Optimized synthesis of circuits for diagonal unitary matrices with reflection symmetry
针对NISQ时代量子电路优化需求，本文研究具有反射对称性的对角酉矩阵电路综合，提出优化纠缠门数的构造性算法，相比通用方法将门数和电路深度均减少近一半。
2024-04-12 quant-ph
A 1.5-Query Lower Bound for the Unitary Synthesis Problem
本文将酉合成问题的单查询下界推广到1.5查询的分数查询领域，通过保守链式方法证明任意n量子比特酉变换需要超出分数查询阈值的资源，并由此证明伪随机量子态对1.5查询敌手仍然安全。
2025-08-21 quant-ph
Time-optimal synthesis of unitary transformations in coupled fast and slow qubit system
本文研究了两个耦合量子比特系统的时间最优控制问题，其中在每个量子比特上执行幺正变换所涉及的时间尺度是显著不同的。特别是，我们解决的情况下，由耦合的演变产生的幺正变换需要更长的时间相比，所需的时间来产生幺正变换的第一个量子位，但更短的时间相比，产生幺正变换的第二个量子位的时间。我们给出了SU（4）在子群SU（2）xSU（2）xU（1）中的正则分解，这对于理解具有显著不同时标的耦合量子比特系统的时间最优控制问题是很自然的。一个典型的设置涉及在高场脉冲电子顺磁共振实验中耦合的电子-核自旋系统的动力学。使用建议的正则分解，我们给出了时间最优控制算法来合成相干光谱和量子信息处理中感兴趣的各种幺正变换。
2007-09-27 quant-ph
Unitary Synthesis of Clifford+T Circuits with Reinforcement Learning
该研究提出基于Gumbel AlphaZero树搜索的深度强化学习方法，解决无参数Clifford+T门集合的酉综合问题，在多量子比特场景下综合效率优于多款现有工具，为后续酉综合算法提供强基线。
2024-09-03 quant-ph
Automatic Depth-Optimized Quantum Circuit Synthesis for Diagonal Unitary Matrices with Asymptotically Optimal Gate Count
本文针对对角酉矩阵综合提出一种深度优化算法，在保持渐近最优门数的同时将电路深度较先前方法降低近一半，并在随机矩阵和QAOA电路上验证了显著效果。
2022-12-02 quant-ph
Approximate Quantum Circuit Synthesis using Block-Encodings
量子计算的挑战之一是将酉算子综合成具有多对数门复杂度的量子线路。一般来说，通用酉的精确合成需要指数数量的门。我们提出了一种新的近似量子线路合成技术，通过放松幺正约束，并通过块编码将它们交换为辅助量子比特。这种方法将更容易合成的较小的块编码结合到用于较大运算符的量子线路中。由于使用块编码，我们的技术不限于酉算子，也可以应用于任意算子的合成。我们表明，运营商可以近似的一个典型的polyadic表达式与polylogarithmic数量的条款，可以合成与polylogarithmic门复杂度相对于矩阵维数。
2020-10-23 quant-ph
Synthesis and upper bound of Schmidt rank of the bipartite controlled-unitary gates
量子电路模型是实现复杂量子计算最常用的范例。基于Cartan分解，我们证明了本文定义的$2(N-1)$广义受控$X$（GCX）门、$6$单量子比特绕$y$ -和$z$ -轴的旋转以及$N+5$单粒子$y$ -和$z$ -旋转类型足以模拟$A$控制$\mathbb{C}^2\otimes \mathbb{C}^N$的受控幺正门$\mathcal{U}_{cu(2\otimes N)}$.在具有$M\geq3$的幺正门$\mathcal{U}_{cd(M\otimes N)}$局部等价于$\mathbb{C}^M\otimes \mathbb{C}^N$上的对角幺正的情况下，需要用$2M(N-1)$ GCX门和$2M(N-1)+10$单部$y$ -和$z$ -旋转型来模拟它，给出了实现$\mathcal{U}_{cu(2\otimes N)}$和$\mathcal{U}_{cd(M\otimes N)}$的量子电路.此外，我们发现在$A$控制下的$\mathcal{U}_{cu(2\otimes2)}$具有Schmidt秩2，并且在其他情况下，目标酉的对角化形式可以根据特定的简单类型的乘积酉算子展开。
2022-09-11 quant-ph
Numerical analysis of quantum circuits for state preparation and unitary operator synthesis
我们进行最优控制理论计算，以确定执行量子态制备和幺正算符合成所需的两个量子位的CNOT门的最小数量的少量子位系统。通过考虑所有可能的门配置，我们确定了最大可实现的保真度作为量子线路大小的函数。这些信息使我们能够确定特定目标操作所需的最小电路尺寸，并枚举允许完美实现操作的不同门配置。我们发现，有大量的配置，都产生所需的结果，即使在最小数量的门。我们还表明，纠缠门的数量可以减少，如果我们使用多量子比特纠缠门，而不是两个量子比特的CNOT门，因为人们可能会期望基于参数计数计算。除了处理任意目标状态或幺正算子的一般情况下，我们应用数值方法合成的多量子比特Toffoli门的特殊情况。这种方法可用于研究任何其他特定的少量子位任务，并提供对文献中不同边界的紧密性的洞察。
2022-08-23 quant-ph
High-Precision Multi-Qubit Clifford+T Synthesis by Unitary Diagonalization
University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）；Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）
通过单位元对角化方法实现高精度多量子比特Clifford+T门集的电路合成，显著提升实现精度和运行效率。
2025-08-20 quant-ph
RedCarD: A Quantum Assisted Algorithm for Fixed-Depth Unitary Synthesis via Cartan Decomposition
North Carolina State University（北卡罗来纳州立大学）；Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）
RedCarD算法通过Cartan分解将优化问题分解为子问题，利用量子计算降低经典计算开销，用于合成4站点横向场Ising模型的时间演化幺正。
2025-12-05 quant-ph
Pauli Decomposition over Commuting Subsets: Applications in Gate Synthesis, State Preparation, and Quantum Simulations
量子计算中的一个关键任务是应用一系列门来实现特定的酉运算。然而，将任意幺正操作分解成更简单的量子门是一个非平凡的问题。在这里，我们提出了一个通用的和强大的协议分解任何目标酉成一系列的泡利旋转。该过程涉及到确定一个交换的泡利运营商的子集具有高的跟踪重叠与目标酉，其次是数值优化其相应的旋转角度。该协议是通过分解几个标准的量子操作。最后介绍了该方案在量子态制备和量子模拟中的应用。最后，我们描述了一个实现三体量子模拟的NMR实验，其中上述分解技术用于传播子的有效实现。
2016-03-22 quant-ph
Local Unitary Equivalence of Arbitrary Dimensional Bipartite Mixed Quantum States
研究了任意维二体量子系统的非定域性质。给出了局部酉变换下的一组完整的不变量。这些不变量给出了局域么正变换下量子态等价的充分必要条件：两个密度矩阵局域等价当且仅当所有这些不变量具有相等的值。
2012-07-11 quant-ph
Clifford+V synthesis for multi-qubit unitary gates
The University of Tokyo（东京大学）；Communication Science Laboratories, NTT, Inc.（NTT株式会社通信科学实验室）；NTT Research Center for Theoretical Quantum Information, NTT, Inc.（NTT株式会社理论量子信息研究中心）
我们开发了一个通用的框架，通过使用一组有限的基本门，这是量子编译中的关键一步合成目标门。当在SU（$n$）中近似门时，朴素蛮力搜索需要$O(1/\varepsilon^{(n^2 - 1)})$的计算复杂度来实现具有误差$\varepsilon$的近似。相比之下，通过使用我们的方法，复杂度可以降低到$O(-n^2 \log\varepsilon/\varepsilon^{((n^2 - 1)/2)})$。该方法几乎不需要任何假设，可以应用于各种门集，包括Clifford+ $T$和Clifford+ $V$。此外，我们介绍了一个次优的，但运行时间短的算法，用于合成多量子比特控制门。这种方法突出了子群结构在降低合成复杂性方面的作用，并开辟了多量子比特门编译的新研究方向。该框架广泛适用于不同的通用门集，我们的分析表明，它可以作为近期架构中资源高效的量子编译的基础。
2025-10-09 quant-ph
Unitary synthesis with optimal brick wall circuits
Xanadu
本文提出了一种基于最优砖墙电路的量子电路，用于参数化SU(2^n)并证明其在n≤5时的通用性，同时扩展到子群SO(2^n)和Sp*(2^n)。
2025-11-20 quant-ph
Random-Oracle Unitary Synthesis is Impossible
University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）；University of Cambridge（剑桥大学）
针对量子复杂性中的酉合成问题，提出平均情况版本并证明在随机预言机模型下不可能高效实现，同时否定可扩展伪随机酉算子的可实现性，并构造更优的酉设计。
2026-10-06 cs.CC quant-ph
Quantum circuit synthesis for fermionic excitations in coupled cluster theory
National Taiwan University（国立台湾大学）；Chang Gung University（长庚大学）；Chang Gung Memorial Hospital（长庚纪念医院）
本文通过量子计算优先方法推导了单粒子耦合簇算子，揭示其结构源自费米子代数在单位元约束下的自然涌现，澄清了量子化学与量子计算实现间的概念差距。
2026-10-27 quant-ph
Recursive Cartan decompositions for unitary synthesis
本文研究递归Cartan分解在酉综合中的应用，统一现有数学框架，证明多种主流综合技术同属一类递归CD，提出新的分解形式并完善数值工具，实现了大规模量子电路的高效编译。
2025-06-13 quant-ph
Unitary Gate Synthesis via Polynomial Optimization
Czech Technical University in Prague（布拉格捷克理工大学）；LAAS-CNRS, Université de Toulouse（图卢兹大学 LAAS-CNRS）；Tulane University（杜兰大学）；Maynooth University（梅努斯大学）；Dublin Institute for Advanced Studies（都柏林高等研究院）；Tyndall National Institute（廷德尔国家研究所）；NSC Kharkiv Institute of Physics and Technology（乌克兰国家科学哈尔科夫物理与技术研究所）
本文提出利用多项式优化方法实现量子门合成，通过优化埃尔米特矩阵而非门本身，提高计算效率并保证全局最优性。
2025-12-14 quant-ph
Probabilistic unitary synthesis with optimal accuracy
本文研究概率酉合成的最优精度问题，通过给出逼近误差的紧下界和紧上界揭示概率与确定性逼近的基本关系，并构造了基于半定规划的最优概率分布计算方法和单量子比特高效算法，实现误差二次方降低。
2024-05-02 math-ph math.MP quant-ph
Efficient synthesis of quantum gates on indirectly coupled spins
相干核磁共振和电子磁共振的实验，以及量子计算一般对应于量子力学系统的控制，通过幺正变换将它们从初始状态引导到最终目标状态。完成这些酉变换的控制输入（脉冲序列）应该花费尽可能少的时间，以使弛豫和退相干的影响最小化，并优化实验的灵敏度。在这里，我们推导出一个时间最优序列作为合成酉变换的基本构建块。这样的序列可以广泛地在各种物理系统上实现，包括自旋晶格上的拓扑量子计算的有效哈密顿量的模拟。提供了由三个核自旋组成的系统的实验演示。
2013-09-16 quant-ph
Unitary synthesis with fewer T gates
本文提出通过递归余弦-正弦分解并推广最优对角酉综合方法，以更低 T-count O(2^{4n/3}n^{2/3}) 实现任意 n 量子比特 Clifford+T 酉电路。
2025-09-30 cs.CC quant-ph
On Scalable Pseudorandom Unitaries and the Unitary Synthesis Problem
Weizmann Institute of Science（魏茨曼科学研究所）；Columbia University（哥伦比亚大学）
本文探讨了可扩展的伪随机酉算子的构造，证明了若基于主流分析框架可构造此类算子，则可解决Aaronson-Kuperberg酉合成问题，同时指出现有候选方案无法满足要求。
2026-05-11 cs.CR quant-ph
Synthesis of unitaries with Clifford+T circuits
我们描述了一种新的方法来近似一个任意的$n$量子比特与精确$\varepsilon$使用Clifford和T电路与$O(4^{n}n(\log(1/\varepsilon)+n))$门。该方法是基于四舍五入一个单一的环$\mathbb{Z}[i,1/\sqrt{2}]$和采用精确综合。我们还表明，任何$n$酉环$\mathbb{Z}[i,1/\sqrt{2}]$与形式$(a+b\sqrt{2}+ic+id\sqrt{2})/2^{k}$的条目可以准确地合成使用$O(4^{n}nk)$ Clifford和T门使用两个辅助量子比特。这种新的精确综合算法是对B. Giles和P.Selinger需要$O(3^{2^{n}}nk)$基本门。
2013-06-13 cs.ET quant-ph
Local unitary equivalence of arbitrary-dimensional multipartite quantum states
本文基于广义 Bloch 表示的系数矩阵构造任意维度两体及多体量子态的局域酉不变量，并将其用于验证局域酉等价和估计并发度。
2024-02-21 quant-ph
A Case for Synthesis of Recursive Quantum Unitary Programs
本文提出首个量子程序综合框架 QSynth，通过归纳量子语言、可靠推理逻辑和 SMT 编码，自动生成可跨平台执行的递归量子酉程序。
2023-12-05 cs.PL quant-ph
Architecture-aware Unitary Synthesis
University of Helsinki（赫尔辛基大学）
本文提出了一种面向架构的精确通用门合成方法，通过递归结构优化硬件决策，减少CNOT门数量并提升编译速度，适用于超导量子硬件。
2026-07-28 quant-ph
Arbitrary state controlled-unitary gate by adiabatic passage
我们提出了一个鲁棒的方案，涉及原子固定在一个光学腔中，直接实现通用的控制酉门。本技术的基础上绝热通过使用新的暗态非常适合于受控旋转操作。我们表明，这些黑暗的状态允许一个门，这是一个广义的控制酉门的情况下，控制量子位可以被选择为一个任意的状态的强大的实现。这种门具有潜在的应用，以快速实现量子算法，如投影测量算法。这个过程是消相干自由的，因为激发原子态和腔模在动力学过程中没有被填充。
2006-01-27 quant-ph
Trading T gates for dirty qubits in state preparation and unitary synthesis
本文提出利用可调数量脏量子比特的任意纯态制备与酉综合算法，在干净量子比特、脏量子比特和 T-count 间实现近似最优权衡。
2024-06-11 quant-ph
Making Neural Networks More Suitable for Approximate Clifford+T Circuit Synthesis
本文提出全局相位不变操作、随机酉扰动数据增强和图像编码技术，提升深度神经网络在强化学习引导的近似Clifford+T量子电路综合中的性能。
2025-04-22 quant-ph
Synthesis of multi-qudit Hybrid and d-valued Quantum Logic Circuits by Decomposition
最近将量子计算从2值量子点推广到d值量子点的研究已经显示出量子计算机扩展的实际优势。进一步的推广导致具有混合量子点的量子计算，其中两个或更多个量子点具有不同的有限维度。Muthukrishnan和Stroud（Physical Review A，052309，2000）、Daboul等人（J.Phys.A：Math.Gen.36 2525-2536，2003）和Bartlett等人（Physical Review A，Vol.65，052316，2002）已经详细研究了混合和d值门（电路）的优点及其物理实现。在这两种情况下，量子计算都是在幺正演化算符作为量子逻辑门变换量子系统中量子比特的状态时进行的。酉算子可以用平方酉矩阵表示。如果系统由单个qudit组成，那么Tilma等人（J.Phys. A：Math.Gen.35（2002）10467-10501）已经表明酉演化矩阵（门）可以根据其欧拉角参数化来合成。然而，如果量子系统由多个量子比特组成，则可以通过矩阵分解技术（诸如QR分解和余弦-正弦分解（CSD））来合成门。本文提出了一种基于CSD的n量子混合量子门的综合方法，并由此导出了一种基于CSD的n量子门的综合方法，其中所有量子门都具有相同的维数。
2006-08-20 quant-ph
Blind Remote Implementation of Arbitrary Two-Qubit Unitary Operation via Pre-Shared Entanglement
University of Johannesburg（约翰内斯堡大学）
该协议利用预共享纠缠和黑盒设备，通过欧拉与卡坦分解组合基本操作，实现无需经典描述的任意两量子比特酉操作的盲远程执行。
2026-10-06 quant-ph
Clifford synthesis via generalized S and CZ gates
Microsoft Quantum（微软量子）；NVIDIA（英伟达）
本文展示通过最多2n个多量子比特联合测量实现任意n量子比特克莱因群单元ary，且测量可分成两个互不干扰的集合，为实现克莱因群单元ary提供了灵活的空间时间权衡。
2026-03-25 quant-ph
QFlowNet: Fast, Diverse, and Efficient Unitary Synthesis with Generative Flow Networks
Department of Electrical and Computer Engineering（电气与计算机工程系）；Seoul National University（首尔国立大学）；NextQuantum
QFlowNet通过结合生成流网络和Transformer，实现高效、多样化的单位元合成，解决了传统强化学习在稀疏奖励下的局限性。
2026-03-04 cs.AI quant-ph
A one-query lower bound for unitary synthesis and breaking quantum cryptography
本文证明酉合成存在单查询下界，即某些酉算子无法被仅查询一次布尔函数的神谕算法近似实现，并由此推出相对随机神谕存在抗单查询敌手的量子密码原语，表明实现随机酉算子和破解量子密码比经典搜索或态制备更难。
2023-10-13 cs.CC cs.CR quant-ph
Decomposition of unitary matrix into quantum gates
本研究提出一种将任意酉矩阵分解为X门及全受控Ry、Rz、R1门序列的算法，可生成对应Q#实现，还探讨了优化并分析了复杂度。
2025-01-14 quant-ph
Improving Quantum Circuit Synthesis with Machine Learning
University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）；Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）
针对NISQ时代自底向上酉综合算法运行时间指数增长的问题，提出带种子的QSeed算法，用学习模型快速生成资源高效的酉电路实现，在64量子比特模幂电路上实现3.7倍综合加速且可泛化到未见电路族。
2023-06-09 cs.LG quant-ph
Reducing T Gates with Unitary Synthesis
University of Wisconsin-Madison（威斯康星大学麦迪逊分校）
本文提出一种基于张量网络的任意单位元合成方法，直接合成单量子比特单位元，减少T门计数和克莱因门数量，提升电路性能。
2026-01-26 cs.ET quant-ph
Asymptotically Optimal Circuit Depth for Quantum State Preparation and General Unitary Synthesis
量子态准备问题旨在针对具有$\|v\|_2 = 1$的给定单位向量$v=(v_0,v_1,v_2,\ldots,v_{2^n-1})^T\in \mathbb{C}^{2^n}$，从初始状态$|0\rangle^{\otimes n}$准备$n$ -量子位量子态$|ψ_v\rangle =\sum_{k=0}^{2^n-1}v_k|k\rangle$.这个问题在量子算法设计、哈密顿模拟和量子机器学习中具有根本的重要性，但是当辅助量子比特可用时，它的电路深度和尺寸复杂性仍然是开放的。在本文中，我们研究了有效的量子电路与$m$辅助量子比特的建设，可以准备$|ψ_v\rangle$在深度$\tilde O\left(\frac{2^n}{m+n}+n\right)$和尺寸$O(2^n)$，同时达到两个措施的最佳值。这些结果也意味着对于使用$m = O(2^n/n)$辅助量子比特实现一般$n$ -量子比特么正的量子电路，深度复杂度为$Θ(4^n/(m+n))$。这解决了没有辅助量子位的电路的深度复杂性，并且对于具有指数级多个辅助量子位的电路，这给出了从$O(4^n)$到$\tilde Θ(2^n)$的二次节省。我们的电路是确定性的，精确地准备状态和执行幺正，紧密地利用辅助量子比特，并且在广泛的参数范围内深度是最优的。这些结果可以被视为（最佳）时空折衷界限，这不仅在理论上很有趣，而且在当前量…
2023-02-22 quant-ph
Spin squeezing criterion with local unitary invariance
我们提出了一个新的自旋压缩判据，它适用于任意多比特态，并且在局域幺正操作下是不变的。我们发现，对于任意的纯两量子比特态，自旋压缩等价于纠缠，当这个新的自旋压缩参数小于1时，多量子比特态是纠缠的。
2003-06-30 quant-ph
Local unitary equivalence and distinguishability of arbitrary multipartite pure states
给出了任意维数多部系统状态局部酉等价性的一个通用检验算法。
2010-09-01 math-ph math.MP quant-ph
Construction of Random Unitary Operations for Asymptotic Preparation of Werner States
维尔纳态被定义为在任意幺正算符同时作用于两个子系统时保持不变的二分量子态。它们的制备是纠缠蒸馏协议的关键组成部分。本论文讨论了利用随机幺正操作来渐近地制备Werner态的迭代方法。随机幺正操作的渐近动力学与所涉及的幺正算子的代数性质相联系，应用关于一般量子操作的结果。然后构造了一族随机幺正运算，使任意有限维二分量子系统的Werner态渐近地得到。最后，将这种构造应用于量子比特和量子点系统，其中收敛速度在数值上得到优化。
2019-11-18 quant-ph
Dynamics of moments of arbitrary order for stochastic Poisson squeezings
得到了GKSL方程的显式动力学矩。在我们的情况下，GKSL方程对应于泊松随机过程，导致酉跳跃。我们把压缩算子看作幺正跳跃。
2020-01-24 quant-ph
Local Unitary Classification of Arbitrary Dimensional Multipartite Pure States
利用高阶奇异值分解技术和态的局域对称性，在局域么正等价的条件下，提出了一个适用于任意维多体纯态的纠缠分类方案.利用这个方案，将Kraus提出的确定$n$ -量子比特态的局域幺正等价的方法推广到了任意维多体态的情形.
2012-02-03 hep-ph quant-ph
Minimum optical depth multiport interferometers for approximating arbitrary unitary operations and pure states
本文通过数值模拟证明，在任意维度d下，仅需三层d维傅里叶变换和三层可配置移相器即可高保真制备纯态，而d+1层傅里叶变换和d+2层移相器可实现任意酉操作，为多芯光纤集成多端口干涉仪的应用提供了理论依据。
2025-06-02 quant-ph
Explicit Separations for One-Query Unitary Synthesis
Princeton（普林斯顿大学）；NYU（纽约大学）
该研究针对酉合成问题，证明了1次查询对2次查询的显式分离、复相位酉矩阵的1次查询近似上界，还引入新密码游戏并得到量子程序近似难解性的新结果。
2026-07-30 cs.CC cs.CR quant-ph
Turning Gate Synthesis Errors into Incoherent Errors
使用纠错码和容错技术，至少在理论上，有可能产生错误率明显低于底层物理量子比特的逻辑量子比特。然而，假设作用于这些逻辑量子比特的门只是所需门的近似。例如，在从一组Clifford和$T$门合成单个量子比特么正时，可能会出现这种情况;对于一般的这种么正，任何有限的门序列都只近似于期望的目标。在这种情况下，门中的误差可以相干地相加，使得粗略地，每个门的酉中的误差$ε$必须缩放为$ε\lesssim 1/N$，其中$N$是门的数量。然而，如果人们可以选择在所需目标附近合成几个酉中的一个，并且如果这些选择的平均值更接近目标，我们给出了一些基本的界限，这些界限显示了通过对随机选择进行平均可以使误差不相干地相加的情况，因此，粗略地说，人们需要$ε\lesssim 1/\sqrt{N}$。我们评论一个特殊的应用程序，以提取魔术状态，这种效果自动发生在通常的电路。
2016-12-03 quant-ph
Asymptotically Optimal Circuit Depth for Diagonal Unitary Synthesis and Compilation on Two-Dimensional Grids
School of Computer Science and Engineering, Southeast University（东南大学计算机科学与工程学院）；College of Information Engineering, China Jiliang University（中国计量大学信息工程学院）；Key Laboratory of Computer Network and Information Integration (Southeast University), Ministry of Education（教育部计算机网络与信息集成重点实验室（东南大学））；Nanjing Meteorology Bereau（南京市气象局）
提出Gray-Path框架(GPF)实现n量子比特对角酉，在二维最近邻网格上达到渐近最优的R_z和CNOT深度O(2^n/n)，无需启发式搜索。
2026-06-17 quant-ph
Quantum simulation dynamics and circuit synthesis of FMO complex on an NMR quantum computer
近年来，作为一个开放量子系统的捕光复合物在弱耦合和强耦合下的动力学模拟受到了广泛的关注。在本文中，我们研究了一个数字量子模拟方法的Fenna-Matthews-Olson（FMO）的光合色素-蛋白质复合物包围马尔可夫浴，即，基于核磁共振（NMR）量子计算机的无记忆。为此，我们应用去耦（再耦合）的方法，这是关闭（上）的耦合和Solovay-Kitaev技术分解成有效的基本门的NMR模拟器上的哈密顿和Lindbladian。最后，根据开放系统动力学中系统与环境的相互作用，设计了幺正部分和非幺正部分的量子线路。
2020-10-01 quant-ph
Classical Simulation of Arbitrary Quantum Noise
我提出了一个显式的经典模拟任意量子噪声的量子模型中，一个量子位相互作用的量子浴。经典模型通过随机幺正演化来模拟浴和量子比特的相互作用。我表明，任何任意的量子动力学，包括量子耗散，复发，和退相，可以模拟经典时，允许在经典模型中的酉算子依赖于系统和浴的初始状态。对于初始混合状态的系统和非产品状态的系统和浴，我证明了随机幺正扩展仍然是可能的，在一组纯态。
2017-10-25 quant-ph
Synthesis of Arbitrary Quantum Circuits to Topological Assembly: Systematic, Online and Compact
将任意量子线路变换成由表面码量子纠错码（拓扑量子纠错的变体）保护的形式是具有挑战性的，特别是如果目标是最小化开销。其中一个问题是在抽象计算所需资源的时空体积中有效地放置魔态蒸馏子电路，即所谓的蒸馏盒。这项工作提出了一个通用的，系统的，在线的方法，这样的电路的综合。蒸馏箱的放置由所谓的控制器控制。这项工作介绍了一个贪婪的调度程序生成紧凑的盒子放置。实现的软件，其源代码可在网上，是用来说明和讨论合成的例子。提出了合成和优化改进。
2017-11-04 quant-ph
Numerical circuit synthesis and compilation for multi-state preparation
本文提出数值方法解决多态制备的电路综合与编译问题，涵盖态制备和酉综合，在可行时比矩阵分解方法减少最多40%的双量子比特门，并应用于猫态制备和量子通道综合。
2023-09-19 cs.ET quant-ph
Synthesis of arbitrary, two-mode, high visibility N-photon interference patterns
利用相干态和线性光学，我们证明了任意干涉图案的合成，并建立了N-光子干涉图案的形状和可见性都不能用作一般的量子签名。具体例子包括锯齿曲线和矩形曲线干涉图案，以及与普通干涉相比周期缩短高达60倍的相位超分辨率。前两者的能见度接近100%，后者的能见度超过57%。
2013-02-11 quant-ph
Quantum circuit optimization for unitary operators over non-adjacent qudits
在量子计算机设计体系结构的一般背景下，本文的目的是提供一个通用的策略，以获得一个块矩阵表示的量子门应用于量子比特放置在任意位置上的任意维的输入状态。该模型也被扩展到量子计算的框架与qudits。提供了在量子计算逻辑的上下文中的应用。
2017-11-27 quant-ph
Measuring unitary invariants with the quantum switch
本研究提出利用具有不定因果序的量子开关测量任意阶Bargmann不变量，并证明简单Hadamard测试电路可确定性模拟任意酉量子开关，为酉不变量理论应用与量子高阶映射搭建桥梁。
2025-08-04 quant-ph
