Adiabatic Quantum Computing in systems with constant inter-qubit couplings
我们提出了一种适合于通过绝热量子计算解决NP完全问题的方法，该方法的架构基于由局部可调有效磁场驱动的相互作用自旋（量子比特）的晶格。假设量子位之间的相互作用是恒定的并且与实例无关，编程仅通过改变局部磁场来完成。讨论了使用磁偶极、电偶极和交换相互作用耦合的量子比特的实现。
2005-11-15 quant-ph
Adiabatic topological quantum computing
拓扑量子计算保证了无需主动纠错的抗错量子计算。然而，人们担心，在通过将任意子编织在彼此周围来执行量子门的过程中，会产生额外的任意子激发，这将使编码的量子信息混乱。在这里，我们探讨这个问题的详细研究绝热代码变形的基础上的拓扑代码，特别是Kitaev的表面码和最近发现的颜色代码的哈密顿。我们开发的协议，使通用的量子计算的绝热演化的方式，保持系统的能隙恒定相对于计算大小，只引入简单的本地哈密顿相互作用。这使得人们可以用这些拓扑量子计算系统来执行完整的量子计算。我们开发的工具允许人们超越数值模拟，并分析理解这些过程。
2014-06-10 quant-ph
Adiabatic Quantum Computing for Solving the Weapon-Target Assignment Problem
量子计算有望在诸如机器学习和复杂优化问题的各个领域中显著提高计算能力。最近的技术进步表明，绝热量子计算模拟器可能很快就会看到实际应用。在这项工作中，我们采用这种计算范式开发一个基于量子计算的求解器的著名的武器目标分配问题，NP-难的非线性整数规划优化任务。通过数值模拟量子比特系统向模型哈密顿量中编码的最优解的绝热演化，证明了所提出模型的可行性。总的来说，所描述的方法不限于武器管理的背景下，但稍微修改的模型哈密尔顿，适用于工人的任务分配优化一般。
2021-05-05 quant-ph
Scalable Architecture for Adiabatic Quantum Computing of NP-Hard Problems
我们提出了一个全面的回顾过去的研究绝热量子计算，然后提出了一个可扩展的架构绝热量子计算机，可以处理NP难问题，而不需要本地相干操作。相反，计算可以完全通过动态地改变同时施加到所有量子位的磁场来执行。局部（非相干）操作只需要：（1）打开或关闭某些成对的、最近邻的电感耦合，以设置要解决的问题;（2）测量量子比特的某个子集，以获得问题的答案。
2002-11-23 quant-ph
Towards adiabatic quantum computing using compressed quantum circuits
本研究提出基于张量网络的固定深度参数化量子电路经典优化方法，结合反绝热驱动抑制非绝热跃迁，在量子伊辛链基态制备任务中性能优于传统Trotter乘积公式，可应用于组合优化。
2024-06-20 quant-ph
Adiabatic Quantum Computing for Random Satisfiability Problems
将绝热量子计算的离散形式与其他搜索方法（经典和量子）进行了比较，用于随机可满足性（SAT）问题。随着步骤的数量增长，只有作为变量数量的立方，绝热方法给出的解决方案的概率接近1的问题大小可行的评估，通过模拟在当前的计算机上。然而，对于这些大小，大多数实例的最小能量间隙相当大，因此对于小问题所看到的良好性能缩放可能无法反映成本由微小间隙主导的渐近行为。此外，由此产生的搜索成本比其他方法高得多。与传统的GSAT启发式方法相比，与绝热极限不匹配的量子算法的变体平均成本更低，增长更慢。
2004-01-23 quant-ph
On The Power Of Coherently Controlled Quantum Adiabatic Evolutions
绝热量子计算面临的主要挑战是算法设计和纠错对于绝热量子计算可能是困难的。最近的工作已经考虑解决他的挑战，使用相干控制的绝热演化的经典控制的地方。一个重要的问题是：受控绝热演化相对于传统绝热演化的相对功率是多少？我们解决这一问题的方式表明，相干控制和测量提供了一种方法来平均不同的绝热演化的方式，导致其非绝热误差取消，允许绝热演化结合现有的绝热优化策略，是相互排斥的传统绝热QIP的最佳特性。这一结果表明，相干控制和测量可以为绝热态制备提供优势。我们还提供了上界的复杂性模拟这样的演变电路为基础的量子计算机和绝热量子计算的控制绝热演化的等价性提供了充分条件。
2014-03-26 quant-ph
Adiabatic Cluster State Quantum Computing
量子计算的模型很重要，因为它们改变了实现通用量子计算（QC）的物理要求。例如，单向QC需要制备纠缠“簇”状态，然后对该状态进行自适应测量，这是一组不同于标准量子线路模型的要求。在这里，我们介绍了一个模型的基础上单向QC，但没有测量（除了最后读出），而是使用绝热变形的初始基态是集群状态的哈密顿量。这为利用单向QC的丰富结果建立更可行的绝热方案提供了可能。
2010-01-15 quant-ph
Gates for Adiabatic Quantum Computing
本文的目标是介绍绝热量子算法的构建块。绝热量子计算使用量子退火的原理，这意味着仔细控制的能量解决方案是最佳的，并且对应于最小化离散函数。输入函数可以受到奖励和惩罚的影响，以支持满足问题所施加的限制的解决方案。我们展示了如何在绝热量子计算中实现这种对门的影响，特别是受控非门（CNOT门），它是两个或多个量子比特上所有量子门的基础。此外，我们适应Toffoli门，Fredkin门，和Hadamard门的伊辛目标函数，这是离散优化的基础上D波系统的机器。本文中的量子工作包括布尔运算，其中一些用于构建门。我们认为本文中构建模块的可能优势将增强D-Wave系统计算机上的量子算法。
2014-08-26 quant-ph
Demonstration of Adiabatic Variational Quantum Computing with a Superconducting Quantum Coprocessor
绝热量子计算使得能够制备多体基态。这对于化学、材料科学等领域的应用至关重要。实现带来了重大的实验挑战：直接模拟实现需要复杂的哈密顿工程，而数字化版本需要深量子门电路。为了绕过这些障碍，我们提出了一个绝热变分混合算法，它采用短量子线路，并提供了一个系统的量子绝热优化的电路参数。量子绝热定理不仅保证了基态的存在，而且保证了激发态的存在.本文首次从实验上证明了在多量子位超导协处理器的辅助下，绝热变分算法可以有效地制备多体本征态.我们跟踪的实时演化的地面和激发态的横向场伊辛自旋的保真度，可以达到约99%。
2019-05-08 quant-ph
Noise enhanced performance of adiabatic quantum computing by lifting degeneracies
我们以CNOT门为例研究了噪声在绝热量子计算中的对称性破缺作用。特别是，我们分析的情况下，初始配置的选择导致对称性的哈密顿量和退化的频谱。我们表明，在这些情况下，存在一个最佳的噪声水平，最大化的成功概率和保真度的最终状态。还探讨了具有随时间变化的幅度的人工噪声源的影响，并且发现这样的方案将提供相当大的性能增强。
2010-11-24 quant-ph
Experimental realization of quantum algorithms for linear system inspired by adiabatic quantum computing
量子绝热算法是量子计算领域的一个重要研究方向。它为我们提供了一种替代量子门模型的操纵系统的方法。最近，一个有趣的工作arXiv：1805.10549表明，我们可以通过绝热量子计算启发的算法来解决线性方程组。在这里我们演示了该算法，并实现了一个4量子位核磁共振系统中的8维线性方程组$A\textbf{x}=\textbf{b}$的解决方案。其结果是迄今为止在实验中使用有限数量的量子比特的最大维线性方程的解，其中包括一些巧妙的简化。我们的实验为解决许多与线性方程组相关的实际问题提供了新的可能性，并在设计未来的量子算法方面具有潜在的应用价值。
2018-10-25 quant-ph
Perturbative Formulation and Non-adiabatic Corrections in Adiabatic Quantum Computing Schemes
绝热极限是绝热几何量子计算和绝热量子算法的前提。但实际上，哈密顿量的变化速度是有限的。本文提出了绝热量子计算的一般公式，它精确地描述了量子态在微扰下的演化，绝热极限为零级近似。作为该公式的一个应用，非绝热校正或误差估计绝热几何门的几个物理实现。考虑了由多个绝热门运算组成的量子计算过程，发现其总的非绝热误差约为所有绝热门运算的非绝热误差之和。这是对计算能力的有用约束。形式主义也简要适用于绝热量子算法。
2004-02-09 cond-mat quant-ph
Filter-enhanced adiabatic quantum computing on a digital quantum processor
针对当前量子计算机实现本征态滤波器面临的电路深度大、成功概率低的问题，提出在滤波器前添加数字化绝热量子计算的策略，通过数值模拟和Quantinuum H1-1实验验证，显著提升了典型量子自旋模型的基态精度。
2025-08-25 quant-ph
Adiabatic Quantum Computing for Binary Clustering
用于机器学习的量子计算吸引了越来越多的关注，并且最近的技术发展表明，特别是绝热量子计算可能很快就会有实际意义。因此，在本文中，我们考虑这种范式，并讨论如何采用它的问题的二进制聚类。数值模拟证明了我们的方法的可行性，并说明了量子比特系统如何自动地向一个解决方案发展。
2017-06-17 quant-ph stat.ML
Adiabatic quantum computing solution of the knapsack problem
我们说明了绝热量子计算解决方案的背包问题的整数利润和重量。对于$n$对象（或项目）和整数容量$c$的问题，我们给出了使用需要$n+c$量子位的伊辛类问题哈密顿算子和使用$n+[\log_2 c]+1$量子位的更有效的问题哈密顿算子的具体示例。讨论包括一个简单的提到经典的算法背包，这个常见的问题的应用程序，并进一步研究的相关性在理论上和数值上的能隙的行为。包括太是一个示范和评论的一个版本的量子搜索使用某种伊辛模型。此外，附录提出了分析结果的边界容易与困难的问题实例相变的特殊情况下的子集和问题。
2017-01-19 quant-ph
Adiabatic Quantum Computing
绝热量子计算（AQC）最初是作为一种解决优化问题的方法，并已发展成为量子计算标准电路模型的重要通用替代方案，与经典和量子复杂性理论以及凝聚态物理都有着深刻的联系。在这篇评论中，我们给出了该领域的主要理论发展的帐户，而专注于封闭系统的设置。该综述围绕一系列主题进行组织，这些主题对于理解AQC的基本原理、其算法成就和局限性以及其在计算复杂性理论的更一般设置中的范围至关重要。我们提出了几个变种的绝热定理，AQC的基石，我们给出了明确的AQC算法，表现出量子加速的例子。本文综述了AQC普适性的几种证明以及相关的哈密顿量子复杂性理论。最后，我们花了相当大的篇幅来讨论Stoquastic AQC，这是迄今为止大多数AQC工作的背景，在那里我们讨论了成功的障碍及其可能的解决方案。
2018-02-02 quant-ph
Bifurcation-based adiabatic quantum computation with a nonlinear oscillator network: Toward quantum soft computing
非线性系统的动力学特性随其参数的变化而发生质的变化，这就是所谓的分岔。量子力学非线性振子可以通过量子绝热演化通过其分叉点产生两个振荡态的量子叠加，称为薛定谔猫态。在这里，我们提出了一个量子计算机包括这样的量子非线性振荡器，而不是量子比特，解决困难的组合优化问题。非线性振子网络通过量子绝热演化找到最优解，其中非线性项缓慢增加，与传统的绝热量子计算或量子退火相反，其中量子涨落项缓慢减少。数值模拟的结果表明，量子叠加和量子涨落可以有效地找到最优解。还值得注意的是，本计算机类似于神经计算机，神经计算机也是非线性组件的网络。因此，本方案将为量子计算、非线性科学和人工智能开辟新的可能性。
2016-02-23 quant-ph
Error suppression in adiabatic quantum computing with qubit ensembles
由于退相干的不可避免的存在，在绝热量子计算（AQC）中引入量子错误防护是一项重要的任务。在这里，我们研究了AQC哈密顿量的错误保护编码，其中使用量子位系综代替量子位。我们的哈密顿量只涉及总自旋算符的系综，提供了一个更简单的路线误差校正量子计算。我们的方案特别适合于中性原子气体，在那里可以实现大的系综尺寸和产生系综-系综纠缠。我们确定了一个临界系综尺寸$N_{\mathrm{c}}$的第一个激发态的性质成为一个单粒子扰动的基态，和带隙能量是可预测的平均场论。对于大于$N_{\mathrm{c}}$的系综大小，基态由于存在逻辑上等效的状态而变得受保护，并且AQC性能随着$N$而改善，只要去相干率足够低。
2021-04-02 quant-ph
Fast Evolution of Single Qubit Gate in Non-Adiabatic Geometric Quantum Computing
我们在三能级系统中以单次激发的方式实现了几何量子计算的任意单量子比特门。通过考虑状态在布洛赫球上的最短轨迹，使门的演化时间最小化。门的持续时间随着旋转角$γ$从零开始增长，通过Rabi频率的参数化，T门的测试时间可以减少到传统橙切片路径非绝热完整量子计算（NHQC）方案的40%.我们还证明了某些脉冲对静态失谐误差和拉比误差是鲁棒的。与时间相关的失谐量和拉比频率被发现是由一个常数，这是由几何相位确定的彼此成比例。这样，一些以前的NHQC计划可以被视为特殊情况下，在我们的推广模型。
2022-08-29 quant-ph
Irreconcilable Difference Between Quantum Walks and Adiabatic Quantum Computing
连续时间量子行走和绝热量子演化是量子计算的两种常用技术，它们都是由薛定谔方程控制演化的哈密顿量来描述的。在前者中，哈密顿量是固定的，而在后者中，哈密顿量随时间变化。因此，他们的格罗弗算法的公式在希尔伯特空间中的演变是不同的。我们表明，这种差异是根本性的，他们不能沿着对方的路径发展，而不引入结构更强大的非结构化搜索比标准的甲骨文。为了使绝热量子演化像量子行走搜索算法那样演化，它必须在三个固定的哈密顿算子之间插值，其中一个是复杂的，并且引入了比非结构化搜索的预言更强的结构。相反，对于沿着绝热搜索算法的路径演化的量子行走，它必须是加权有向星形图上的手征量子行走，其结构也比非结构化搜索的预言机更强。因此，这两种技术，虽然在被描述为控制其演变的哈密顿相似，计算从根本上不可调和的手段。
2016-05-19 quant-ph
How Quantum is the Speedup in Adiabatic Unstructured Search?
在经典计算中，模拟方法有时看起来比实际上更强大。当资源，特别是精度，没有得到适当考虑时，就会出现这种情况。虽然模拟量子计算也应该如此，但分析中往往忽略了精度问题。在这项工作中，我们提出了一个经典的模拟算法的非结构化搜索，可以被视为类似于量子绝热非结构化搜索算法设计的罗兰和Cerf [物理修订A 65，042308（2002）]。我们表明，类似于它的量子对应物，经典的建设也可以提供一个二次加速比标准的数字非结构化搜索。我们讨论了绝热量子计算的背景下，这一结果的意义和可能的影响。
2019-04-14 quant-ph
Quantum algorithms for systems of linear equations inspired by adiabatic quantum computing
我们提出了两个量子算法的基础上的进化随机化，绝热量子计算的一个简单的变种，准备一个量子态$\vert x \rangle$，是成比例的线性方程组$A \vec{x}=\vec{b}$的系统的解决方案。我们的算法的时间复杂度是$O(κ^2 \log(κ)/ε)$和$O(κ\log(κ)/ε)$，其中$κ$是$A$的条件数，$ε$是精度。这两种算法都是使用家庭的哈密尔顿是线性组合的产品$A$，投影到初始状态$\vert b \rangle$，和单量子位泡利运营商。算法概念简单，易于实现。它们不是从门模型和绝热量子计算之间的等价关系得到的。它们不使用相位估计或可变时间幅度放大，并且不需要大型辅助系统。我们讨论了一个基于门的实现，通过哈密顿模拟，并证明我们的第二个算法几乎是最佳的$κ$。像以前的方法一样，我们的技术在一些假设下产生指数量子加速。我们的研究结果强调了基于哈密顿的量子计算模型在发现重要算法中的作用。
2018-11-29 quant-ph
Improved Error Bounds for the Adiabatic Approximation
自从绝热量子计算被发现以来，就出现了对绝热近似中的误差的严格证明的界限的需要。本文给出了量子系统绝热近似误差的上下限的严格和初步推导。我们的界限往往是渐近紧的限制缓慢发展的固定哈密顿量，并用于提供充分条件的绝热近似的应用。我们表明，我们的充分性标准排除了Marzlin-桑德斯反例类的哈密顿服从绝热近似。最后，我们证明了类的哈密顿类似的Marzlin-Sanders反例哈密顿的存在，但也服从绝热近似。
2011-03-21 quant-ph
The relationship between minimum gap and success probability in adiabatic quantum computing
我们探讨了绝热量子计算过程中的两个品质因数之间的关系：成功概率$P$和最小间隙$Δ_{min}$之间的基态和第一激发态，调查在何种程度上的成功概率为一个合奏的问题哈密顿量可以通过一个函数的$Δ_{min}$和计算时间$T$。我们研究了一个通用的绝热算法，并表明$P$和$Δ_{min}$的分布中存在丰富的结构。在两个量子比特的情况下，$P$是$Δ_{min}$的函数、最小值出现的演化阶段的函数以及$T$的函数的良好近似。这种结构在大型系统的例子中仍然存在。
2012-08-31 quant-ph
Unification and limitations of error suppression techniques for adiabatic quantum computing
虽然绝热量子计算（AQC）对噪声具有一定的内在鲁棒性，但预计大规模计算将需要某种形式的误差控制。为电路模型量子计算开发的错误控制思想不容易转移到AQC模型，迄今为止，在AQC实现过程中有两个主要的建议来抑制错误：能隙保护和动态解耦。在这里，我们表明，这两种方法是根本相关的，可以在同一形式主义进行分析。我们分析了这种错误抑制技术的有效性，并确定关键的限制AQC中的错误抑制的性能，这表明错误抑制本身是不够的容错，大规模的AQC和纠错的形式是必要的。这篇手稿已被文章“绝热量子计算中的误差抑制和误差校正I：技术和挑战”，arXiv：1307.5893和“绝热量子计算中的误差抑制和误差校正II：非平衡动力学”，arXiv：1307.5892所取代。
2013-07-24 quant-ph
Error-run-time trade-off in the adiabatic approximation beyond scaling relations
绝热近似在实际应用中的使用，如在绝热量子计算中，需要对有限时间演化中的误差进行评估。针对这种情况下，我们推导出超越典型标度关系的绝热近似的误差和演化时间的界限。使用绝热微扰理论，我们得到的领导阶表达式适用于长的演化时间$T$，同时明确确定最短的时间$T$和最大的错误$\varepsilon$，他们是有效的。在这种有效性机制中，我们可以清楚和精确地说明达到给定误差所需的演化时间，反之亦然。作为一个具有实际意义的例子，我们将这些结果应用于绝热搜索，并获得第一次的错误运行时间的权衡关系，完全再现离散Grover搜索缩放。我们还开创性地获得紧的数值$\varepsilon$和$T$下的误差减少策略"边界取消“。
2020-04-20 quant-ph
Arbitrary-time error suppression for Markovian adiabatic quantum computing using stabilizer subspace codes
绝热量子计算（AQC）可以通过编码成检错码来保护免受热激发，并补充由交换哈密顿项之和形成的能量惩罚。早期的工作表明，在局部马尔可夫环境的情况下，通过使用在固定温度下仅在系统大小中以几何方式增长的能量惩罚强度，可以抑制编码的基态的初始热诱导激发。这一结果是否适用于最初时间之后的问题仍然悬而未决。在这里，我们的回答是肯定的。我们表明，热激发出的编码基态可以抑制在任意时间的额外假设下，总的演化时间是多项式的系统大小。因此，可以在封闭系统设置中使用AQC有效地解决的计算问题仍然可以有效地解决耦合到热环境。我们的建设使用稳定子空间代码，这需要至少$4$本地的相互作用，以实现这一结果。
2019-04-26 quant-ph
A Random Matrix Model of Adiabatic Quantum Computing
我们提出了一个分析的量子绝热算法解决困难的情况下，3-SAT（NP完全问题）的随机矩阵理论（RMT）。我们确定的全局规律性的瞬时哈密顿量的频谱波动的初始哈密顿量和那些的基态编码的解决方案的计算问题之间的插值过程中遇到的。在每个插值点，我们通过其Brody参数量化平均光谱分布的规则性程度，Brody参数是区分规则（即，Poissonian）从混沌（即，Wigner型）分布的归一化最近邻间距。我们发现，对于困难的问题实例，即，那些具有子句与变量的临界比率的情况下，谱波动通常在插值参数的连续区域上变得不规则，而谱对于简单的实例是规则的。在硬区域内，RMT可以被应用以获得由于非绝热朗道-齐纳型转变而导致的绝热算法的避免的能级交叉和伴随的故障率的概率的数学模型。我们的模型预测，如果插值是在一个统一的速度，量子绝热算法的平均故障率，当平均超过硬问题的情况下，随着问题的大小呈指数级增长。
2004-09-15 quant-ph
Improved Error-Scaling for Adiabatic Quantum State Transfer
我们提出了一种技术，大大提高了绝热状态转移的准确性，为广泛的一类现实的哈密顿。对于某些系统，总误差缩放可以在固定的最大传输速率下二次减小。这些改进仅仅依赖于总进化时间的明智选择。我们的技术是错误的鲁棒性，因此适用于现有的实验利用绝热通道。我们给出两个例子作为原理证明，显示绝热搜索算法和可调双量子比特量子逻辑门的二次误差减少。
2011-09-15 quant-ph
Schedule path optimization for quantum annealing and adiabatic quantum computing
绝热量子计算和优化最近已经获得了很多关注，作为实现优于经典方法的量子优势的可能模型来优化和其他特殊用途计算。这两种技术本质上都是概率性的，并且在演化期间系统的基态和第一激发态之间的最小间隙是确定成功概率的主要因素。在这项工作中，我们研究了一种策略，通过引入中间哈密顿算子，修改初始和最终哈密顿算子之间的演化路径，以增加最小间隙和成功概率。我们专注于最近的硬件实现相关的优化问题，并提出了一个纯粹的本地中间哈密顿的存在，实现最佳性能方面的推动最小的差距的进化的终点之一的数值证据。作为本研究的一部分，我们开发了一个凸优化配方的搜索最佳绝热时间表，使这种计算更容易处理，这可能是独立的利益。我们进一步研究了随机中间哈密顿算子对最小间隙和成功概率的有效性，并从经验上发现随机哈密顿算子对成功概率的增加有很大的可能性，但只是一个适度的量。
2016-04-18 quant-ph
Adiabatic and Hamiltonian computing on a 2D lattice with simple 2-qubit interactions
我们展示了如何使用与时间无关的哈密顿量在二维网格上进行通用哈密顿量和绝热计算，该网格描述了一个跳跃粒子系统，这些粒子串在一起并相互作用以进行计算。在这种结构中，一个粒子的运动由其他粒子的存在或不存在来控制，这是一种有效的量子场效应晶体管，可以构建受控非门和受控旋转门。该结构转化为通用量子计算模型，在（几乎）平面网格上具有与时间无关的2量子位ZZ和XX+YY相互作用。有效的汉密尔顿算子是通过单独使用一阶微扰理论而得到的，避免了使用微扰工具。有效哈密顿量的动力学和光谱性质可以完全确定，因为它对应于量子线路和哈密顿量之间的映射的特定实现，称为时空电路到哈密顿量的构造。由于需要简单的相互作用，并且没有使用高阶微扰工具，我们的构造可能使用超导或其他固态量子比特来实现。
2015-09-03 quant-ph
Quantum Zeno effect versus adiabatic quantum computing and quantum annealing
Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf（德累斯顿-罗斯多夫亥姆霍兹中心）；Technische Universität Dresden（德累斯顿工业大学）
研究绝热Grover搜索算法中环境耦合导致的退相干，发现量子芝诺效应通过持续测量抑制量子跃迁，从而限制量子加速，并推广到基于Landau-Zener跃迁的绝热量子算法和量子退火方案。
2026-05-22 quant-ph
Accuracy vs run time in adiabatic quantum search
绝热量子算法的特点是它们的运行时间和精度。这两者之间的关系对于量化绝热算法性能是必不可少的，但往往是知之甚少。我们研究了连续时间，绝热量子搜索算法的动力学，并找到严格的结果的准确性和运行时间。继续估计，我们表明，在相当一般的情况下，绝热算法的错误表现出的行为与两个明显的制度：错误指数下降的短时间内，然后减少多项式时间较长。我们发现，众所周知的二次加速古典搜索只与指数误差制度。我们通过绝热误差最小化得到的演化路径的例子来说明结果。我们还讨论了控制绝热误差和运行时间的具体策略。
2010-08-04 quant-ph
Adiabatic quantum computing with parameterized quantum circuits
提出一种基于参数化量子电路的离散绝热量子计算方法，通过求解受约束线性方程组更新参数，避免传统优化限制，在MaxCut等问题上优于VQE。
2024-04-15 quant-ph
Deep recurrent networks predicting the gap evolution in adiabatic quantum computing
针对绝热量子计算中能隙演化预测难题，提出结合LSTM与卷积神经网络的深度学习架构，可预测更大系统规模的能隙，实现相比传统算法的显著加速。
2023-06-07 quant-ph
Use of non-adiabatic geometric phase for quantum computing by nuclear magnetic resonance
几何相位在科学的许多领域都有潜在的应用，这激发了人们的研究兴趣。其中之一就是容错量子计算。量子计算的先决条件是通过量子比特的受控动力学实现受控逻辑门。在受控动力学中，一个量子比特经历相干演化并获得适当的相位，这取决于其他量子比特的状态。如果演化是几何的，则所获取的相位仅取决于所执行的路径的几何形状，并且对于某些类型的错误是鲁棒的。这种现象导致了固有的容错量子计算。在这里，我们提出了一种技术，使用非绝热几何相位的量子计算，使用选择性激发。在一个双量子比特系统中，我们选择性地演化出一个合适的子系统，其中控制量子比特处于态|1>，通过闭合电路。通过这种演变，目标量子位获得由控制量子位的状态控制的相位。使用这些几何相位门，我们演示了Deutsch-Jozsa算法和Grover的搜索算法在两个量子比特系统中的实现。
2005-03-03 quant-ph
Optimizing Quantum Adiabatic Algorithm
在量子绝热算法中，当绝热参数$s(t)$以有限的速率从0缓慢变化到1时，不可避免地会发生向激发态的跃迁，从而导致本征计算误差。我们表明，这种计算误差不仅取决于总的计算时间$T$，但也对绝热参数$s(t)$的时间导数在开始和结束的演变。以前的工作（物理修订版A \textbf{82}，052305）也提出了这一结果。通过六种典型的绝热路径，我们系统地展示了如何优化设计绝热路径以减少计算误差。我们的方法有一个清晰的物理图像，也解释了计算误差的模式。本文主要研究量子绝热搜索算法，虽然我们的结果是一般性的。
2015-11-24 quant-ph
Double Occupancy Errors in Quantum Computing Operations: Corrections to Adiabaticity
在量子计算操作的背景下，我们研究了两个耦合量子点自旋量子比特的绝热动力学修正，每个量子点单独占据一个电子。Tunnel在操作结束时导致双重占用，并构成处理错误。我们用一个有效的两能级系统来模拟门操作，其中非绝热跃迁对应于双占有。该模型是可积的，具有三个独立的参数。我们确认的准确性Dykhne的公式，非微扰估计的过渡，并讨论其有效性的物理直观的条件。我们的半经典结果与精确时间演化的数值模拟非常吻合。类似的方法适用于不同背景下的两级系统。
2004-09-04 cond-mat.mes-hall quant-ph
Bounds for the adiabatic approximation with applications to quantum computation
我们提出了简单的证明绝热近似中使用的估计。间隙的依赖性进行了明确的分析。我们将结果应用于量子计算中感兴趣的内插哈密顿算子。
2007-11-08 quant-ph
Comparison of the sensitivity to systematic errors between non-adiabatic non-Abelian geometric gates and their dynamical counterparts
我们研究了控制参数的系统误差对基于非绝热非阿贝尔几何完整性和依赖于纯动力学演化的单量子比特门的影响。它明确表明，控制场的拉比频率的系统误差影响这两种门以不同的方式。在这个系统误差的存在下，由非绝热非阿贝尔几何门产生的变换在计算空间中不是幺正的，并且由此产生的门失真大于动力学方法。我们的结果为在系统噪声为主要噪声源的物理系统中选择合适的实现基本量子门的方法提供了理论依据。
2016-03-26 quant-ph
Adiabatic-Inspired Hybrid Quantum-Classical Methods for Molecular Ground State Preparation
University of Edinburgh（爱丁堡大学）
本文提出了一种受绝热启发的混合量子-经典方法G-AQC-PQC，用于高效制备分子基态，通过结合低内存优化器和绝热初始化，提升量子化学计算的准确性与效率。
2025-12-16 quant-ph
Improving the variational quantum eigensolver using variational adiabatic quantum computing
变分量子本征求解器（VQE）是一种混合量子-经典算法，用于求解包含参数化量子线路优化的哈密顿量的最小本征值。由于所得到的优化问题一般是非凸的，该方法可以收敛到次优的参数值，不产生最小特征值。在这项工作中，我们通过采用变分绝热量子计算（VAQC）的概念来解决这个缺点，作为一个程序，以改善VQE。在VAQC中，连续参数化哈密顿量的基态通过参数化量子线路来近似。我们讨论了VAQC的一些基本理论，以促进混合量子-经典同伦延拓方法的发展。该方法与微分方程数值积分的预估-校正方法具有相似之处。虽然该过程存在理论上的限制，但我们在实践中看到VAQC可以成功地找到良好的初始电路参数来初始化VQE。我们用量子化学中的两个例子来证明这一点。通过这些例子，我们提供的经验证据表明，VAQC，结合其他技术（一个自适应终止标准的经典优化和方差为基础的reservation方法的期望值评估），可以提供更准确的解决方案比“平原”VQE，同样的努力。
2021-08-16 quant-ph
Polynomial scaling enhancement in ground-state preparation of Ising spin models via counter-diabatic driving
自旋系统基态的制备是量子计算中的一个基本操作，也是绝热量子计算的基础。这种形式的量子计算受制于绝热定理，而绝热定理又构成了基本的速度限制。我们表明，通过采用非绝热转换通过计数器非绝热驱动不太严格的绝热性的要求适用。对于不同的伊辛自旋模型，我们证明了在基态保真度中，与绝热对应物相比，本地和多自旋计数器非绝热驱动的标度优势。
2021-09-10 quant-ph
Robustness of adiabatic quantum computation
我们研究了量子计算的容错绝热演化，量子算法解决各种组合搜索问题。我们描述了一个固有的鲁棒性的绝热计算对两种错误，酉控制误差和退相干，我们研究这种鲁棒性使用数值模拟的算法。
2001-08-09 quant-ph
Adiabatic Quantum Computing
绝热量子计算（AQC）是量子计算领域中一个相对较新的课题，更不用说物理学了。这个项目的灵感来自于最近围绕加拿大不列颠哥伦比亚省D-Wave Systems的争议，他们声称已经建立了一个工作的AQC，现在可以商业化，并希望在2008年底之前分发1024量子位芯片。他们的16量子位芯片在2007年超级计算会议上进行了在线演示，解决了一些小问题;尽管记者和评论家收到的解释很少，而且在问答环节中也很少透露。这种“不令人信服”的演示引起了物理学家和计算机科学家对D-Wave的反击。本项目的目的是介绍经典计算和量子计算的历史进展，并探索AQC的方法。通过数值模拟，经验地得到了最大独立集问题的算法。
2011-08-02 physics.pop-ph quant-ph
Success of digital adiabatic simulation with large Trotter step
绝热演化的模拟与绝热量子计算、量子近似优化算法和绝热态制备有着密切的联系。本文讨论了用Trotter公式对绝热过程进行量子模拟的误差分析问题。我们表明，与其他条件下，电路深度可以是线性的模拟时间$T$。改进来自于观察到这里的保真度误差不能通过进化算子之间的范数距离来估计。这种现象被称为数字绝热模拟中离散化的鲁棒性。它可以解释为三个步骤，从分析和数字证据：（1）。保真度误差应该通过应用绝热定理来估计有效哈密顿量。（二）、由于Riemann-Lebesgue引理的特殊性，大多数绝热过程对离散化具有很强的鲁棒性。（三）、随着Trotter步长的增大，有效哈密顿量的谱隙趋于闭合，导致绝热数值模拟失败。
2022-02-07 quant-ph
Adiabatic Quantum Transistors
我们描述了一个多体量子系统，它可以通过绝热地施加一个大的外加场到系统上来进行量子计算。在施加场之前，量子信息被定位在器件的一个边界上，并且在施加场之后，该信息已经传播到器件的另一侧，其中量子线路被施加到该信息。应用的电路依赖于材料的多体哈密顿量，计算发生在具有保序拓扑序的退化基空间中。这种绝热量子晶体管是通用绝热量子计算设备，其具有模块化的附加益处。在这里，我们描述了这个模型，为为什么它是一个有效的量子计算模型提供论据，并检查这些多体系统中存在的噪声环境。
2013-06-18 quant-ph
Error correcting codes for adiabatic quantum computation
近年来，人们越来越关注使用绝热量子计算作为实验上可实现的量子计算机的体系结构。其中一个原因是能隙应该提供一些固有的抗噪声能力。现在我们知道，通用的量子计算可以用2-定域哈密顿量来实现。这些汉密尔顿方程中的能隙与问题规模成逆多项式关系。在这里，我们提出了稳定器代码，可以用来产生一个恒定的能隙对1-本地和2-本地噪声。相应的容错泛哈密顿量分别是4-局部和6-局部的，这是在该框架下可实现的最优结果。
2006-10-10 quant-ph
An Integrated Programming and Development Environment for Adiabatic Quantum Optimization
绝热量子计算是实现量子信息处理所提供的计算能力的一条有前途的途径。最近的绝热硬件的可用性提出了具有挑战性的问题，如何评估绝热量子优化程序。处理器行为取决于多个步骤来合成绝热量子程序，每个步骤都是高度可调的。我们提出了一个集成的编程和开发环境绝热量子优化称为JADE，提供控制程序合成过程中采取的所有步骤。JADE捕获了严格指定绝热量子优化算法所需的工作流程，同时允许各种问题类型，编程技术和处理器配置。我们还将JADE与量子模拟引擎集成在一起，可以使用数值计算进行程序分析。计算引擎支持针对各种度量和计算资源定制的模拟方法的插件。我们介绍了JADE的设计、集成和部署，并讨论了它在量子计算机科学界对绝热量子优化程序进行基准测试方面的潜在用途。
2014-04-21 quant-ph
Determining probability density functions with adiabatic quantum computing
本文提出结合绝热模拟演化与门电路的量子算法，通过编码累积分布函数并以参数移位规则求导，从而确定一维概率密度函数。
2025-01-06 hep-ph quant-ph
Robustness of non-adiabatic holonomic gates
研究了[New J. Phys. { \bf 14}，103035（2012）]中提出的非绝热完整门方案对不同误差源的鲁棒性。开放系统的影响，以及在驱动领域的错误被认为是。据发现，门可以通过使用足够短的脉冲的错误弹性。脉冲能有多短的主要限制由准单色近似的崩溃给出。与绝热门的弹性进行了比较。
2013-01-07 quant-ph
Towards Fault Tolerant Adiabatic Quantum Computation
我展示了如何保护绝热量子计算（AQC）对退相干和某些控制错误，使用混合动力学解耦，子系统和稳定器代码，和能量间隙的方法。相应的误差界。作为一个例子，我展示了如何执行退相干保护AQC对本地噪声使用最多两体相互作用。
2008-05-02 quant-ph
Bounding first-order quantum phase transitions in adiabatic quantum computing
本文利用图论概念，将绝热路径上哈密顿量的图论量与一阶量子相变的发生相关联，从而推导出最小谱隙位置的界限，为分析改进绝热量子计算算法运行时间的策略提供了新工具。
2024-09-20 quant-ph
