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
Adaptive Quantum Computers: decoding and state preparation
本文提出自适应量子计算机模型，证明其在损坏数据解码上优于经典计算机，并给出高效制备均匀叠加态、GHZ态、W态和Dicke态的自适应量子算法，理论与硬件实验验证其优势。
2025-09-10 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
Quantum Computer Condition: Stability, Classical Computation and Norms
量子计算机条件（QCC）提供了一个严格和完全通用的框架，用于分析与量子计算机中的容错有关的问题。在本文中，我们应用QCC的波动和系统误差的问题，在现实系统中的特征参数的值。我们表明，容错量子计算是可能的，尽管这些参数的变化。我们还使用QCC明确表明，可靠的经典计算可以进行作为输入的容错，但不完美的，量子计算的结果。最后，我们考虑的优点和缺点的超算子和钻石规范与应用程序的QCC各种量子信息理论问题。
2005-11-17 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
Simulating the out-of-equilibrium dynamics of local observables by trading entanglement for mixture
在计算机上模拟多体量子系统的计算成本随着纠缠量的增加而增加，这一事实被认为是模拟其非平衡动力学的主要瓶颈。然而，在适当设计的近似下，动态的某些方面是稳健的。在这里，我们提出了一个可能的算法，允许系统地近似量子淬火后的本地运营商的平衡值。在我们的建议的核心是有一个想法，将系统的远距离部分之间的纠缠转化为混合，并在同一时间保持系统的本地约化密度矩阵。我们基准的算法通过研究淬火的二次费米哈密顿。
2019-06-11 cond-mat.stat-mech quant-ph
The one-way quantum computer -- a non-network model of quantum computation
本文介绍了基于簇态单量子比特测量的单向量子计算机，指出其可模拟所有量子逻辑网络，但网络模型无法解释其全部信息处理方式，并通过两个实例验证了该计算模型的非网络特性。
2001-08-27 quant-ph
Algorithms on Ensemble Quantum Computers
在系综（或体）量子计算中，无法在单个计算机中执行量子位的测量。相反，只能测量期望值。由于计算模型的这种限制，各种重要的算法不能直接在这样的计算机上处理，必须进行修改。我们提供了各种现有协议的修改，包括算法的通用容错计算，肖尔的因式分解算法（可以扩展到任何算法计算的NP函数），和一些搜索算法，使他们能够处理合奏量子计算机。
1999-07-21 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
Blind Quantum Computation Using a Circuit-Based Quantum Computer
当通用量子计算机被公众使用时，由于其成本，假设它将以量子云服务器的形式存在于少数基地。在这个云服务器中，隐私将是一个至关重要的问题，一个盲量子计算协议将是必要的，这样每个用户都可以使用服务器，而不会泄露计算的细节。能够验证服务器是否按照用户的指示执行计算也很重要，因为量子计算无法通过经典计算进行验证。本文提出了一种利用量子一次性密码本和类T门实现盲性，同时利用陷阱量子比特验证计算的协议。
2020-09-10 quant-ph
Scalable NMR Quantum Computation
核磁共振为量子计算机的实现提供了一个诱人的前景，因为与核自旋相关的长相干时间，以及用射频脉冲操纵自旋的广泛实验室经验。然而，现有的方案受到信噪比的影响，该信噪比在量子计算机中的量子比特数量上呈指数衰减。这就严格限制了这种计算机所能完成的计算量;对这一限制的估计正好在传统计算机采取指数级更多步骤仍然可行的范围内。我们给出了一个NMR实现，其中的信噪比只取决于NMR技术的特点，而不是计算机的大小。这为NMR计算技术提供了一种方法，可以扩展到指数加速使量子计算能够解决经典计算机能力之外的问题。
1998-04-24 quant-ph
Experimental verification of quantum computations
量子计算机有望提供比经典计算机更大的加速，并解决经典计算机难以解决的问题。除了这种实际意义之外，量子计算的概念还提出了新的基本问题，其中包括量子计算是否可以由本质上无法计算结果的实体进行认证。在这里，我们提出了量子计算的第一个实验验证。我们在理论和实验中展示了如何使用最少的量子资源来测试功能更强大的量子计算机。在这项工作中引入的新的验证协议利用盲量子计算的框架，是独立的实验量子计算平台使用。在我们的方案中，验证者只需要生成单个量子比特并将其传输到量子计算机。我们用四个光子量子比特实验证明了这个协议，并展示了验证器如何测试计算机执行基于测量的量子计算的能力。
2013-08-30 quant-ph
Interaction-free measurements and counterfactual computation in IBM quantum computers
无相互作用测量和反事实计算的可能性是大约20年前指出的量子力学的一个显著特征。我们通过简单的量子线路在实际的5-qubit、15-qubit和20-qubit IBM量子计算机中实现了这种现象。结果基本上接近理论预期。对于较大的电路（有许多门，因此更大的错误），我们实现了一个简单的错误缓解程序，明显提高性能。
2020-06-25 hep-th quant-ph
Computational Chemistry on Quantum Computers: Ground state estimation
我们目前的计算化学数据的小分子（$CO$，$HCl$，$F_2$，$NH_4^+$，$CH_4$，$NH_{3}$，$H_3O^+$，$H{_2}O$，$BeH_{2}$，$LiH$，$OH^-$，$HF$，$HeH^+$，$H_2$），通过实现单双激发的酉耦合簇方法（UCCSD）在量子计算机模拟器上获得。我们使用变分量子本征解（VQE）算法来提取这些分子的基态能量。该能量数据表示基于STO-3G，量子计算机将为给定分子产生的预期基态能量。由于在量子计算机上实现UCCSD有很多兴趣，我们希望我们的工作将成为未来实验实现的基准。
2019-06-30 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
An optically driven quantum dot quantum computer
提出了一种基于耦合非对称单电子量子点的量子计算机结构。相邻的点通过电偶极-偶极相互作用强烈耦合，从而实现快速计算速率。此外，可以针对长相干时间定制非对称结构。结果最大化的计算周期的数量之前的损失的一致性。
1999-09-22 quant-ph
Scaling Considerations in Ground State Quantum Computation
我们研究与实现基态量子计算机相关的设计挑战。在这样的计算机中，基态和第一激发态之间的能隙必须足够大以防止破坏性激发。在这里，提供了作为计算机大小的函数的这种差距的估计。然后，我们解决的问题，检测输出的基态量子计算机。它表明，指数检测的困难，似乎是目前在第一，可以克服一个简单的方式通过小的设计变化。
2000-07-02 quant-ph
Comments on `Stable Quantum Computation of Unstable Classical Chaos,' `Efficient Quantum Computing Insensitive to Phase Errors,' and `Quantum Computer Inverting Time Arrow for Macroscopic Systems'
最近，论文B。乔治和D.L. Shepelyansky，Phys. Rev. 86_，5393（2001）中提出的[C. Zalka，quant-ph/0110019; L. Di'osi，quant-ph/0110026]。这封信声称，当在量子计算机上执行Arnold猫映射下的相空间密度演化时，误差敏感性将呈指数级加速和降低。一方面，有些观点以前的答复者尚未提出。另一方面，作者的反应[quant-ph/0110142]提出了新的问题。本说明述及这两个问题。
2001-12-02 quant-ph
Quantum computation: Efficient network partitioning for large scale critical infrastructures
量子计算机正在成为解决经典计算机面临的某些计算问题的可行替代方案。随着量子硬件的快速发展，例如基于捕获离子的量子硬件，有实际的动机来识别这些系统可以有效解决的风险管理问题。在这里，我们专注于网络分区作为分析关键基础设施风险的一种手段，并提出了一种量子方法来实现。它是基于量子计算机可以提供的潜在加速，在稀疏图拉普拉斯算子的特征值和特征向量的识别中，这是一个在经典计算机上受时间和内存约束的过程。
2023-02-04 quant-ph
Searching with Quantum Computers
本文通过类比概率计算来介绍量子计算。给出了量子搜索算法的一个基本描述，并以一种新颖的方式将该算法表示为一个C程序。
2000-11-30 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
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
Non-unital noise in a superconducting quantum computer as a computational resource for reservoir computing
本文发现振幅阻尼噪声可增强超导量子计算机上回声状态网络的储层计算性能，理想耗散率约0.03，为容错前量子计算应用提供新途径。
2025-06-23 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
On Non Efficiency of Quantum Computer
先前提出的海森堡型关系$ E_c t_c >> \hbar {\cal C}$的量子计算机所使用的能量，总的计算时间和逻辑（“经典”）的复杂性的问题进行了验证以下的例子量子计算：准备的输入状态，两个哈密顿版本的格罗弗算法，一个模型的“量子电话簿”，一个量子光学设备因式分解数字和肖尔算法。
2000-06-19 quant-ph
The universe as quantum computer
本文回顾了数字计算的历史，并探讨了计算的概念可以走多远。特别是，我提出的问题是，宇宙本身实际上是否是一台巨大的计算机，如果是这样，它是什么样的计算机。我将证明宇宙可以被看作是一台巨大的量子计算机。宇宙的量子计算模型解释了各种观察到的现象，这些现象不包括在普通物理定律中。特别是，该模型表明，量子计算宇宙自动产生随机性和秩序的混合，以及简单和复杂系统。
2013-12-16 physics.pop-ph quant-ph
Quantum Computing Using Crossed Atomic Beams
量子计算机是一种假想的设备，其中使用量子力学的定律来将一定程度的并行性引入计算中，并且因此可以显著提高经典计算机在某些任务中的计算速度。团簇态量子计算（最近由Raussendorf和Briegel提出）是量子信息处理的一种新范式，它是对传统量子计算模型的一种背离。簇态量子计算机首先创建一个高度纠缠的多粒子态（簇态），在计算过程中将其用作量子资源。信息在计算机中通过对形成簇状态的各个量子位进行选择性测量来处理。我们详细描述了如何可以使用微波腔QED构建一个可扩展的量子计算机，并在偏离传统的理解，计算机作为一个固定的阵列的计算元素，我们表明，集群状态量子计算是非常适合原子束实验。我们表明，所有必要的元素已经单独实现，并在不久的将来，一个真正可扩展的原子束量子计算机的建设可能是一个实验现实。
2006-05-23 quant-ph
Realistic lower bounds for the factorization time of large numbers on a quantum computer
我们研究了量子计算机分解一个给定数所需的时间T，它取决于表示这个数所需的比特数L。我们强调这样一个事实，即在大多数情况下，必须考虑到单个量子门的执行时间与计算中涉及的量子位的退相干时间有关。虽然这里只展示了特殊系统，但退相干和计算时间的这种相互依赖性似乎是当前许多量子计算机模型的限制，并导致计算时间T与L的比例比以前预期的要大得多。
1995-12-02 quant-ph
Quantum gravity computers: On the theory of computation with indefinite causal structure
量子引力计算机是一种与量子引力的特殊效应相关的计算机。在广义相对论中，因果结构是不固定的。在量子理论中，非固定量受量子不确定性的影响。因此，在量子引力理论中，我们很可能会有不确定的因果结构。这意味着，关于一个特定的时间间隔是否是类时的，将没有事实依据。我们研究这对计算理论的影响。经典计算和量子计算都是通过一系列时间步来演化计算机的状态。这对量子引力计算机来说很可能是不可能的，因为如果我们有不确定的因果结构，时间步长的概念就没有意义了。我们表明，即使在没有明确的因果结构的情况下，也可以建立一个计算模型，通过使用某种框架（causaloid形式主义），该框架是为了在这种情况下获取相关数据而开发的。与物理理论相对应的是因果线λ（这是一个数学对象，包含了不同时空区域之间因果联系的信息）。计算机由对{λ，S}给出，其中S是一组门。在因果关系形式主义的工作，我们探讨的问题，是否普遍的量子引力计算机是可能的。我们还研究了量子引力计算机是否可能比量子（或经典）计算机更强大。特别是，我们问不确定的因果结构是否可以用作计算资源。
2007-01-05 gr-qc quant-ph
Computation of molecular excited states on IBM quantum computers using a discriminative variational quantum eigensolver
求解分子的激发态仍然是现代量子化学的关键挑战之一。传统方法受到现有计算能力的限制，限制了可以研究的分子的复杂性或可以获得的结果的准确性。已经提出了几种量子计算方法来解决这个限制。然而，这些通常具有在短期内可能无法实现的硬件要求。我们提出了一种基于变分量子机器学习的方法来确定分子的激发态，旨在尽可能地适应早期噪声中间尺度量子（NISQ）计算机的缺陷，并在IBMQ上实现了H2。我们的方法使用两个参数化的量子线路的组合，串联工作，结合变分量子本征求解器（VQE）迭代地找到分子哈密顿量的本征态。
2021-04-12 quant-ph
Pulse controlled noise suppressed quantum computation
为了使任意精确的量子计算成为可能，量子计算机的实际实现将需要抑制量子存储器和门操作中的噪声，使其低于阈值。提出了一种基于量子计算机模型的量子计算噪声抑制方案，该方案不需要占用严格的量子计算资源。
1998-07-26 quant-ph
A Magnetic Resonance Realization of Decoherence-Free Quantum Computation
我们报告的实现，使用核磁共振技术，第一个量子计算机，可靠地执行强退相干的存在下的算法。这台计算机基于一种量子错误避免代码，可以防止一类多量子比特错误。该代码将两个无消相干的逻辑量子比特存储在四个有噪声的物理量子比特中。计算机成功地执行格罗弗的搜索算法中存在任意强工程退相干。没有消相干保护的控制计算机在同样的条件下总是失败。
2003-09-24 quant-ph
Physical complexity and black hole quantum computers
本文提出物理复杂性度量，分析计算所需的时间、能量、熵和自由能，并应用于电子计算机、量子计算机、生物系统、黑洞及宇宙，指出生物效率极限启示新计算范式。
2025-06-19 cs.CC quant-ph
A polynomial-time solution to the parity problem on an NMR quantum computer
提出了一种有效的量子算法，在多项式时间内解决奇偶性问题，无论是在传统的量子计算和经典计算，NMR量子计算机上的最困难的问题之一。它基于量子系综中的量子平行性原理、选择性退相干操作和NMR相敏测量。量子算法的量子线路是明确设计的。
2001-09-06 quant-ph
Polynomial Simulations of Decohered Quantum Computers
我们正式定义解相干量子计算机（使用密度矩阵），并提出了一个模拟他们的概率经典图灵机。我们研究了两种情况下的模拟的减速：（1）顺序量子计算机，或量子图灵机（QTM），和（2）并行量子计算机，或量子线路。本文表明，退相干量子计算机的计算能力强烈依赖于计算中的并行量。对于任何非零的退相干率，QTM的模拟的预期减速在量子计算的时间和空间上是多项式的。这意味着受到任何数量的噪声的QTM是毫无价值的。对于退相干量子线路，情况更加微妙，取决于退相干率η。我们发现，我们的模拟是有效的电路的退相干率高于一些常数，但指数的退相干率低于其他一些常数的一般电路。通过计算机实验，我们证明了在较短的退相干率范围内从指数代价到多项式代价的转变，并展示了各种量子线路中的相变。
1996-11-17 quant-ph
A bird's eye view of quantum computers
量子计算机是在计算的一般框架，物理定律和量子力学的基础上讨论的。
2007-03-13 quant-ph
Shor's Factoring Algorithm and Modern Cryptography. An Illustration of the Capabilities Inherent in Quantum Computers
通过广泛使用的RSA公钥加密系统编码的消息的安全性取决于使用经典（即，传统的）计算机。然而，在1994年，彼得·肖尔（Peter Shor）指出，对于足够大的N，量子计算机将有望以更少的计算工作来执行因式分解。本文试图以非专业读者可以理解的方式解释：（i）RSA加密协议;（ii）构成Shor算法的各种量子计算机操作;（iii）Shor算法如何执行因子分解;及（iv）精确的意义上说，量子计算机采用肖尔算法可以说是完成了非常大的数字的因式分解，比传统计算机的计算量要大。显然，分解$N$通常需要多次连续运行该算法。然而，本文的仔细分析表明，在单次运行中实现成功因子分解的概率大约是文献中通常引用的两倍。
2004-11-25 quant-ph
The Argument against Quantum Computers, the Quantum Laws of Nature, and Google's Supremacy Claims
我2018年在新加坡ICA研讨会上的演讲将量子计算作为计算定律和量子力学定律的交汇点。我们描述了一个反对量子计算机可行性的计算复杂性论点：我们识别了由噪声中等规模量子计算机描述的概率分布的非常低水平复杂性类别，并解释了为什么它既不允许高质量的量子纠错，也不允许“量子霸权”的演示，即，量子计算机能够进行经典计算机不可能或极其困难的计算。我们接着描述了从论证中得出的一般性预测，并提出了证明量子计算机失败的一般性定律。2019年10月，《自然》杂志发表了一篇论文，描述了谷歌的一项实验工作。这篇论文声称在53量子比特的量子计算机上证明了量子（计算）的优越性，因此显然挑战了我的理论。在本文中，我将解释和讨论我的工作在谷歌的至高无上的索赔的角度。
2021-03-26 cs.CC quant-ph
Special Session: Noisy Intermediate-Scale Quantum (NISQ) Computers -- How They Work, How They Fail, How to Test Them?
首先，量子计算机最近已经证明了“量子至上”或“量子优势“：执行在经典机器上不可能的计算。今天的量子计算机遵循NISQ范式：它们的错误率比传统电子产品高得多，并且没有足够的量子资源来支持强大的纠错协议。这引发了一些问题，即相关计算是否在NISQ架构的范围内。一些“NISQ时代的算法”被假定为与这种计算机的特性相匹配;例如，变分优化器是基于交织相对较短的量子和经典计算，从而最大限度地提高成功的机会。本文将批判性地评估NISQ计算的承诺和挑战。到目前为止，这个领域已经取得了什么成就，我们可能很快会取得什么成就，我们在哪里必须持怀疑态度，等待更大规模的完全纠错架构的出现？
2023-01-27 quant-ph
How will quantum computers provide an industrially relevant computational advantage in quantum chemistry?
许多报告声称，量子优势将预示着化学研究的新时代，因为它将使科学家能够进行以前不可能的量子化学模拟。在量子计算机上进行这种模拟，有望大大提高准确性和速度，预计将对我们探测现实、预测化学实验结果，甚至驱动药物、催化剂和材料设计的方式产生巨大影响。在这项工作中，我们回顾了量子硬件和算法理论的现状，并研究了这种关于量子优势的流行说法是否真的会带来变革。我们讨论了量子化学研究的微妙复杂性，这些复杂性在涉及量子计算机的讨论中往往被忽视。我们估计了在量子计算机上对几种类型的分子进行化学精确计算所需的量子计算机资源。特别是，我们直接比较的资源和时间与经典和量子计算机的分子H $_2$为增加基集大小，和Cr $_2$为各种完整的活动空间（CAS）的范围内的CASCI和CASSCF方法。铬二聚体获得的结果使我们能够估计的有效空间的大小，在量子计算机上的非动态相关的计算应采取更少的时间比类似的计算在经典计算机上。利用这一结果，我们推测了量子计算机的使用在短期内既有益又与工业应用相关的化学应用类型。
2020-09-25 physics.chem-ph quant-ph
Quantum Physics and Computers
最近的理论结果证实，量子理论提供了新的方式进行有效的计算的可能性。最突出的例子是因子分解问题。最近的研究表明，利用量子特征的计算机可以分解大的复合整数。一旦要分解的数字的位数超过一定的限制，这个任务就被认为是经典计算机无法完成的。量子计算机的额外能力来自于采用叠加态的可能性，遵循许多不同的计算路径，并产生最终输出，这取决于所有这些路径的干扰。这种“量子并行性”远远超过了经典计算中可以想到的任何并行性，并负责计算的“指数”加速。这是对量子计算领域的非技术性（或者至少不是太技术性）介绍。它不包括最近的主题，如纠错。
1996-12-03 quant-ph
On the absence of a measurement problem in quantum computer science
我评论GianCarlo Ghirardi对我的量子计算没有测量问题的批评。
2008-08-11 quant-ph
Quantum Simulation of Hawking Radiation Using VQE Algorithm on IBM Quantum Computer
量子计算机比经典计算机具有指数级的加速优势。量子计算机最突出的用途之一是它们能够使用量子计算算法研究各个领域的复杂量子系统。量子计算算法可用于研究宇宙学系统以及它们如何随着系统的不同参数的变化而表现。在这里，我们使用变分量子本征求解器（VQE）算法来模拟霍金辐射现象。VQE算法是一种结合量子计算和经典计算的方法，用于获得给定哈密顿量的最小能量本征值。在VQE算法中使用了三种不同的自定义ansatzes，并对最小误差情况下的结果进行了研究。我们从记录的最小能量本征值的质量和距离的黑洞中心的不同值的温度和功率的曲线。然后对最终结果进行分析，并与现有的霍金辐射数据进行比较。
2021-12-31 quant-ph
Ground State Quantum Computation
我们提出了一种新的基态量子计算方法，该方法不需要量子比特在时间上的幺正演化：量子比特被固定在哈密顿量的定态中。这个公式为实现量子计算机提供了一种完全与时间无关的方法。我们给出了一个具体的建议，一个基态量子计算机涉及连接量子点。
1999-08-11 quant-ph
Compiling basic linear algebra subroutines for quantum computers
有效地处理基本的线性代数子程序是非常重要的计算问题的范围很广。在本文中，我们考虑在量子计算机上实现矩阵函数的技术，这些函数由一组矩阵上的基本矩阵运算组成。这些矩阵运算包括加法、乘法、克罗内克和、张量积、阿达玛积和单矩阵函数。本文讨论了复合矩阵函数的内积、迹、行列式和Schatten p-模等标量的估计。因此，我们提供了一个框架，用于将线性代数计算的指令编译成实际量子计算机上的门序列。
2019-02-27 quant-ph
A quantum computer only needs one universe
讨论了量子计算的本质。有人认为，就在给定时间内操纵的信息量而言，量子计算和经典计算同样有效。量子叠加不允许量子计算机“同时执行许多计算”，除非是在高度合格且在某种程度上具有误导性的意义上。因此，量子计算不能很好地用量子力学的解释来描述，因为量子力学引用了大量平行宇宙的概念。相反，纠缠使可用类型的计算过程，而不是指数大于经典的，是不可用的经典系统。量子计算的本质是它使用纠缠来生成和操纵逻辑实体之间相关性的物理表示，而不需要完全表示逻辑实体本身。
2003-03-24 quant-ph
The Use of NMR for Solving the Problems of Quantum Computers
分析了NMR在量子计算中的应用，并对今后的研究方向进行了展望。
2001-02-05 quant-ph
Many Worlds, the Cluster-state Quantum Computer, and the Problem of the Preferred Basis
我认为，量子计算的多世界解释并不受量子力学的多世界解释的许可，实际上在概念上不如它所来源的多世界解释。我认为量子计算的多世界解释与最近发展的量子计算的簇态模型是不相容的。基于这些考虑，我得出结论，我们应该拒绝量子计算的多世界解释。
2012-01-10 physics.hist-ph quant-ph
Quantum-Classical Computation of Schwinger Model Dynamics using Quantum Computers
我们提出了一个量子经典算法，在IBM的量子计算机上研究两个空间位置的Schwinger模型的动力学。使用旋转对称性、总电荷和宇称，执行计算所需的量子位数量减少了一个因子$\sim 5$，从而从Hilbert空间中去除了指数级大的非物理扇区。我们的工作开辟了一条途径，探索其他晶格量子场论，如量子色动力学，经典计算是用来找到对称部门，量子计算机评估量子涨落的动力学。
2018-10-02 hep-lat hep-ph hep-th
A practicable guide to the quantum computation architectures
量子计算的原始模型是在三十多年前提出的，第一个量子算法已经出现了二十多年。然而，量子计算机的确切架构对于计算机科学或工程专业的本科生来说似乎很陌生，尽管大众媒体在过去十年中帮助普及了这些术语。尽管从理论和实验的角度来看，量子计算都是一项前沿技术，但它确实迫在眉睫，让本科生至少对量子计算机的含义有一个大概的了解是有帮助的。由于起源于经典计算模型的指令集架构是熟悉的，我们提出了类似的一组量子指令，可以组成实现著名的量子算法。尽管人们可以在经典和量子计算机体系结构之间绘制相似性，但当前的量子指令从根本上与其经典对应物是不可分割的，因为它们缺乏实现逻辑演绎和递归的固有能力。我们将详细讨论这一特性，并说明为什么目前的量子计算机不能被视为通用计算机。
2019-05-07 cs.ET quant-ph
Post-Hartree-Fock method in Quantum Chemistry for Quantum Computer
量子计算化学是量子计算机的一个潜在应用，有望有效解决量子化学问题，特别是电子结构问题。量子计算化学可以与传统的计算设备相比较。本文综述了量子计算化学的应用和发展概况，包括对量子信息科学家使用的Hartree-Fock方法的回顾。量子算法，量子相位估计，和变分量子本征求解器，已被应用到后Hartree-Fock方法。
2020-11-03 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph quant-ph
Introduction to topological quantum computation with non-Abelian anyons
拓扑量子计算机保证了执行量子计算的容错手段。拓扑量子计算机使用具有奇异交换统计的粒子，称为非阿贝尔任意子，最简单的任意子模型允许通过粒子交换或编织进行通用量子计算，这是斐波那契任意子模型。使用量子计算可以有效解决的一个经典难题是找到单位根处结的琼斯多项式的值。我们的目标是提供一个教学，独立的，审查与斐波那契任意子的拓扑量子计算，从编织统计和矩阵的布局这样的计算机和编制辫子执行特定的操作。然后，我们使用拓扑量子计算机的模拟来明确地展示使用斐波那契任意子的量子计算，评估选择简单结的琼斯多项式。除了模拟模块电路式量子算法，我们还展示了如何使用Fibonacci或Ising任意子精确获得特定点处的Jones多项式的大小。这种精确的算法似乎非常适合拓扑量子计算机的概念证明。
2018-04-20 cond-mat.quant-gas quant-ph
Combinatorial Optimization with Quantum Computers
本文从实用角度介绍量子优化，说明如何利用量子退火机和基于量子门的量子计算机求解组合优化问题。
2025-03-14 cs.ET quant-ph
Mathematical Foundations of Holonomic Quantum Computer II
这是论文（quant-ph/9910063）和（quant-ph/0004102）的续篇。本文的目的是为Zanardi和Rasetti（quant-ph/9904011）和Pachos和Chountasis（quant-ph/9912093）提出的完整量子计算（计算机）提供数学基础。在2-qubit情形下，我们给出了完整量子计算所涉及的量子计算丛的非交换Berry联络在参数空间上的一种显式形式。我们还提出了一种可能性，即不仅通常的完整性，而且高维完整性必须用来证明我们的完整量子计算的普遍性。
2001-01-22 hep-th math-ph math.MP
Notes on Adiabatic Quantum Computers
我们将在本章中讨论绝热计算的基础知识，以及一些物理实现。在简单介绍了量子线路模型之后，我们描述了量子绝热计算、量子退火以及三者之间的紧密联系。最后，我们简要介绍了D-Wave计算机和一些未来的挑战。
2016-12-07 cs.CC quant-ph
