Efficient graph-diagonal characterization of noisy states distributed over quantum networks via Bell sampling
通过贝尔采样高效表征分布式于量子网络中的噪声态的图对角线，提升大规模网络中噪声图态的估计效率。
2025-12-07 quant-ph
Constant-Per-Layer-Depth MPS-Pretrained Ansatz for Noisy Distributed Quantum Processors
Korea Institute of Science and Technology（韩国科学技术院）；xDots；Seoul National University（首尔大学）；Korea University of Science and Technology（韩国科学技术大学）
本研究提出恒定每层深度的MPS预训练拟设，通过硬件感知协同设计（电路调度与通信拓扑），在分布式量子处理器上实现噪声下性能优于或匹配单处理器砖墙架构的变分量子计算。
2026-11-02 quant-ph
A distributed architecture for scalable quantum computation with realistically noisy devices
迄今为止，人们为实现容错量子计算付出了巨大的努力。然而，现有的容错方案假设多个量子比特共同存在于一个量子系统中，这与实验的实际情况是不相容的。在这里，我们提出了一种新的架构，实际上可扩展的量子计算，量子计算分布在小尺寸（四量子比特）的本地系统，这是由量子信道连接。我们表明，所提出的架构的工作原理，甚至与错误概率0.1%的本地操作，突破了一个数量级的共识。此外，量子信道的保真度可以是非常低的$\sim$ 0.7，这基本上放松了按比例放大架构的难度。本架构所需的所有关键要素及其准确性都在当前技术的范围内。目前的架构使我们能够实现量子计算机的有效缩放，就像今天的经典计算机一样。
2012-02-29 quant-ph
Noisy distributed sensing in the Bayesian regime
我们认为非局部感知的标量信号与特定的空间依赖的贝叶斯制度。我们设计的方案，允许一个实现最佳的缩放和免疫噪声源与不同的空间依赖性比信号。这是通过使用空间上分离的传感器的传感器阵列和构造多维消相干自由子空间来实现的。虽然在具有尖锐先验和多个测量的Fisher机制中，只有光谱范围$Δ$是重要的，但是在具有宽先验的单次激发感测中，可用能级的数量$L$是至关重要的。我们研究的影响$L$和$Δ$也在中间的情况下，并表明，这些数量可以分别在我们的设置进行优化。这为我们提供了一个灵活的方案，可以适应不同的情况，并通过构造对给定的噪声源不敏感。
2020-03-11 quant-ph
Experimental distributed quantum sensing in a noisy environment
本文实验演示了基于 trapped-ion 的分布式量子传感协议，通过创建多维传感器纠缠态在噪声环境中隔离并检测信号，优于无纠缠策略，适用于任意距离与场，为量子传感器网络提供了应用前景。
2025-11-02 quant-ph
Noisy One-Way Quantum Computations: The Role of Correlations
一个计划，以评估计算的并行性在单向模型的开发和探索，以了解噪声量子计算的质量的相关性的作用。该方法被迅速应用到许多计算实例中，揭示了在嘈杂的资源状态中更高的纠缠量并不一定意味着更好的计算。
2011-04-11 quant-ph
Quantum Correlations over Long-distances Using Noisy Quantum Repeaters
量子关联作为量子通信的资源，可以通过量子中继器进行远距离传输。在这封信中，我们介绍了噪声量子中继器的概念，并研究了它在量子通信中的作用。量子关联共享噪声量子中继器，然后其特征在于和他们的保密性进行了研究。值得注意的是，有噪量子中继器自然会在密钥蒸馏场景中引入私有状态，因此密钥蒸馏协议被证明更具容忍性。
2008-03-10 quant-ph
Resource-adaptive distributed fault tolerance with very noisy Bell pairs
University of Bremen（不来梅大学）；École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL)（洛桑联邦理工学院）；University of Oxford（牛津大学）；German Research Center for Artificial Intelligence GmbH（德国人工智能研究中心有限公司）
本研究针对模块间依赖极噪贝尔对的分布式量子计算场景，扩展构造式容错框架，优化分布式稳定子测量电路，减少贝尔对用量并通过数值基准验证了性能。
2026-09-04 quant-ph
Quantum computation with noisy operations
在本文中，我们展示了如何使用低保真度操作来控制量子系统的动力学。噪声操作通常会导致系统演化为混合状态，破坏系统的相干性。有时，频繁的噪声操作导致子系统的相干演化，并且子系统的动力学通过调谐噪声操作来控制。在此基础上，我们发现普适量子计算可以通过低保真度（保真度$<90\%$）操作来实现。
2015-06-11 quant-ph
Private entanglement over arbitrary distances, even using noisy apparatus
给出了完全基于纠缠净化的量子密码的安全性证明。我们的证明适用于所有可能的攻击（个人和连贯的）。它意味着在基于纠缠的量子中继器的帮助下分发的密钥的安全性。我们证明了所得到的量子信道的安全性，该信道不仅可以用于量子密钥分发，而且还可以用于量子信息的安全传输。
2001-11-16 quant-ph
Quantum Machine Learning for Distributed Quantum Protocols with Local Operations and Noisy Classical Communications
量子纠缠蒸馏和量子态鉴别等分布式量子信息处理协议依赖于局域操作和经典通信。现有的基于LOCC的协议通常假设理想的、无噪声的通信信道的可用性。在本文中，我们研究了经典通信在噪声信道上发生的情况，并建议通过使用量子机器学习工具来解决这种情况下LOCC协议的设计。我们特别关注的重要任务的量子纠缠蒸馏和量子态的歧视，并实现本地处理通过参数化的量子线路（PQC），优化，以最大限度地提高平均保真度和平均成功概率在各自的任务，同时占通信错误。所介绍的方法，噪声感知LOCCNet（NA-LOCCNet），被证明具有显着的优势，现有的协议设计的无噪声通信。
2023-02-17 cs.AI cs.LG quant-ph
Classical Capacity of Arbitrarily Distributed Noisy Quantum Channels
研究任意量子信道在经典与量子混合噪声影响下传输经典信息的容量问题，推导混合噪声分布并给出可达信道容量公式，数值证明容量随每次使用的光子数增加而提升。
2023-06-28 eess.SP quant-ph
Probabilistic Secret Sharing Through Noisy Quantum Channels
在现实情况下，经典或量子信息的秘密共享将涉及通过噪声信道传输该信息。我们考虑一个三量子比特的纯态。当量子比特分布在噪声信道上时，这种状态变成了混合状态。我们专注于一个特定的噪声通道，相位阻尼通道。我们提出了一个秘密共享的经典信息与此和相关的噪声信道的协议。该协议也可以被认为是协作超密集编码。我们还讨论了其他噪声信道，以研究秘密共享的经典信息的可能性。
2011-12-02 quant-ph
Limitations of Noisy Reversible Computation
噪声计算和可逆计算已经被分开研究，并且已知它们与无限制计算一样强大。我们研究的情况下，噪声和可逆性相结合，并表明组合模型是弱于无限制的计算。在我们的噪声可逆电路中，每根导线在每个时间步以概率p翻转，并且电路的所有输入都在时间0出现。我们证明，任何有噪声的可逆电路必须有其深度的大小指数，以计算具有高概率的函数。这是紧密的，因为我们表明，任何电路都可以转换成一个抗噪声的可逆的，其大小在深度上是指数级的。这证明了有噪可逆计算具有复杂性类NC ^1的能力。我们将其推广到量子线路。我们证明，任何嘈杂的QC，这不是毫无价值的，并且所有的输入都存在于时间0，必须有大小指数在其深度。(This强调了容错QC必须始终使用恒定输入电源的事实。）对于下限，我们证明了准多项式噪声QC至少与对数深度QC（或QNC ^[1]）一样强大。在量子情况下，使这些边界紧是开放的。
1996-11-17 quant-ph
Noisy Control, the Adiabatic Geometric Phase, and Destruction of the Efficiency of Geometric Quantum Computation
我们研究了耦合到噪声经典控制场的量子系统的绝热动力学。一个随机相移出现在系统的密度矩阵的非对角元素，这可能会导致退相干。我们推导出退相干发生的条件，并确定驱动退相干的噪声特性。我们展示了这种退相干机制如何导致：（1）绝热几何相位的可观察结果的退相;以及（2）在足够噪声的几何量子计算机上运行时Shor算法的计算效率的损失。
2003-11-30 quant-ph
Optimizing entanglement distribution via noisy quantum channels
Institute of Fundamental Technological Research, Polish Academy of Sciences（波兰科学院基础技术研究所）；Centre of New Technologies, University of Warsaw（华沙大学新技术中心）
研究通过噪声量子通道分发纠缠的策略，分析中点配置的最优性，并利用SDP技术评估纠缠分发能力。
2025-06-06 quant-ph
Verifying BQP Computations on Noisy Devices with Minimal Overhead
随着委托量子计算的发展，客户将希望确保其数据和算法的机密性以及计算的完整性。虽然存在盲和可验证的量子计算协议，但它们存在高开销和过度敏感的问题：当在嘈杂的设备上运行时，不完美会触发与恶意攻击相同的检测机制，导致永久中止计算。我们介绍了第一个盲和可验证的协议，用于将BQP计算委托给功能强大的服务器，重复作为唯一的开销。它是可组合的，具有指数下界的统计安全性，并且可以容忍恒定量的全局噪声。
2021-09-09 quant-ph
Gate Teleportation vs Circuit Cutting in Distributed Quantum Computing
memQ Inc.（memQ公司）；Argonne National Laboratory（阿贡国家实验室）
该研究对比分布式量子计算中门隐形传态与线路切割技术，建模含噪远程门，确定二者性能盈亏平衡点，指出降低M2O换能器噪声10倍可使远程门更具优势，为量子互连硬件指标提供参考。
2025-10-10 quant-ph
Efficient classical simulation of noisy quantum computation
理解经典可模拟性和量子计算能力之间的界限是一个迷人的话题。直接模拟有噪声的量子计算需要求解一个开放的量子多体系统，这是非常昂贵的。在这里，我们开发了一个张量网络形式主义来模拟噪声量子线路的时间动力学和傅立叶谱。我们证明，在一般条件下，大多数的量子线路在任何恒定的噪声水平，每个门可以有效地模拟经典的成本增加，只有多项式的电路的大小。即使对于某些操作子集，例如Clifford群中的所有门，我们有完美的无噪声量子门，结果也成立。这一令人惊讶的结果揭示了经典可模拟性、量子优越性和容错量子计算之间的微妙关系。所开发的模拟工具也可用于求解其他开放量子多体系统。
2018-10-07 quant-ph
Metrology-assisted entanglement distribution in noisy quantum networks
我们考虑高维纠缠态通过噪声信道分配给多方，以及随后使用随机局部操作和经典通信将这些状态概率转换为所需的目标状态。我们表明，这种状态转换协议可以增强嵌入式信道估计例程在没有额外的成本方面的副本的数量的分布式状态。我们的策略的定义特征是使用那些转换不成功的副本来估计噪声，从而可以抵消其对成功转换的副本的不利影响。虽然这个想法推广到各种更复杂的情况下，我们专注于现实的情况下，只有1000多份副本分发，并不要求各方同时处理多个副本。特别是，我们研究了所谓的一个成功的分支协议的性能，依次适用于单副本和自适应贝叶斯估计策略。最后，我们将我们的策略与更一般但不太容易实际实施的策略进行比较，这些策略涉及蒸馏和使用量子存储器同时处理多个副本。
2022-05-23 quant-ph
Limitations of Noisy Quantum Devices in Computational and Entangling Power
Center for Quantum Information, Institute for Interdisciplinary Information Sciences, Tsinghua University（清华大学交叉信息研究院量子信息中心）
研究噪声量子设备在无纠错情况下的计算和纠缠能力限制，发现深度超过Ω(log(n))时，n量子比特设备与随机硬币无法区分，且多项式时间算法无计算优势。
2026-03-24 quant-ph
Assessing the Stability of Noisy Quantum Computation
量子计算在过去十年中取得了相当大的进展，多种新兴技术为这种计算提供了原理验证实验演示。然而，这些量子计算的实验演示面临着技术挑战，因为该技术的不完美实现会产生噪声和错误。在这里，我们在量子计算的背景下构建了计算精度，结果再现性，设备可靠性和程序稳定性的概念。我们提供了直观的定义，这些概念的背景下，量子计算，导致操作上有意义的界限程序输出。我们的评估强调了对量子计算计划进行统计分析的持续需求，以增加我们对新兴的量子信息科学领域的信心。
2022-09-26 quant-ph
Distributed Quantum Dense Coding Enhanced With Non-classical Routing
Indian Institute of Science Education and Research, Pune（印度科学教育研究所浦那分校）；Harish-Chandra Research Institute, A CI of Homi Bhabha National Institute（哈里什-昌德拉研究所，霍米·巴巴国立学院下属机构）
提出分布式量子密集编码协议，通过控制系统叠加编码过程，实现单量子比特系统的非经典路由。在弱纠缠和噪声态下，该协议在解码策略中表现更优，扩展到含噪声信道及多接收方时也有良好性能。
2026-07-08 quant-ph
Divide-and-conquer verification method for noisy intermediate-scale quantum computation
几个有噪声的中间尺度量子计算可以被看作是稀疏量子计算芯片上的量子深度量子线路，其中两个量子比特门可以直接应用于仅一些量子比特对。在本文中，我们提出了一种方法来有效地验证这种噪声的中间尺度量子计算。为此，我们首先描述小规模量子操作的钻石规范。然后，通过使用这些特征化的量子操作，我们估计从噪声中间尺度量子计算获得的实际$n$ -量子比特输出状态$\hatρ_{\rm out}$与理想输出状态（即，目标状态）$|ψ_t\rangle$。虽然直接保真度估计方法平均需要$\hatρ_{\rm out}$的$O(2^n)$拷贝，但我们的方法即使在最坏的情况下也只需要$O(D^32^{12D})$拷贝，其中$D$是$|ψ_t\rangle$的密集度。对于稀疏芯片上的量子深度量子线路，$D$至多是$O(\log{n})$，因此$O(D^32^{12D})$是$n$的多项式。通过使用IBM Manila 5-qubit芯片，我们还进行了原理验证实验，以观察我们的方法的实际性能。
2022-07-04 quant-ph
Numerical Simulations of Noisy Quantum Circuits for Computational Chemistry
近期量子计算机计算小分子基态性质的机会取决于计算模型的结构以及设备噪声引起的误差。在这里，我们调查的行为，这些嘈杂的量子线路使用数值模拟，以估计的准确性和保真度的准备量子态相对于地面真理获得常规手段。我们实现了几种不同类型的Ancipitation电路来自幺正耦合团簇理论的目的估计基态能量的氢化钠使用变分量子本征求解器算法。我们展示了能量和保真度尺度的相对误差与基于门的噪声水平、分子间配置、抗反射电路深度和参数优化方法的关系。
2022-05-05 quant-ph
Adversarial Effects on Expressibility and Trainability in Distributed Variational Quantum Algorithms
School of Computer Science, University of Birmingham（伯明翰大学计算机科学学院）
研究探讨了对抗性扰动如何影响分布式变分量子算法的表达性和可训练性，提出Kraus表达性作为衡量噪声通道的指标，并通过梯度方差分析揭示了表达性与可训练性之间的权衡。
2026-05-05 cs.LG quant-ph
Quantum computational advantage of noisy boson sampling with partially distinguishable photons
本文研究部分可区分光子噪声对 boson sampling 经典不可解性的影响，证明平均 O(log N) 个可区分光子仍保持理想复杂度，为含噪实验实现量子计算优越性提供理论依据。
2025-07-08 quant-ph
Extending the computational reach of a noisy superconducting quantum processor
量子计算是一种完全不同的计算范式，它受益于理论上证明的某些问题的加速，并开辟了精确研究量子系统特性的可能性。然而，由于物理计算元件（量子位）的固有脆弱性质，实现量子优势经典计算需要量子位操作的极低错误率以及物理量子位的显著开销，以便经由量子纠错实现容错。然而，最近的理论工作表明，基于量子观测值的期望值的计算的准确性可以通过从不同的噪声实验的集合的结果的外推来增强。在这里，我们在超导量子处理器上演示了这种错误缓解协议，增强了其计算能力，无需额外的硬件修改。我们应用该协议来减轻标准单量子位和双量子位实验的错误，然后将其应用扩展到量子化学和磁学的哈密顿量的变分优化。我们有效地表明，抑制不相干的错误，有助于发掘，否则无法访问的精度变分的解决方案，使用我们的嘈杂的处理器。这些结果表明，错误缓解技术对于显着增强近期量子计算硬件的能力至关重要。
2018-05-11 quant-ph
Distributed Realization of Color Codes for Quantum Error Correction
University of Pittsburgh（匹兹堡大学）；Cisco Quantum Lab（思科量子实验室）
本文提出并分析了一种分布式架构来实现(6.6.6)颜色码，通过纠缠对连接不同量子处理单元中的颜色码块，考虑噪声互连，研究了不对称噪声条件下颜色码的错误阈值，验证了拼接MWPM算法在噪声下的有效性。
2025-05-15 quant-ph
Experimental Free-Space Distribution of Entangled Photon Pairs over a Noisy Ground Atmosphere of 13km
我们报道了在13公里高的噪声地面大气中纠缠光子对的自由空间分布。结果表明，当两个纠缠光子通过有噪声的地面大气层后，仍然可以保持所需的纠缠。通过观察$2.45 \pm 0.09$的贝尔不等式式的类空分离破坏证实了这一点。在此基础上，我们利用分布式纠缠光子源对BB84量子密码方案进行了验证。实验中实现的纠缠光子对的分布距离首次远远超过了大气层的有效厚度，从而向基于卫星的全球量子通信迈出了重要一步。
2004-12-31 quant-ph
Distributed quantum algorithm for Simon's problem
受现有物理器件的限制，量子线路通常存在噪声，难以深入设计。分布式量子计算的新型计算架构有望降低量子线路的噪声和深度。本文研究了分布式场景下的Simon问题，并设计了一种分布式量子算法来解决该问题。我们提出的算法与经典的分布式计算相比具有指数加速的优势，与之前提出的最佳分布式量子算法相比具有平方加速的优势。特别地，以前求解Simon问题的分布式量子算法不能推广到{ \it 2个计算节点}以上的情况（即2个子问题），而我们的分布式量子算法可以推广到{ \it多个计算节点}的情况（即多个子问题）.
2022-05-06 quant-ph
Polynomial T-depth Quantum Solvability of Noisy Binary Linear Problem: From Quantum-Sample Preparation to Main Computation
噪声二进制线性问题（NBLP）被认为是一个计算困难的问题，因此，它为后量子密码学提供了基础。最近提出了一种有效的量子NBLP算法，该算法具有多项式量子样本和时间复杂度。然而，该算法需要大量的样本被加载在一个高度纠缠的状态，目前还不清楚是否可以有效地获得这样的量子加速的前提条件。在这里，我们提出了一个完整的分析的量子可解性的NBLP考虑整个算法的过程中，即从量子样品的制备到主要的计算。通过假设该算法运行在“容错”量子电路上，我们引入了计算时间成本的合理度量。该度量是根据T门层的总数来定义的，称为T深度复杂度。我们表明，解决NBLP的成本可以多项式的问题的大小，以指数增加的逻辑量子比特为代价。
2022-05-18 quant-ph
Distributed quantum algorithm for discrete logarithm problem
本文针对NISQ时代量子比特资源受限问题，提出一种分布式量子算法求解离散对数问题，并将经典纠错技术从三比特推广到多比特，以改善空间复杂度和成功概率。
2025-04-13 quant-ph
Efficient classical simulation of noisy random quantum circuits in one dimension
了解噪声中尺度量子器件的计算能力对量子信息科学具有重要的基础和实际意义。在这里，我们解决的问题，是否错误未校正的噪声量子计算机可以提供计算优势超过经典计算机。具体来说，我们研究了噪声随机电路采样在一个维度（或1D噪声RCS）作为一个简单的模型，探索噪声的量子器件的计算能力的影响。特别地，我们通过矩阵乘积算子（MPO）模拟了一维噪声随机量子线路的实时动力学，并使用我们称之为MPO纠缠熵的度量来表征一维噪声量子系统的计算能力。选择后一个度量是因为它决定了经典MPO模拟的成本。我们数值证明，对于我们考虑的两个量子比特的门错误率，存在一个特征系统大小，在此之上添加更多的量子比特不会带来一维噪声系统的经典MPO模拟成本的指数增长。具体而言，我们表明，上述特征系统的大小，有一个最佳的电路深度，独立的系统大小，MPO纠缠熵最大化。最重要的是，最大可实现的MPO纠缠熵是由一个常数，只依赖于门错误率，而不是对系统的大小。我们还提供了一个启发式的分析，得到的最大可实现的MPO纠缠熵作为门错误率的函数的缩放。所获得的缩放表明，虽然MPO模拟的成本不会在系统大小中以指数方式增加，但它确实会随着门错误率的降低而以指数方式增加，这可能使得经典模拟实际上不可行，即使是最先进的超级计算机。
2020-09-08 quant-ph
Universal Quantum Computation with ideal Clifford gates and noisy ancillas
我们考虑一个量子计算模型，其中的基本操作集被限制到克利福德幺正，状态$|0\rangle$计算基础的创建。此外，我们允许在混合态$ρ$中创建一个单量子位的附属物，这应该被视为模型的参数。我们的目标是确定哪种$ρ$通用量子计算（UQC）可以有效地模拟。为了回答这个问题，我们构建了纯化方案，该方案消耗几个$ρ$拷贝并产生具有更高偏振的单个输出量子比特。该协议允许人们仅沿某些“神奇”方向增加极化。如果$ρ$沿幻方向的偏振超过阈值（约65%），则纯化渐进地产生纯态，我们称之为幻态。我们表明，Clifford群操作结合幻态制备是足够的UQC。讨论了所得结果与Gottesman-Knill定理的关系。
2004-12-16 quant-ph
Quantum Computing with Very Noisy Devices
从理论上讲，量子计算机可以有效地模拟量子物理，分解大数并估计积分，从而解决其他棘手的计算问题。在实践中，量子计算机必须与称为"门“的嘈杂设备一起运行，这些设备往往会破坏计算所需的脆弱量子态。容错量子计算的目标是精确计算，即使每次使用门都有很高的错误概率。在这里，我们给出的证据表明，准确的量子计算是可能的，每个门的错误概率超过3%，这是显着高于以前认为可能的。然而，在如此高的错误概率下进行计算所需的资源过多。幸运的是，它们随着错误概率的降低而迅速降低。如果我们拥有与当今数字计算机相当的量子资源，我们就可以实现非平凡的量子计算，每个门的错误概率高达1%。
2004-11-02 quant-ph
Entanglement and communication-reducing properties of noisy N-qubit states
我们考虑许多量子比特的状态的性质，这些状态是在通过各种噪声信道（白噪声、有色噪声、局部去极化、去相位和振幅阻尼）发送某些纠缠态后产生的。研究了这些状态的纠缠及其违反某些类型的贝尔不等式的能力。违反它们的状态允许比经典的效率更高的解决相关的分布式计算任务与约束通信。这是这种状态的直接属性-不需要通过随机本地操作和经典通信（如纠缠纯化或蒸馏程序）对其进行进一步修改。我们确定了新的家庭的多粒子纠缠状态，但仍然允许本地现实的描述特定的贝尔实验。对于其中的一些量子，即使在无限多个量子比特的极限下，纠缠和违反贝尔不等式的临界值之间的“间隙”仍然是有限的。
2010-01-19 quant-ph
Fault-Tolerant Logical Operations and Efficient State Preparation in Modular Quantum Architectures with Noisy Interfaces
Welinq；Laboratoire Kastler Brossel, Sorbonne Université, CNRS, ENS-Universite PSL, Collège de France（卡斯勒-布罗塞尔实验室，索邦大学，法国国家科学研究中心，巴黎高等师范学院-巴黎文理研究大学，法兰西学院）；LIP6, Sorbonne Université, CNRS（LIP6实验室，索邦大学，法国国家科学研究中心）
本文针对模块化量子架构，研究带噪声接口的容错逻辑操作，开发高效分布式容错逻辑GHZ态制备协议，为规模化容错量子计算提供定量依据。
2026-10-23 quant-ph
Computational quantum-classical boundary of complex and noisy quantum systems
人们常说，从量子世界到经典世界的转变是由退相干引起的，退相干起源于感兴趣的系统与其周围环境之间的相互作用。本文从退相干条件下量子系统的经典可模拟性出发，建立了一个计算量子-经典边界。具体地说，我们考虑受退相干的交换量子线路。或者等价地，我们可以把它们看作是在去相干加权图态上的基于测量的量子计算。为了说明经典模拟在边界以上的困难性，我们利用了M. J. Bremner，R. Jozsa和D. J. Shepherd [Proceedings of the Royal Society A：Mathematical，Physical and Engineering Science 465，1413（2009）.]并通过考虑噪声影响来加强其声明。经典的可模拟性低于边界也建设性地显示通过使用两个可分离的标准在一个投影纠缠对状态图片和Gottesman-Knill定理的混合状态Clifford电路。我们发现，当每个量子比特受到一个单量子比特的完全正的保迹噪声，计算的量子经典边界急剧给出的噪声率所需的魔态的可扩展性。噪声量子动力学的量子经典边界揭示了受控量子系统的复杂性。这为量子力学在超出经典模拟区域的高复杂性极限下的实验可行性验证铺平了道路。
2016-04-07 quant-ph
Effective quantum volume, fidelity and computational cost of noisy quantum processing experiments
本文提出基于有效线路体积的统一框架，解释含噪量子实验中可观测量信噪比与经典计算成本的权衡，并在随机线路采样、量子信息置乱和Floquet实验上验证，实现单GPU每点不到一秒复现结果。
2024-01-19 quant-ph
The simulation of distributed quantum algorithms
本文构建分布式量子计算模拟器，研究量子傅里叶变换等算法，并展示动态电路用经典通信替代非局部量子门以改善结果。
2025-02-26 quant-ph
Consensus Protocols for Entanglement-Aware Scheduling in Distributed Quantum Neural Networks
Imperial College London（伦敦帝国理工学院）；Centre for Quantum Engineering, Science and Technology (QuEST), Imperial College London（伦敦帝国理工学院量子工程、科学与技术中心）；Brookhaven National Laboratory（布鲁克海文国家实验室）；Department of Electrical and Computer Engineering, American University of Beirut（贝鲁特美国大学电气与计算机工程系）
本文提出CEAS框架，通过量子共识协议与自适应纠缠管理实现分布式量子神经网络的鲁棒同步训练，提升在拜占庭攻击下的准确性和资源利用率。
2026-02-06 cs.NI quant-ph
Information Causality and Noisy Computations
我们重新制定的信息因果关系，在一个更一般的框架，通过采用在噪声电路中的信号传播和计算的结果。在我们的框架中，信息因果关系导致了广泛的齐雷尔森不等式。这一事实使我们能够对信息的因果关系进行实验检验。可靠的非局部计算的不去定理也得自。信息因果关系阻止任何物理电路执行可靠的计算。
2011-09-11 gr-qc hep-th quant-ph
Distributed quantum election scheme
在电子投票协议中，分布式方案可以有效地阻止投票管理员和计票员在选举过程中的恶意行为，但不能阻止他们在选举结束后合作追踪选票和破坏隐私。提出了一个分布式匿名量子密钥分发方案，并进一步构造了一个由多个部分组成的投票管理员的分布式量子选举方案。该量子选举方案能够抵抗选举后投票管理员和计数器的恶意行为，并能在有损耗和噪声的量子信道系统中工作。
2013-06-28 cs.CR quant-ph
The Power of Noisy Fermionic Quantum Computation
我们考虑通过编织马约拉纳费米子，辅以无保护的准备嘈杂的ANCILLAE实现通用的量子计算。Bravyi [Phys.Rev.A73，042313（2006）]已经证明，在完美编织操作的假设下，如果特定的4-费米子附属物上的噪声率低于40%，则通用量子计算是可能的。我们表明，超过89%的噪声率在这个辅助量子计算可以有效地模拟经典：我们明确表明，噪声辅助是一个凸混合高斯费米子状态在这个区域，而噪声率低于53%，我们证明，该状态不是高斯状态的混合。这些结果是通过将纠缠理论中的概念推广到高斯态及其凸混合态的情形而得到的。特别是，我们开发了一套完整的标准，即存在一个高斯对称扩展，这决定了一个状态是否是一个凸混合高斯状态。
2013-04-15 cond-mat.str-el quant-ph
Bayesian Gates for Reliable Logical Operations under Noisy Condition
逻辑运算的可靠性是保证计算系统可靠运行所必不可少的。由于缩小尺寸的微制造在这些系统中产生不可忽略的噪声，需要一种新的方法来设计噪声免疫门。在本文中，我们证明了噪声免疫门可以通过结合贝叶斯推理理论和噪声信号的计算思想来设计。为了揭示它们的实际优势，这些门的性能进行评估，与先前提出的随机共振为基础的门比较。这种计算方法也被证明是优于传统的一个进行信息传输和计算分开。
2019-12-16 cs.OH quant-ph
Synergy between noisy quantum computers and scalable classical deep learning
本文提出将噪声量子计算机与经典卷积神经网络相结合，利用含噪期望值和电路结构信息预测量子伊辛模型Trotter电路的精确期望值，在经典方法失败时仍有效并优于零噪声外推，展示了量子-经典协同提升计算精度的优势。
2024-04-11 cond-mat.dis-nn quant-ph
Noisy Quantum Computation Modeled by Quantum Walk: Universality without Ancillas
Childs基于量子行走的通用量子计算模型为研究量子计算的局限性和优点以及中期模拟打开了大门。近年来，人们对噪声中尺度量子计算机（NISQ）的兴趣日益增长，这导致人们致力于理解开放量子系统的计算优势。在这项工作中，我们将量子行走模型扩展到开放噪声系统，以便为NISQ计算机的研究提供这样一个工具。我们的方法不使用显式纯化，并允许忽略环境的自由度，并获得一个更有效的实现（线性，而不是在运行时的指数），它不采用任何辅助，因此提供了直接访问系统的纠缠特性。在我们的方案中，量子行走振幅代表的密度矩阵的元素，而不是一个纯态的波函数。尽管在这种情况下的规范化要求的非平凡的表现，我们建模的一般酉门和非酉通道的应用程序，与一个明确的实施协议的信道中常用的噪声模型。
2022-02-07 cond-mat.quant-gas physics.optics quant-ph
Accelerating Simulation of Quantum Circuits under Noise via Computational Reuse
针对含噪声量子电路模拟因多次迭代产生的高开销问题，提出基于树的TQSim技术，通过动态划分子电路复用中间结果，实现最高3.89倍加速，且适配多节点并保障保真度。
2025-05-19 cs.ET quant-ph
Computational Investigations of the Lithium Superoxide Dimer Rearrangement on Noisy Quantum Devices
目前可用的噪声中间尺度量子（NISQ）设备受到可用于分子上的量子化学计算的量子比特数量的限制。我们在此表明，在量子计算机上进行模拟所需的量子比特数可以通过限制活动空间中的轨道数来减少。因此，我们利用了近似精确的经典矩阵特征值分解方法（全组态相互作用）。这种方法适用于用变分量子本征求解器算法进行计算，以用量子模拟器和量子器件对超氧化锂二聚体的重排进行计算研究。这些结果表明，即使在有限的轨道活动空间中，量子模拟器也能够获得与精确值相似的能量值。然而，量子硬件上的计算低估了能量，即使在应用读出误差减轻之后。
2019-08-23 physics.chem-ph physics.comp-ph quant-ph
