格的连通性，我们对五个量子位组内的静态$Z$ -相互作用以及由单量子位和双量子位微波驱动器带来的动态$Z$ -相互作用进行了全面表征。通过修改微波双量子比特门以动态地去除非理想$Z$误差，显著地改善了奇偶性测量。
Solving systems of linear algebraic equations via unitary transformations on quantum processor of IBM Quantum Experience
我们提出了一个解决系统的线性代数方程组通过量子力学方法使用最少数量的量子比特的协议。我们表明，$(M+1)$ -量子比特系统是足够的解决一个系统的$M$方程的变量之一离开其他变量未知的线性系统的矩阵满足一定的条件。在这种情况下，输入数据的向量（线性系统的rhs）被编码为量子系统的初始状态。该协议在IBM Quantum Experience的5-qubit超导量子处理器上实现，用于三个方程的特定线性系统。我们还表明，一个线性代数系统的解决方案，可以得到一个非均匀的自旋1/2链在一个非均匀的外部磁场与输入数据编码到这个链的初始状态的自然演化的结果。例如，在4自旋链中使用这样的演化，我们解决了三个方程的系统。
Contextuality sans incompatibility in the simplest scenario: Communication supremacy of a qubit
本文提出带制备约束的双方制备—测量通信博弈，仅用三结果极值量子比特测量实现无测量不相容性的语境性，并证明其在受约束 HFW 情境中优于 c-bit。
Proposed Five-Electron Charge Quadrupole Qubit
本文提出五电子 Si 量子点中的 pO 电荷四极量子比特，利用四极矩抑制噪声并支持全电学控制与双比特耦合，脉冲优化实现通用门集。
A bipartite class of entanglement monotones for N-qubit pure states
基于系统的二分分解，我们构造了一类N比特纯态的代数不变量。我们表明，它们是纠缠单调的，并且它们不同于众所周知的子系统的线性熵。因此，他们捕捉新的信息的非局部性质的多部系统。
Classification of five-qubit absolutely maximally entangled states
本文研究了五粒子绝对最大纠缠态的局部酉等价类，证明了所有五粒子绝对最大纠缠态都等价于唯一的((5,2,3))量子纠错码C中的状态，并展示了三个不变多项式用于分离这些等价类。
Symmetric 3 Qubit State Invariants
对于纯对称的3-qubit态，只有三种代数上独立的纠缠度量;一种选择是成对并发度$\mathcal C$，3-纠缠度$τ$和Kempe不变量$κ$。利用从Majorana表示导出的对称$N$ -量子比特态的规范形式，我们导出了三重态$(\mathcal C,τ,κ)$的显式可达区域。
Dynamical Casimir effect via four- and five-photon transitions using a strongly detuned atom
在强失谐量子比特或循环量子比特存在的情况下，重新讨论了具有谐波调制频率的单模腔的情形。研究发现，当量子比特频率接近$3ν$时，对于调制频率$4ν$，通过四光子跃迁的光子产生率有一个峰值，其中$ν$是平均腔频率.在存在循环quutrit的情况下，对于调制频率$5ν$，可以发生有效的五光子过程，并且相应的跃迁速率表现出一系列峰值。给出了幺正演化的封闭解析描述，数值模拟表明了弱耗散下多光子动力学Casimir效应的可行性。
Deterministic LOCC transformation of three-qubit pure states and entanglement transfer
给出了三量子比特纯态确定性局域操作和经典通信（LOCC）变换可能性的一个充要条件。该条件表明，三量子比特纯态是一个由五个已知的纠缠参数和一个新的参数所参数化的偏序集，这五个参数分别是文献[18]中的共点$C_{AB}$、$C_{AC}$、$C_{BC}$、纠缠$τ_{ABC}$和第五个参数$J_{5}$，而另一个新的参数是纠缠荷$Q_{e}$ .偏序集的阶由从一个状态到另一个状态的确定性LOCC变换的可能性定义。从这个意义上说，目前的条件是尼尔森工作的扩展[20]到三量子比特纯态。我们还阐明了由确定性LOCC变换引起的纠缠的转移和耗散规律。此外，给出了三量子比特纯态间任意确定性LOCC变换的最小测量次数。
Calculation of $π$ on the IBM quantum computer and the accuracy of one-qubit operations
提出了一种计算$π$的量子算法，并在具有超导量子位的五量子位IBM量子计算机上实现。我们找到了$π=3.157\pm0.017$。误差是由于量子单量子比特操作和测量的噪声。结果可以用来估计量子计算机的误差，并表明误差是完全随机的。
Multi-qubit doilies: enumeration for all ranks and classification for ranks four and five
对于$N \geq 2$，$N$ -量子位垫是生活在$N$ -量子位辛极空间中的垫。这些小装饰与基于算符的量子上下文性证明有关。遵循并扩展Saniga等人的策略。（数学9（2021）2272）专门关注三量子位垫，我们首先提出几个公式，给出任何$N > 2$的线性和二次垫的数量。然后我们提出了一个有效的算法来产生所有的$N$ -量子比特填充物。使用该算法的$N=4$和$N=5$，我们提供了一个分类的$N$ -量子比特填充物的观察的类型，他们的特点和数量的负线。我们还列出了几个杰出的发现，$N$ -量子位垫，在三个量子位的情况下，不存在，指出了一对夫妇的具体特点表现出线性垫，并概述了我们的方法的一些前瞻性的扩展。
Qubit-nonlinear-oscillator systems: from the moderate-coupling limit to the ultrastrong-coupling regime
这项工作的目的是提供一种替代的方法来建模耦合到非线性振荡器的两态系统（量子比特）。在一个单一的代数计划的基础上的f-变形振荡器的描述，硬和软的非线性提出利用拟合代数模型提取的三角和修改Pöschl-Teller势，分别进行模拟。在该政权的耦合强度被认为是温和的，这种方法允许的分析，虽然近似，对角化过程中提出的哈密顿通过使用Van Vleck微扰理论和拥抱的两种类型的非线性功能。在超强耦合区，我们还用数值方法研究了这种非线性对复合系统基态压缩和相空间性质的影响。
Completely mixed state is a critical point for three-qubit entanglement
纯三量子比特态在局域么正变换下有五个代数独立和一个代数相关的多项式不变量，任意纠缠度量是这六个不变量的函数.研究表明，如果某个量子比特的约化密度算符是单位算符的倍数，则纯三量子比特态的几何纠缠度量与多项式不变量无关，并且是一个常数.因此，单粒子完全混合态是纠缠几何度量的临界点。
Sequential generation of Polynomial Invariants and N-body non-local correlations
我们报告了一个归纳过程，允许一个连续的建设多项式不变量的状态系数的多体量子态。起始点可以是系统的较小部分的物理上有意义的不变量。该过程被应用于构造量化GHZ态的不变量链，如N量子比特纯态中的非局域N路相关性以及N路和（N-1）路相关性的总和。给出了四量子位的四向和三向关联量词以及五量子位纯态的五向和四向关联量词的解析表达式。
Enhancing qubit readout with Bayesian Learning
本文提出一种基于贝叶斯推断的量子比特读取方案，通过构建赋值概率分布来校正系统缺陷和热噪声，在五超导量子比特设备上显著降低读取误差。
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