Computational costs of data definition at the quantum - classical interface
模型无关的语义要求，用户规范和解释的数据之前和之后的量子计算的特点。经典的计算成本分配经典的数据值的量子寄存器和运行时的参数通过一个经典的量子应用程序编程接口。它表明，经典的数据定义的计算成本等于或超过经典的计算成本解决感兴趣的问题的所有应用程序的量子计算除了计算定义的整数和模拟的线性系统的线性边界条件。
2010-05-26 quant-ph
Universal construction of quantum computational networks in superconducting Josephson junctions
在二态量子系统中，任何量子计算网络都可以由一系列双量子比特对角量子门和单量子比特量子门构成。量子系统中这些量子门的普遍构造以及具有这些量子门的量子计算网络的普遍构造可以借助于系统的哈密顿算符代数结构、Liouville算符空间的多量子算符代数子空间的性质以及对应于量子网络的量子算法的特定性质来实现。以超导约瑟夫森结为例，详细地描述了双量子位对角门的精确制备。
2000-03-24 quant-ph
The Road to Quantum Computational Supremacy
我们提出了一个独特的观点，量子计算霸权的竞争。谷歌的方法和IBM的挑战进行了审查。这场竞赛的一个意想不到的副作用是在设计快速经典算法方面取得了重大进展。量子霸权，如果实现，不会使经典计算过时。
2019-12-12 quant-ph
On Computational Power of Quantum Branching Programs
在本文中，我们研究了量子分支程序（QBP）的模型，并研究其计算能力。我们证明了一次读取QBP的宽度的一般下界，我们证明了在某些对称函数上几乎是紧的。
2003-02-03 quant-ph
Minimal computational-space implementation of multi-round quantum protocols
多轮量子协议中的一方策略可以通过内部存储器连接的量子操作的顺序网络来实现。这里提供了计算空间资源方面最有效的实现。
2010-06-09 quant-ph
Quantum State Optimization and Computational Pathway Evaluation for Gate-Model Quantum Computers
输入门模型量子计算机的计算问题识别具有特定计算路径的目标函数（目标函数连通性）。计算问题的解决方案涉及识别作为要达到的主题的目标目标函数值。门模型量子计算机中的瓶颈是需要几轮量子态准备、高成本运行序列和多轮测量来确定实现目标目标函数值的量子计算机的目标（最佳）状态。在这里，我们定义了一种方法，用于门模型量子计算机的最佳量子态确定和计算路径评估。我们证明了一种状态确定方法，该方法在给定的目标目标函数值下为量子计算机找到目标系统状态。计算路径评估过程在量子计算机的固定硬件架构上设置目标系统状态中的目标函数的连通性。所提出的解决方案在不需要准备量子计算机的初始状态和目标状态之间的中间状态的情况下演化目标系统状态。我们的方法避免了高成本的系统状态准备和昂贵的运行程序和测量设备的门模型量子计算机。这些结果为门模型量子计算和量子互联网的近期量子器件提供了方便。
2020-03-11 quant-ph
Quantum computational logic with mixed states
利用代数框架，我们解决了文献[5]和[7]中提出的一个与模糊逻辑有关的量子计算型逻辑的公理化问题。一个希尔伯特式演算的发展，获得一个代数强完备性定理。
2010-02-26 quant-ph
Protecting Information Against Computational Errors and Quantum Erasures via Concatenation
在这项工作中，我们介绍了一个新的级联方案，旨在保护信息的发生计算错误和量子擦除。根据我们的方案，内码必须是不进行测量的量子纠错码，而外码必须是量子纠错码。我们举例说明的级联提出的一个例子中，一个量子比特的信息是保护两个擦除和一个计算错误的发生。
2013-05-20 quant-ph
Quantum Computational Supremacy
量子算法领域的目标是找到通过使用量子计算机来加速计算问题的解决方案的方法。这一领域的一个关键里程碑将是当通用量子计算机执行超出任何经典计算机能力的计算任务时，这一事件被称为量子霸权。这将比全尺寸量子计算更容易在实验上实现，但涉及新的理论挑战。在这里，我们提出了实现量子霸权的主要建议，并讨论了如何可靠地比较经典计算机和量子计算机的能力。
2018-09-20 quant-ph
Diagonal quantum circuits: their computational power and applications
对角量子线路是在计算基中仅包括对角门的量子线路。尽管对角量子线路在所有门的交换性意义上具有经典特征，但它们的计算能力极有可能优于经典电路，并且它们被开发用于量子信息任务中的应用。本文综述了对角量子线路的计算能力及其应用。本文研究了一类特殊的对角量子线路--瞬时量子多项式时间（IQP）线路的计算能力。然后，我们回顾了随机态的近似生成作为对角量子线路的应用，其中随机态是均匀分布在希尔伯特空间中的纯态的系综。我们还提出了一种利用对角量子线路的经典哈密顿量的热化算法。这些应用是可行的，实验上实现现有技术，由于一个简单的和强大的结构的对角门。
2014-08-04 quant-ph
Quantum Computational Logics. A Survey
量子计算提出了量子逻辑的新形式，称为量子计算逻辑。基本的语义思想如下：句子的意义被识别为quregister，一个量子比特系统，代表一个复合量子系统的可能纯态。对混合态的推广，这可能有助于分析纠缠现象，是由于Gudder。量子计算逻辑代表了非尖锐量子逻辑的非标准示例，其中违反了非矛盾原则，而合取和析取是强非幂等的。在这个框架中，语言中的任何句子都会产生一棵量子树：一种量子线路，它将与句子的原子子公式相关联的quregister转换为与句子相关联的quregister。
2003-05-06 quant-ph
Computational Model for the One-Way Quantum Computer: Concepts and Summary
单向量子计算机（QCc）是一种通用的量子计算方案，仅由对特定纠缠多量子比特态（簇态）的单量子比特测量组成。QCc的计算模型与量子逻辑网络模型不同，它基于不同的组成部分。它没有量子寄存器，也没有量子门。然而，QCc是量子力学的，因为它使用高度纠缠的簇态作为中心物理资源。该方案的工作原理是通过测量通用集群状态的量子相关性。
2002-07-31 quant-ph
Fuzzy Propositional Logic Associated with Quantum Computational Gates
我们应用剩余结构与模糊逻辑发展某些方面的信息处理在量子计算从逻辑的角度来看。为此，我们引入了一个公理系统，其自然解释是不可逆的量子庞加莱结构。
2006-12-26 quant-ph
Testing measurement-based computational phases of quantum matter on a quantum processor
University of Chicago（芝加哥大学）；Pritzker School of Molecular Engineering, University of Chicago（普林茨克分子工程学院，芝加哥大学）；University of British Columbia（不列颠哥伦比亚大学）；Stewart Blusson Quantum Matter Institute, University of British Columbia（斯图尔特·布拉斯量子物质研究所，不列颠哥伦比亚大学）
在量子处理器上验证量子物质计算相的测量基计算能力及稳定性
2026-01-06 quant-ph
Quantum Limit on Computational Time and Speed
我们研究了物理定律是否可以限制由基本粒子构建的量子计算机的计算时间和速度。我们发现量子计算机的速度和运行时间的乘积受到系统内部存在的基本相互作用类型的限制。这将有助于我们决定在构建量子计算机时应该允许什么类型的相互作用，以实现所需的速度。
2002-07-25 quant-ph
Computational Power and Correlation in Quantum Computational Tensor Network
本文研究了量子计算张量网络的计算能力与资源态相关性之间的关系。我们发现，如果资源状态的大小是有限的，并不是所有的资源状态允许正确的投影测量的相关空间，这是有关的非零两点相关的资源状态。另一方面，对于无限大小的资源状态，如果资源状态可以模拟任意的单量子比特旋转，我们总是可以实现正确的投影测量，因为这样的资源状态表现出指数衰减的两点相关性。这意味着一个多体状态的两点关联不能被指数衰减函数上界，不能模拟任意的单量子比特旋转。
2012-04-04 quant-ph
Quantum Teleportation is a Universal Computational Primitive
我们提出了一种通过特殊的纠缠态传送量子比特来产生各种有趣的门的方法。例如，这允许基于单量子比特操作、贝尔测量和GHZ状态构建量子计算机。我们也提出了各种各样的容错量子门的简单的结构。
1999-08-02 quant-ph
Relation between quantum advantage in supervised learning and quantum computational advantage
本文研究了监督学习中的量子优势与量子计算优势的等价条件，发现生成训练集的高效算法是关键基石，并证明在素数分解问题经典不可解假设下某些学习任务存在量子加速。
2023-07-01 quant-ph
Is Quantum Mechanics Falsifiable? A computational perspective on the foundations of Quantum Mechanics
量子计算告诉我们，量子力学表现出指数级的复杂性。我们认为，标准的科学范式的“预测和验证”不能适用于测试量子力学在这个限制的高度复杂性。我们描述了如何QM可以在这个制度中进行测试，通过扩展通常的科学范式，包括{ \it交互式实验}。
2012-06-16 quant-ph
Actual computational time-cost of the Quantum Fourier Transform in a quantum computer using nuclear spins
我们发现，在使用核自旋的量子计算机中，对于大的n，QFT的实际计算时间成本是O（n2^n）。量子算法的计算成本通常被估计为量子图灵机（QTM）和量子线路等理想数学模型所需的通用门的总和。该成本与物理实现中的实际时间成本成比例，其中所有量子操作可以在同一时间内实现。然而，如果实现对于每个量子门花费不同的时间，则存在实际时间成本将具有与理想成本不同的行为的可能性。因此，我们通过考虑门控时间来估计这些实现中QFT的实际时间成本。实际的时间开销与复杂度分析估计的O（n^2）有很大的不同。
2000-01-31 quant-ph
How to Design a Classically Difficult Random Quantum Circuit for Quantum Computational Advantage Experiments
本文提出一种自动化协议设计方法，用于在量子计算优势实验中寻找最优随机量子线路，有效提升经典模拟成本并适应通用平面量子处理器架构及实际缺陷。
2025-01-27 quant-ph
Quantum computational advantage implies contextuality
我们表明，所有的问题，可以有效地解决在量子计算机和那些可解决的概率经典算法在多项式时间的类之间的分离意味着广义的上下文的量子算法。我们的结果包含版本的Gottesman-Knill定理作为特殊情况。
2021-12-15 quant-ph
A precise estimation of the computational complexity in Shor's factoring algorithm
利用数论中的有关结果，对Shor分解算法在分解的大整数是两个素数的乘积的情况下的计算复杂度给出了精确的估计.与Shor的原估计相比，我们的估计表明，人们可以在这样的条件下，以较少的计算复杂度获得的解决方案。
2005-08-13 quant-ph
Computational Role of Multiqubit Tunneling in a Quantum Annealer
量子隧穿是一种量子态穿越高于态本身能量的能垒的现象，已被假设为用于优化的有利物理资源。在这里，我们表明，多量子比特隧穿在目前可用的，虽然嘈杂的，可编程的量子退火机中起着计算的作用。我们发展了一个非微扰的开放量子动力学理论，在真实的噪声特性下预测了多体耗散量子隧穿的速率。我们设计了一个16量子比特的计算原语，其中量子演化使隧穿到全局最小值，而相应的经典路径被困在一个错误的最小值。此外，我们的实验表明，量子隧穿可以优于热跳跃沿经典路径的问题，高达200个量子位包含计算原语。我们的研究结果表明，多体量子现象可以用来寻找更好的解决方案，硬优化问题。
2015-02-20 quant-ph
Teleportation of the U-NOT Gate and Quantum Cloning: a Computational Network and Experimental Realization
我们提出了一个计算电路，实现了上下文的Tele-UNOT门和通用的最优量子克隆机（UOQCM）。我们报道了利用偏振编码量子比特实现概率UOQCM的实验结果。这是通过在对称分束器上将输入量子比特与处于完全混合状态的辅助量子比特相结合来实现的。
2003-11-24 quant-ph
Quantum computational gradient estimation
传统上，确定黑盒函数f：R^p->R的梯度需要p+1次求值。使用量子傅里叶变换，两个评估就足够了。这是基于exp（2*pi*i*f（x））的近似局部周期性。它表明，足够精确的机器算术结果在梯度估计的任何所需的精度。
2005-07-12 quant-ph
Low-dose Image Recognition with Quantum Computational Electron Microscopy
Akita Prefectural University（秋田公立大学）；National Research Council（国家研究委员会）
本文提出利用量子计算显微镜在低剂量下实现图像识别，通过量子信息传输提升识别效率。
2026-04-13 quant-ph
A note on many valued quantum computational logics
量子计算的标准理论依赖于基本信息量由正则基元素的叠加表示的想法，概率的概念自然地遵循玻恩规则。在这项工作中，我们考虑三值量子计算逻辑。更具体地说，我们将关注希尔伯特空间C^3，我们讨论几个门到这个空间的扩展，并且使用效应概率的概念，我们提供了它的状态的特征。
2016-02-13 quant-ph
Quantum approximate optimization is computationally universal
量子近似优化算法（QAOA）是将两个哈密顿量交替应用于一个量子系统。该算法的最初目标是驱动系统接近其中一个哈密顿量的基态。本文表明，相同的交替过程可以用于执行通用量子计算：应用哈密顿量的时间可以编程，以给出计算上的通用动力学。所需的哈密顿量可以简单到一维量子位线上的单量子位泡利X和双局域ZZ哈密顿量的齐次和。
2018-12-28 quant-ph
Transitions in the quantum computational power
我们构造了两个晶格上的自旋模型（二维和三维）来研究量子计算能力作为温度和系统参数的函数。在相图中存在一个有限区域，使得热平衡态能够为基于测量的量子计算提供一个通用的容错资源。此外，在这样的区域中，3D晶格上的热资源状态可以实现量子计算的拓扑保护。这两个模型在量子计算能力方面表现相似。然而，它们在通常的相变方面具有不同的性质。第一个模型只有在零温度下才有一级相变，而第二个模型中根本没有相变。有趣的是，量子计算能力的转变与第一个模型中的相变并不一致。
2014-05-16 quant-ph
Computational model underlying the one-way quantum computer
在本文中，我们提出了计算模型的基础上的单向量子计算机，我们最近推出[物理。86，5188（2001）]。单向量子计算机具有可以模拟任何量子逻辑网络的特性。相反，并不是单向量子计算机可能的所有量子信息处理方式都可以用网络模型来正确理解。我们表明，逻辑深度是，对于某些算法，低于迄今为止已知的网络。例如，Clifford群中的每个量子线路都可以在单向量子计算机上一步完成。
2002-03-12 quant-ph
Controlling the quantum computational speed
通过正交性速度随时间的演化来研究量子计算的速度。除了失谐量外，经典处理的外场分量和量子处理的耦合参数对计算速度也有重要影响。已经表明，光子的数量对计算速度没有显著影响。然而，它是非常敏感的失谐量和相互作用耦合参数的变化。
2008-02-05 quant-ph
Comparative Computational Strength of Quantum Oracles
这是一个既定的事实，对于许多有趣的问题，量子算法的基础上查询的标准甲骨文带来的显着改善相比，已知的经典算法。可以想象，还有其他算法重要性的神谕以不太直观的方式起作用，这些限制不适用于这些方式。因此，本文提出了一个更广泛的理解什么是一般的量子预言。我们提出了一个量子预言机的一般定义，并根据其查询的特征值和特征向量的行为对量子预言机进行了分类。我们的目标是确定量子预言机的计算特性，这些特征值和特征向量。在这个框架内，我们试图描述类的量子预言机，有效地模拟了标准的预言机和比较不同种类的量子预言机的计算强度的对手的论点，使用三角多项式。
2004-04-14 quant-ph
Relating computational complexity and quantum spectral complexity
研究发现，AQC 3-SAT问题的统计水平涨落经历了从泊松涨落形式到与随机矩阵理论预测一致的形式的转变。我们目前的数据表明，这种转变与经典的3-SAT问题的计算相变。应用高斯过程和实验的影响进行了讨论。
2009-08-17 quant-ph
Computational Methods for Simulating Quantum Computers
该文围绕模拟量子计算机展开，介绍了相关数值算法和软件，涵盖量子计算基本概念及算法，通过示例展示其在理想与物理模型中的应用。
2026-07-14 quant-ph
Transitions in the computational power of thermal states for measurement-based quantum computation
我们表明，一个特定的自旋晶格模型的热状态的有用性，基于测量的量子计算表现出两个不同的“阶段”之间的过渡-一个阶段中，每个状态是一个通用的量子计算资源，另一个阶段中，任何本地测量序列可以有效地模拟在经典计算机。值得注意的是，这种计算能力的转变与基础自旋晶格模型中的任何相变（经典或量子）都不一致。
2009-12-18 quant-ph
Efficiency Optimization in Quantum Computing: Balancing Thermodynamics and Computational Performance
本文通过实验研究 D-Wave 量子退火器在反向退火与暂停组合下的表现，发现该组合能提升计算效率并降低热力学成本，同时揭示磁场在不同阶段的双重影响，为优化量子退火系统的性能与能耗提供策略。
2023-07-26 quant-ph
Simulation of fault-tolerant quantum circuits on quantum computational tensor network
在量子计算张量网络的框架下[D. Gross和J. J. J. J.，Phys. Rev. Lett. { \bf 98}，220503（2007）]，其是基于测量的量子计算的一般框架，以张量网络形式表示资源多体状态，并且在张量存在的虚拟线性空间（称为关联空间）中执行通用量子计算。由于计算基中的任何幺正操作、状态准备和投影测量都可以在相关空间中模拟，因此很自然地期望容错量子线路也可以在相关空间中模拟。然而，我们指出，并不是所有的物理错误的物理qudits出现在相关空间中的线性完全正的保迹错误。由于迄今为止已知的容错量子线路的理论假设这样的噪声，这意味着在相关空间中对容错量子线路的模拟对于一般资源状态不是那么简单。
2012-02-15 quant-ph
Applying computational complexity to the emergence of classicality
计算机科学和数学的计算复杂性理论能否对量子物理学中尚未解决的问题提出新的见解？特别是，计算复杂性理论中的P与NP问题是否可以成为阐明量子力学经典性紧急性的一个因素？本文比较了两种不同的方法，从量子形式主义导致的两个不同的假设对P与NP问题的经典性-量子退相干理论的方法意味着P = NP和计算复杂性的方法，假设P不等于NP。
2013-09-15 quant-ph
Quantum computational webs
我们引入了量子计算网络的概念：这些是基于测量的计算的通用量子态，可以从简单的原语集合中建立起来。原始元素-让人想起建筑工具包中的积木-是（i）一维系统链（“计算量子线”）上的状态，具有处理一个逻辑量子比特的能力，以及（ii）将线连接到计算通用“网络”的适当耦合。所有元素都可以通过单次传递中的最近邻交互进行并行化-这种操作非常适合于许多物理架构。我们提供了一个完整的分类量子比特线。这是第一个例子，其中一个物理动机良好的普遍资源类可以完全理解。最后，我们勾勒出超晶格中可能的实现，并探索基于伊辛或交换相互作用的耦合机制的力量。
2010-05-01 quant-ph
Computational Quantum Anamorphic Encryption and Quantum Anamorphic Secret-Sharing
Institute for Advancing Intelligence (IAI), TCG CREST（智能推进研究所（IAI），TCG CREST）；Ramakrishna Mission Vivekananda Educational and Research Institute (RKMVERI)（罗摩克里希那使命维韦卡南达教育与研究机构（RKMVERI））
本文提出量子异形加密与秘密共享方案，基于公钥和对称密钥加密，实现多消息和多密钥场景下的安全共享。
2025-11-22 quant-ph
Boosting computational power through spatial multiplexing in quantum reservoir computing
量子水库计算提供了一个框架，利用量子系统的自然动力学作为计算资源。它可以实现实时信号处理，并解决一般的时间机器学习问题，这需要内存和最近的输入流的非线性映射，使用量子动力学在计算优势区域，其中经典模拟的系统是棘手的。一个核磁共振自旋系综系统是一个现实的候选人，这种物理实现，这是目前在实验室。在本文中，考虑到这些现实的实验约束，实现的框架，我们引入了一个计划，我们称之为空间复用技术，有效地提高了平台的计算能力。这种技术利用了不相交动力学，它起源于由共同输入流并行驱动的多个不同的量子系统。因此，与设计单个大型量子系统以增加计算节点的量子比特数量不同，可以从多个但小的量子系统中制备大量量子比特，这在实验室实验中易于操作。我们数值上证明了该技术的有效性，使用几个基准任务，并定量研究其规格，有效性范围和限制的细节。
2018-03-12 quant-ph
Improving the accuracy of quantum computational chemistry using the transcorrelated method
精确处理波函数中的电子相关性是经典和量子计算化学的关键挑战。经典的方法已经开发出明确考虑这种相关性，将电子间的距离到波函数。互相关方法将这种明确的相关性从波函数转移到变换后的非厄米哈密顿量，其右手本征向量比原始哈密顿量更容易获得。在这项工作中，我们表明，互相关方法可以减少所需的资源，以获得准确的能量从量子计算机上的电子结构计算。我们克服了非厄米哈密顿量引入的限制，通过使用量子算法的虚时间演化。
2020-06-19 quant-ph
Quantum computational chemistry
量子计算最有希望的应用之一是解决经典的棘手化学问题。这可能有助于回答有关现象的未解决问题，如：高温超导，固态物理，过渡金属催化或某些生化反应。反过来，这种增加的理解可能有助于我们改进，甚至有一天设计出具有科学和工业重要性的新化合物。然而，建造一台足够大的量子计算机将是一项艰巨的科学挑战。因此，能够用更少的量子资源解决这些问题的发展应该被认为是非常重要的。在这种潜在效用的驱动下，量子计算化学正迅速成为一个需要量子计算和计算化学知识的跨学科领域。这篇评论提供了一个全面的介绍计算化学和量子计算，弥合目前的知识差距。我们回顾了这一领域的主要发展，特别关注近期的量子计算。提供了关键方法的插图，明确展示了如何将化学问题映射到量子计算机上并解决它们。最后，我们展望了这一新兴领域。
2020-01-27 quant-ph
Quantum Computational Representation of the Bosonic Oscillator
到80年代初，弗雷德金、费曼、明斯基和其他人都在探索物理定律可以用计算机模拟的概念。费曼的特别贡献是把量子力学纳入讨论和他的想法发挥了关键作用的发展量子计算。1995年，Barenco等人指出，所有量子计算过程都可以用局部运算和CNOT门来编写。我们展示了所有物理系统中最重要的一个，量子化玻色子振荡器，可以精确地用这些术语重写，因此可以描述为量子计算过程，完全符合费曼的思想。我们讨论了单粒子激发和相干态。
2005-02-25 quant-ph
General Properties of Quantum Zero-Knowledge Proofs
研究了具有量子计算零知识证明系统和诚实验证者量子计算零知识证明系统的问题的复杂性类QZK和HVQZK。本文证明的结果包括：（a）HVQZK = QZK，（b）QZK中的任何问题都有一个公共硬币量子计算零知识证明系统，（c）QZK中的任何问题都有一个完美完备的量子计算零知识证明系统，和（d）QZK中的任何问题都有一个三消息公共硬币量子计算零-知识证明系统完美的完整性与任意小的恒定错误的可靠性。上述所有结果都是无条件的，不依赖于任何计算假设。对于分别具有量子完美零知识证明系统、诚实验证者量子完美零知识证明系统和量子统计零知识证明系统的问题类QPZK、HVQPZK和QSZK，证明了以下新性质：（e）HVQPZK = QPZK，（f）QPZK中的任何问题都有一个公共硬币量子完美零知识证明系统，（g）QSZK中的任何问题都有一个完美完备的量子统计零知识证明系统，（h）QSZK中的任何问题都有一个完美完备的三消息公共硬币量子统计零知识证明系统，具有任意小的可靠性常数误差。强调我们的证明是直接的，不使用完全承诺问题或那些等价物。这给出了一个统一的框架，适用于所有量子完美，统计和计算零知识证明，并使我们能够证明即使在计算和完美零知识证明中也没有完整的承诺问题。
2007-05-08 quant-ph
Universal Quantum Computational Spectroscopy on a Quantum Chip
提出基于相干控制量子动力学的通用量子计算光谱学框架，利用硅光子芯片实验验证其对封闭、开放及时间相关系统的光谱分析能力，揭示了传统方法无法企及的新现象。
2025-06-27 quant-ph
Computational depth complexity of measurement-based quantum computation
我们证明了单向量子计算与具有无限扇出的量子线路具有相同的计算能力。它表明，单向模型不仅是物理实现的最有前途的模型之一，也是一个非常强大的量子计算模型。它证实和完善了以前的结果，指出，对于某些特定的问题，单向模型和量子线路模型之间的深度分离。由于单向模型具有与无界量子扇出电路相同的计算能力，因此量子傅里叶变换可以在单向模型中以恒定深度近似，因此因子分解可以通过可以访问恒定深度单向量子计算机的多时间概率经典算法来完成。与量子线路模型相比，单向模型的额外能力来自于它的经典-量子混合性质。我们表明，这种额外的权力减少到执行无界的经典奇偶校验门在恒定的深度的能力。
2009-09-25 quant-ph
Computational Perspectives on Bell Inequalities and Many-body Quantum Correlations
量子力学的预言不能用完全经典的世界观来解决。特别地，纠缠量子系统的类空分离测量的统计违反了一个贝尔不等式。我们提出了一个计算的角度对广泛的一类贝尔测试，研究reflectors，或联合测量结果的统计。我们将特定的映射或函数与特定的理论联系起来。违反贝尔不等式则意味着有能力执行一些功能，或计算，经典的，或更一般的，局部隐变量（LHV）理论不能。
2012-04-26 quant-ph
Quantum computational finance: quantum algorithm for portfolio optimization
我们提出了一个量子算法的投资组合优化。我们讨论了市场数据输入，通过量子运算处理这些数据，以及金融相关结果的输出。给定对回报历史记录的量子访问，该算法确定最佳风险-回报权衡曲线，并允许从最佳投资组合中采样。该算法原则上可以获得${\rm poly}(\log(N))$的运行时间，其中$N$是历史返回数据集的大小。直接经典算法确定的风险收益曲线和其他属性的最优投资组合需要时间${\rm poly}(N)$，我们讨论了潜在的量子加速在最近的工作中有效的经典采样方法。
2018-11-09 quant-ph
Quantum computational advantage with string order parameters of 1D symmetry-protected topological order
具有有利量子策略的非定域博弈可以说是量子资源相对于经典资源的力量的最基本的证明。最近，某些多人推广的非局部游戏已被用来证明无条件分离之间的小计算复杂性类的浅深度电路。在这里，我们展示了这些非局部游戏的通用基态的一维的拓扑保护订单（SPTO）的有利策略，当一个离散的不变量的SPTO称为扭曲相位是非平凡的和-1。我们的建设表明，足够大的字符串序参量，这样的SPTO的指示全局约束的相关性，无条件的计算分离。
2021-07-29 quant-ph
Self-testing of a single quantum device under computational assumptions
自测试是一种仅根据经典输入输出相关性对任意量子系统进行自测试的方法，在器件无关量子信息处理和量子复杂性理论中起着重要作用。先前的自测试工作需要假设系统的状态在仅执行本地测量并且不能通信的多方之间共享。在这里，我们取代了多个非通信方的设置，这是很难在实践中执行，由一个单一的计算有界的一方。具体来说，我们构建了一个协议，允许经典验证器鲁棒地证明，一个计算上有界的量子设备必须准备了一个贝尔对，并对其进行单量子比特测量，直到设备的状态和测量都改变了基础。这意味着在计算假设下，验证器能够证明纠缠的存在，这是一种通常与单个量子设备内的两个独立子系统密切相关的属性。为了实现这一目标，我们建立在Brakerski等人（2018）和Mahadev（2018）首次引入的技术基础上，该技术允许经典验证器约束量子设备的行为，假设该设备不会破坏后量子密码学。
2022-05-17 quant-ph
Quantum Computational Insurance and Actuarial Science
本文首次系统探索量子计算在保险与精算中的应用，通过实验和数值演示覆盖非寿险、寿险和再保险，并讨论量子保险发展时间线与挑战，旨在建立量子计算与保险业的联系。
2025-09-23 quant-ph
Demonstration of Minisuperspace Quantum Cosmology Using Quantum Computational Algorithms on IBM Quantum Computer
量子计算机有望有效地解决传统计算机难以解决的重要问题。量子计算算法有可能成为研究量子宇宙学的一种令人兴奋的新方法。在量子宇宙学中，我们了解宇宙的动力学，但没有建立一个完整的量子引力理论。由于普遍波函数存在于无限维超空间中的所有可能的3D度量和模式的物质配置，我们采取minisuperspaces为我们的工作，通过限制的自由度，以特定的3D度量和统一的标量场配置。在这里，我们考虑各种各样的宇宙学模型。我们首先分析具有宇宙学常数和经典辐射的各向异性宇宙。然后，我们研究了量子宇宙学中的高阶导数，卡鲁扎-克莱因理论和弦介子的结果。我们使用IBM的量子信息科学工具包（QISKit）Python库和变分量子本征求解器（VQE）算法来研究这些系统。VQE算法是一种混合算法，它使用变分方法并交错量子和经典计算，以便找到给定系统的哈密顿量的最小本征值。
2019-12-01 quant-ph
