Extending bosons and fermions beyond pairwise exchange symmetry
我们研究量子多体状态的immanons，假设粒子，服从交换对称性定义的两个以上的参与粒子。因此，免疫子推广了玻色子和费米子，它们是由它们在成对对称和反对称交换过程下的行为定义的。具有费米子、玻色子或广义交换对称性的两个多体态的标量积成为包含所有被占据的单粒子态的互标量积的矩阵的行列式、积或积。作为一个可测量的结果，固有子被证明服从部分泡利原理，禁止多个占领的单粒子状态超过一定的阈值。倾向于赞成或反对单粒子模式的多个占领，即聚束的程度，是一个埃尔米特半正定矩阵的行列式，永久或内在的。我们利用这个身份设计一个Gedanken实验，证实了永久优势猜想。
2017-02-12 math-ph math.MP quant-ph
Computation of operator exponentials using the Dunford-Cauchy integral
针对泡利基稀疏哈密顿量，提出基于Dunford-Cauchy积分和高效预解式计算的经典算法，用于计算算子指数，并通过示例验证效率。
2025-09-10 math-ph math.MP quant-ph
Quantum Optical Construction of Generalized Pauli and Walsh-Hadamard Matrices in Three Level Systems
广义泡利矩阵的生成元集在基于n能级原子系统的量子计算中起着至关重要的作用。在本文中，我们将展示如何利用拉比振荡来构造它们。我们还构造了三能级系统的广义Walsh-Hadamard矩阵，并提出了一些相关的问题。
2003-09-18 cond-mat math-ph math.MP
Reducing depth and measurement weights in Pauli-based computation
International Iberian Nanotechnology Laboratory (INL)（伊比利亚纳米技术实验室）；Quantum Thermodynamics and Computation Group, Electromagnetism and Matter Physics Department, University of Granada（格拉纳达大学电磁与物质物理系量子热力学与计算组）；Instituto de Fı́sica, Universidade Federal Fluminense（弗鲁米嫩塞联邦大学物理研究所）
本文提出了一种减少基于Pauli计算中Pauli测量权重和计算深度的方法，通过预编译步骤和启发式算法，显著降低了CNOT计数，尤其在Clifford主导的随机量子电路中表现优异。
2025-12-02 quant-ph
Representation of $\mathfrak{su}(8)$ in Pauli Basis
量子计算开始成为重要的研究领域，因为它对我们目前的计算能力的升级具有巨大的前景。研究量子态的演化是理解量子信息的基础，量子信息的研究是量子计算的基础。这是协助各自的数学工具，如李群和李代数。本文将$\mathfrak{su}(8)$的李代数表示为三个Pauli矩阵的张量积。这是通过构造广义Gell-Mann矩阵并与Pauli基进行比较来完成的。本研究将明确地显示Gell-Mann矩阵与Pauli基类似的坐标变化的一一相关性。这在处理量子线路问题时特别有用。
2020-03-20 quant-ph
Locality-aware Pauli-based computation for local magic state preparation
Graduate School of Engineering Science, Osaka University（大阪大学工学研究科）；School of Engineering Science, Osaka University（大阪大学工学院）；Center for Quantum Information and Quantum Biology, Osaka University（大阪大学量子信息与量子生物学中心）；RIKEN Center for Quantum Computing (RQC)（理化学研究所量子计算中心）
本文提出一种基于局部性的Pauli计算方案，通过在计算区域提纯魔法态，减少魔法态转移成本和提高局部性，从而提升执行效率。
2025-08-21 quant-ph
Explicit Pfaffian Formula for Amplitudes of Fermionic Gaussian Pure States in Arbitrary Pauli Bases
本文提出显式普法夫公式和递归关系，用于计算任意泡利基下费米子高斯纯态的振幅，从而支持全局纠缠、Shannon-Rényi熵、形成概率研究及高效量子层析成像，并用于分析测量后纠缠熵。
2025-07-01 cond-mat.str-el math-ph math.MP
Pauli Propagation: A Computational Framework for Simulating Quantum Systems
Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL)（洛桑联邦理工学院）；Algorithmiq Ltd（Algorithmiq有限公司）
本文提出Pauli Propagation框架，通过位级实现和树搜索算法高效模拟数字量子系统，并发布Julia软件包PauliPropagation.jl。
2026-05-30 cond-mat.other quant-ph
Pauli Flow on Open Graphs with Unknown Measurement Labels
本文研究测量标签未知时开放图上泡利流存在性的判定问题，提出随机多项式时间算法证明该问题属于RP，并通过代数解释证明输出量子比特数可降至与输入量子比特数相等。
2024-08-12 quant-ph
Efficient certification of intractable quantum states with few Pauli measurements
INRIA, DIENS, Ecole Normale Supérieure, PSL University, CNRS（法国国家信息与自动化研究所、巴黎高等师范学院、巴黎文理研究大学、法国国家科学研究中心）
针对通用量子计算所需的Clifford增强乘积态，提出仅用泡利测量的高效认证协议，在独立同分布和对抗设置下均达到样本和时间效率，填补了泡利基认证的空白。
2026-06-12 quant-ph
Complete Flow-Preserving Rewrite Rules for MBQC Patterns with Pauli Measurements
本文提出并证明了带泡利测量的MBQC模式中，引入新Z测量量子比特可保持泡利流，并给出稳定子ZX图的唯一规范形式及完整保流重写规则。
2023-11-15 quant-ph
Attractive statistical forces and Pauli crystal formation in trapped Fermi gases
Department of Physics, Sogang University（西江大学物理系）
研究揭示了N个相同费米子的热力学可通过集体统计势解释，该势能解释了德泽压力的微观起源，且对于N≥3时产生吸引力贡献，形成保罗i晶体结构。
2026-08-11 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Efficient computation of real-time correlators using Pauli Propagation
North Carolina State University（北卡罗来纳州立大学）；Indiana University（印第安纳大学）
研究利用泡利传播计算量子系统实时关联函数，针对其泡利字符串数量增长问题，结合短时间数据与时间扩展方法，避免指数增长，保留相关信息，拓宽经典方法探测量子多体系统实时动力学范围。
2026-07-29 cond-mat.stat-mech physics.comp-ph quant-ph
Quantum computational universality of hypergraph states with Pauli-X and Z basis measurements
基于测量的量子计算是最有前途的量子计算模型之一。虽然目前已经提出了各种各样的普适资源态，但对于普适测量量子计算及其验证，是否只有两个泡利基是足够的，还没有定论。在本文中，我们构造了一个通用超图状态，只需要$X$和$Z$ -基测量的通用测量为基础的量子计算。我们还表明，我们的超图状态的通用测量为基础的量子计算可以在多项式时间内验证，仅使用$X$和$Z$的基础测量。此外，为了证明我们的超图状态的优势，我们构建了一个可验证的盲量子计算协议，只需要$X$和$Z$为客户端的基础测量。
2019-09-22 quant-ph
Quantum circuit compilation and hybrid computation using Pauli-based computation
本研究提出基于Pauli计算（PBC）的自适应量子线路实现方案，大幅降低量子门数量与线路深度，验证了其在量子线路编译和混合量子计算中的实用优势。
2023-09-28 quant-ph
Extractors: QLDPC Architectures for Efficient Pauli-Based Computation
本文提出提取器系统原语，将QLDPC存储器增强为支持Pauli基计算的计算块，实现单逻辑周期内容错测量任意逻辑Pauli算子，并构建固定连接LDPC架构，结合高保真T态源实现通用量子电路，开销为$\ ilde{O}(n)$。
2025-10-25 quant-ph
On the Constant Depth Implementation of Pauli Exponentials
Aalto University（阿尔托大学）
本文提出在受限的线性邻近连通性下，利用O(n)辅助量子比特和两体XX、ZZ相互作用，将任意长度的Z张量指数分解为常深电路，进而推广到任意Pauli指数。
2026-03-25 quant-ph
Nontrivial multi-product commutation relation toward reducing T-count in sequential Pauli-based computation
The University of Osaka（大阪大学）；RIKEN Center for Quantum Computing（理化学研究所量子计算中心）
提出多乘积交换关系（MCR）作为新的无辅助量子电路变换规则，并实现MCR编译器，在基准测试中进一步减少T门数量。
2026-06-01 quant-ph
Efficient quantum measurement of Pauli operators in the presence of finite sampling error
估计对应于可观测量的算子的期望值是量子计算中的一项基本任务。由于计算机仅限于在固定的计算基础上进行测量，因此通常不可能直接获得这种估计。一种常见的解决方案是将算子分解为泡利算子的加权和，并分别测量每个算子，代价是多次测量。一个改进的版本在同时测量集合中的所有算子之前，将相互交换的泡利算子收集在一起。这样做的有效性取决于两个因素。首先，我们必须了解保罗在收藏中的特定安排所带来的改进。在我们的工作中，我们提出了两个自然的量化指标，操作的假设下，测量最佳分布的集合，以尽量减少整体有限的抽样误差。受这些指标的数学形式的启发，我们引入了Sorted Recombination，这是一种利用每个Pauli算子在总和中的权重的收集策略。其次，为了同时测量集合中的所有泡利算子，需要一个电路将它们旋转到计算基。在我们的工作中，我们提出了两个有效的电路结构，适当地旋转任何集合的$k$独立的交换$n$量子位泡利运营商使用最多$kn-k(k+1)/2$和$O(kn/\log k)$两个量子位门分别。我们的方法数值说明的上下文中的变分量子本征求解器，其中的运营商的问题是分子哈密顿。正如我们的指标所衡量的那样，SORTED着色优于四种传统的贪婪着色算法，这些算法寻求最小数量的集合。
2021-01-19 quant-ph
Software Pauli Tracking for Quantum Computation
大规模量子计算的实现不再是简单的硬件问题。量子技术的快速发展产生了许多控制和编程问题，这些问题应该针对经典计算机科学和工程界。一个这样的问题被称为泡利跟踪。用于实现与关键纠错技术兼容的量子算法的方法利用广泛的量子隐形传态协议。这些协议本质上是概率性的，并导致作为隐形传态副产品出现的校正算子。这些副产品操作符不需要在量子硬件本身中进行校正。相反，副产品操作员通过电路进行跟踪，并重新解释输出结果。这种跟踪在量子信息中通常被忽略，因为它被认为跟踪算法最终会被开发出来。在这项工作中，我们帮助填补这一空白，并提出了一个算法，通过量子计算跟踪副产品运营商。我们制定这项工作的基础上，量子门集，兼容所有主要形式的量子纠错，并证明了算法的完整性。
2014-01-23 quant-ph
Relating Measurement Patterns to Circuits via Pauli Flow
基于测量的量子计算的单向模型和基于门的电路模型给出了如何进行量子计算的两种不同的表示。存在用于将任何基于门的量子线路转换成单向计算的已知方法，而相反的方法仅在给定对测量图案的结构的一些约束的情况下是有效的。因果流和广义流已经被证明是足够的，有效的算法来识别这些属性和执行电路提取。泡利流是一组较弱的条件，它扩展了广义流，以使用某些顶点在泡利基中测量的知识。在本文中，我们表明，泡利流同样可以有效地识别，任何测量模式的基础图形承认泡利流可以有效地转换成一个基于门的电路，而不使用辅助量子比特。然后，我们使用这种关系来获得模拟结果的影响，图论重写的ZX演算使用一个更像电路的数据结构，我们称之为泡利Dependency DAG。
2021-09-13 cs.LO quant-ph
Efficient error models for fault-tolerant architectures and the Pauli twirling approximation
容错量子计算的现实架构的设计和优化需要的误差模型，既可靠，适合大规模经典模拟。也许构建这种误差模型的最简单和最实用的通用方法是在泡利基上旋转给定的完全正通道，我们称之为泡利旋转近似（Pauli twirling approximation，PTA）。在这项工作中，我们测试的PTA的精度为一个小的稳定器测量电路相关的容错量子计算，在存在的固有的门错误和退相干，并找到很好的协议在很宽的物理误差率。PTA的组合的简单性和准确性，以及其直接连接到过程层析成像的卡矩阵，表明它可以用作更精细的误差模型构造的标准参考点。
2013-05-09 quant-ph
Depth reduction for quantum Clifford circuits through Pauli measurements
Clifford电路在量子计算中起着重要的作用。Gottesman和Chuang提出了一种门隐形传态协议，使得一个量子线路可以通过带有特定辅助量子比特的隐形传态电路来实现。特别地，可以通过准备用于隐形传态的辅助稳定器状态$(I\otimes U)|Φ^+\rangle^{\otimes n}$并进行以测量为条件的泡利校正来实现$n$ -量子位克利福德电路$U$。在本文中，我们提供了一个替代的程序来实现Clifford电路通过泡利测量，通过准备$O(1)$ ancillas的Calderbank-Shor-Steane（CSS）稳定状态。也就是说，$O(1)$ CSS状态足以实现任何Clifford电路。作为容错量子计算的一个应用，如果有干净的CSS稳定子态，任何Clifford电路都可以通过Steane综合征提取的$O(1)$步骤来实现.
2018-05-30 quant-ph
Better Pauli Channel Learning with Maximum Likelihood Estimation
University of Illinois at Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）；IBM Quantum, IBM T.J. Watson Research Center（IBM量子，IBM托马斯·J·沃森研究中心）
本文提出利用最大似然估计（MLE）对一维局域稀疏泡利-林德布拉德信道进行高效计算，显著提升层析精度并降低误差缓解开销。
2026-06-02 quant-ph
Quasipinning and its relevance for $N$-Fermion quantum states
费米子自然占有数（NON）不仅服从泡利著名的不相容原理，而且还受到广义泡利约束的进一步限制，这些约束来自费米子交换统计。当给定的NON被钉扎到多面体的边界时，由于选择规则，相应的$N$ -费米子量子态$|Ψ_N\rangle$简化。我们分析和数值计算表明，最相关的设置，这一规则是稳定的非靠近边界，如果非退化。在简并的情况下，给出了一个修正的选择规则，并证明了它的有效性。因此，最近发现的准钉扎效应是物理相关的意义上说，它的发生允许近似重建$|Ψ_N\rangle$，它的纠缠特性和相关性从1-粒子信息。我们的发现也提供了一个广义Hartree-Fock方法的基础上，由变分的选择规则确定的Anastrophic。
2014-08-29 math-ph math.MP quant-ph
Extracting topological orders of generalized Pauli stabilizer codes in two dimensions
本文提出一种适用于$\u2124_d$量子比特（含非素数d）的算法，可提取二维平移不变广义Pauli稳定子码的拓扑数据，识别新拓扑序并为量子纠错码研究提供系统方法。
2025-06-18 cond-mat.str-el math-ph math.MP
ZX-Flow: A Flexible Criterion for Deterministic Computation with ZX-Diagrams
University of Oxford（牛津大学）；University of Amsterdam, QuSoft（阿姆斯特丹大学）
本文提出了一种名为ZX-Flow的新型流准则，用于确定性计算，通过Pauli半网装饰的ZX图，实现高效提取测量基计算或量子电路。
2026-11-05 quant-ph
An explicit family of unitaries with exponentially minimal length Pauli geodesics
最近，尼尔森等人提出了一种量子计算的几何方法。他们已经证明，实现幺正U的最小量子线路的大小，直到多项式因子，等于从单位元I到U的最小测地线的长度。他们研究了测地线方程的一大类解，称为泡利测地线。他们提出了一个很自然的问题，我们是否可以明确地构造一族幺正，U，具有指数级的最小长度泡利测地线？我们对这个问题给予肯定的回答。
2007-01-28 quant-ph
Fault-Tolerant Quantum Computing in the Pauli or Clifford Frame with Slow Error Diagnostics
我们考虑的问题，容错量子计算中存在的缓慢的错误诊断，无论是由测量延迟或缓慢的解码算法。我们的方案提供了一些改进，比以前现有的解决方案，例如，它不需要主动纠错，并在减少纠错开销的结果时，错误诊断比门时间慢得多。此外，我们适应我们的协议的情况下，潜在的错误校正策略选择所有Clifford门，而不是通常的泡利门之间的最佳校正。由此产生的Clifford框架协议是独立的兴趣，因为它可以增加错误阈值，并可以在量子计算的其他领域中找到应用。
2017-12-25 quant-ph
Necessary and Sufficient Conditions for Universal Gates with Pauli Strings and Beyond
ICFO-Institut de Ciencies Fotoniques, The Barcelona Institute of Science and Technology（ICFO-光子科学研究所，巴塞罗那科学与技术学院）；University of Innsbruck（因斯布鲁克大学）
研究由 Pauli 字符串或一般哈密顿量生成的量子门通用性，给出了生成 su(2^n) 的必要充分条件，并证明了 XYZ 海森堡哈密顿量在局部控制下的通用性。
2026-06-11 quant-ph
A tree-approach Pauli decomposition algorithm with application to quantum computing
本文提出一种基于树方法的并行泡利矩阵分解算法，降低指数级计算成本并减少内存占用，通过数值实验验证性能，并应用于量子存储器中的矩阵编码。
2024-03-18 quant-ph
Protecting Quantum Information Encoded in Decoherence Free States Against Exchange Errors
在量子信息处理器中，相同量子比特之间的交换相互作用会产生酉双量子比特错误。本文证明了集体消相干的消相干自由子空间（DFS）在交换条件下会发生泡利误差，但不会使消相干自由态脱离DFS。为了保护DFS免受这些错误的影响，采用最近提出的级联DFS-量子纠错码方案就足够了[D. A. Lidar，D.培根和K.B. Whaley，Phys. Rev. Lett. { \bf 82}，4556（1999）]。
1999-12-02 cond-mat quant-ph
Pauli-based model of quantum computation with higher-dimensional systems
本文将基于Pauli的计算（PBC）推广至奇素数维系统并证明其通用性，给出了在实际量子硬件上的电路实现方案及深度与宽度的权衡，并推导了模拟虚拟qudit的采样复杂度上下界。
2023-09-14 quant-ph
Efficiently manipulating Pauli strings with PauliArray
本文介绍PauliArray库，基于NumPy高效表示和操作泡利字符串数组，支持广播，加速费米子映射、期望值估计和对易子计算。
2024-05-29 quant-ph
From Pauli Strings to Quantum Dynamics: A Unified Characterization
Forschungszentrum Jülich GmbH（于利希研究中心）；Peter Grünberg Institute, Quantum Control (PGI-8)（彼得·格林伯格研究所，量子控制（PGI-8））；University of Cologne（科隆大学）；Institute for Theoretical Physics (THP)（理论物理研究所）；Institut für Theoretische Physik, Leibniz Universität Hannover（汉诺威莱布尼茨大学理论物理研究所）；Department of Physics and Astronomy, University of British Columbia（不列颠哥伦比亚大学物理与天文学系）；Stewart Blusson Quantum Matter Institute, University of British Columbia（不列颠哥伦比亚大学斯图尔特·布森量子物质研究所）
通过泡利弦的辛性质，建立泡利李代数与克利福德子群之间的深层联系，提出基于不变量的方法高效识别李代数与轨道，并证明转导生成的克利福德子群为相应泡利李群提供3-设计。
2026-06-08 quant-ph
Experimental Data from a Quantum Computer Verifies the Generalized Pauli Exclusion Principle
“后果是什么...费米粒子不能进入相同的状态“R.费曼在谈到泡利不相容原理时写道：“事实上，物质世界的几乎所有特性都取决于这个奇妙的事实。1972年，Borland和Dennis证明了费米粒子轨道占据存在着超越泡利不相容原理的强有力的限制，这为量子关联和纠缠提供了重要的限制。在这里，我们使用量子计算机上的计算来实验验证这些额外约束的存在。量子多费米子态是在量子计算机上随机制备的，并进行了约束违反测试。测量表明没有违反，并确认广义泡利不相容原理的一部分，在一个百万分之一的误差。
2020-04-16 quant-ph
PauLie: Fast Classification of Pauli Dynamical Lie Algebras
Leibniz Universität Hannover（汉诺威莱布尼茨大学）；Tata Institute of Fundamental Research（塔塔基础研究所）；Unitary Foundation（幺正基金会）
PauLie是基于反交换图归约的开源框架，可快速判定任意泡利字符串生成的DLA的同构类型，运行时间复杂度低，可用于量子系统相关的多种任务。
2026-09-01 quant-ph
Optimal parameter estimation of Pauli channels
最佳测量配置，即，本文研究了量子比特和广义泡利信道的二元POVM形式的最佳输入量子态和测量。信道方向被定义为具有任意固定的泡利矩阵基的信道的收缩方向。在量子位泡利信道的情况下，与已知的信道方向，它示出的最佳配置，最大限度地提高Fisher信息的估计参数由三个冯诺依曼测量连同纯输入状态指向适当的信道方向。这些结果的推广广义泡利通道也给出。此外，提出了一种计算效率高的估计方法，用于估计量子比特泡利信道情况下的信道方向。该方法的效率是由模拟说明：它示出了其方差是1/N的顺序，其中N是所使用的测量的数量。
2015-11-20 quant-ph
Non-Pauli errors can be efficiently sampled in qudit surface codes
本文研究了qudit二维表面码在非Pauli错误下的相关性，利用置信传播和渗流理论证明在纠错阈值以下剩余相关性稀疏且局部受限，从而使得综合征可被高效采样。
2023-03-29 quant-ph
PauliEngine: High-Performant Symbolic Arithmetic for Quantum Operations
Institute for Computer Science, University of Augsburg（奥格斯堡大学计算机科学研究所）；Center for Advanced Analytics and Predictive Sciences, University of Augsburg（奥格斯堡大学高级分析与预测科学中心）
PauliEngine通过高效的二进制辛表示和位运算，提供高效的Pauli字符串运算、交换子、符号相位跟踪及结构变换，实现量子软件的高性能符号运算。
2026-01-05 cs.ET cs.SE physics.comp-ph
Nonclassical Structures within the N-qubit Pauli Group
表现出非经典性的结构是量子力学的基础，也可以被视为量子信息处理中许多应用的资源-特别是在$N$量子比特的希尔伯特空间中。本论文进一步发展了$N$ -量子比特泡利群中的纠缠、量子上下文和量子非定域性理论。强Kochen-Specker定理和证明它的结构被详细地介绍和探索。结构之间的连接，显示纠缠，上下文和非局部性的模式进行了解释。计算搜索算法和相关工具的开发和使用，以执行完整的搜索最小的非经典结构内的$N$量子位泡利组的值$N$有限的计算资源。我们的研究结果进行了调查，并给出了处方使用基本的非经典结构，我们已经发现，以构建更复杂的类型，这样的结构。家庭的非经典结构的所有值的$N$，包括最紧凑的家庭的投影仪为基础的奇偶证明的Kochen-Specker定理尚未发现在所有维度的形式$2^N$，其中$N\geq2$。本文还讨论了所得结果的应用及其与其它工作的联系。
2013-07-25 quant-ph
Non-Markovianity induced by Pauli-twirling
University of Konstanz（康斯坦茨大学）；Forschungszentrum Jülich（于利希研究中心）；RWTH Aachen University（亚琛工业大学）
本研究指出，泡利扭曲可能导致非马尔可夫性，需使用负泡利-林布兰德参数以正确描述实验噪声。
2026-02-09 quant-ph
Matrix Elements of Fermionic Gaussian Operators in Arbitrary Pauli Bases: A Pfaffian Formula
本文针对任意泡利乘积态之间费米子高斯算符矩阵元计算难题，引入符号编码矩阵并利用其对应的so(2L)李代数结构，推导出一般且显式的普法夫公式，为量子层析、纠缠动力学及匹配门计算等提供可扩展计算框架。
2025-06-03 quant-ph
On The Pauli-Weisskopf Anti-Dirac Paper
本文回顾了泡利和韦斯科普夫的工作在建立无自旋粒子的量子场论中所起的作用。为了使我们的计算尽可能透明，我们提供了一个物理学家对克莱因-戈登-福克方程的推导。由于不变函数在我们的论文中起着重要的作用，我们将详细讨论它们。我们强调泡利和Weisskopf的观点，狄拉克的空穴理论是完全过时的制定一致的量子场论，无论是标量或旋量粒子。作为一个重要的例子，我们给出了在外加电场中产生带电标量粒子的计算。
2015-01-29 hep-th physics.hist-ph quant-ph
Optimally generating $\mathfrak{su}(2^N)$ using Pauli strings
本文证明生成su(2^N)所需的最小Pauli字符串集合含2N+1个元素，提供生成任意Pauli旋转的最优算法，并探讨通过调节反对易对比例优化生成速率，对量子计算有重要影响。
2025-06-24 quant-ph
Determinism and Computational Power of Real Measurement-based Quantum Computation
基于测量的量子计算（MBQC）是一种通用的量子计算模型。在这个模型中，决定论的组合特征，由测量提供动力，因此，从根本上说是概率性的，是这个领域大多数突破性成果的基石。确定性MBQC被驱动的最普遍的已知充分条件是计算的底层图具有称为泡利流的特定类型的流。泡利流的必要性是一个悬而未决的问题。我们表明，泡利流是必要的真正的MBQC，而不是在一般情况下提供反例（复杂）MBQC。我们探索的后果，这一结果为真正的MBQC及其应用。已知真实MBQC和更一般地真实量子计算对于量子计算是通用的。Real MBQC已被McKague用于交互式证明。两个证明者的情况对应于二分图上的实MBQC。虽然二部图上的（复）MBQC是普适的，但二部图上的实MBQC的普适性是一个悬而未决的问题。我们表明，真正的二分MBQC是不普遍的证明，所有的测量真正的二分MBQC可以并行导致恒定的深度计算。因此，McKague技术不能导致两个证明者交互式证明。
2017-06-22 quant-ph
Catalytic Transformation from Computationally Universal to Strictly Universal Measurement-Based Quantum Computation
本文提出一种将计算通用测量基量子计算转化为严格通用的方法，仅需将资源态中单个量子比特替换为Pauli-Y本征态，并据此证明超图态仅通过Pauli测量即可实现严格通用。
2024-07-31 quant-ph
SPARO: Surface-code Pauli-based Architectural Resource Optimization for Fault-tolerant Quantum Computing
本文提出SPARO框架，通过基于数值模拟的综合逻辑错误模型和端到端编译流水线，动态分配硬件资源以平衡计算、路由与magic-state蒸馏，在433量子比特ADDER电路上实现高达51.11%的逻辑错误率降低，显著提升表面码容错量子计算的资源效率。
2025-05-01 quant-ph
Hybrid Exchange Measurement-Based Qubit Operations in Semiconductor Double Quantum Dot Qubits
基于测量的量子计算（MBQC）以物理量子比特的多项式增加为代价，承诺与量子纠错码的自然兼容性。MBQC提案主要集中在光子系统上，其中2量子比特门是困难的。另一方面，量子点中的半导体自旋量子比特通过交换相互作用提供快速的2量子比特门。在基于交换的量子计算中，与其他固态量子比特一样，泄漏到更高的状态是一个必须减轻的严重问题。在这里，提出了两种混合测量交换方案，其量化了MBQC对基于量子点的量子计算的益处。在单重态-三重态基础上测量双量子点编码的量子比特，以及量子比特间和量子比特内交换相互作用，用于执行一个和两个量子比特操作。这两种方案都抑制了单个量子位自旋态泄漏误差，提供了快速的门时间，并且只需要可控的交换耦合，直到已知的相位和泡利校正。
2023-01-24 cond-mat.mes-hall quant-ph
Systematic construction of multi-controlled Pauli gate decompositions with optimal $T$-count
本文提出系统化构造多控Pauli门分解的方法，在保持最小$T$-计数不变的条件下降低CNOT计数和$T$-深度，从而提升量子算法计算效率。
2024-10-03 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
Decoherence-Free Subspaces for Multiple-Qubit Errors: (II) Universal, Fault-Tolerant Quantum Computation
无消相干子空间（DFS）可以保护量子信息不受与不可控环境相互作用所引起的错误的影响。在这里，我们研究了一个模型的相关误差形成一个阿贝尔子群（稳定器）的泡利群（组的张量积泡利矩阵）。与以往的研究不同，这种类型的错误不涉及任何空间对称性假设的系统-环境相互作用。我们解决了问题的通用，容错量子计算的相关类的DFS。
2000-07-05 quant-ph
Randomized compiling in fault-tolerant quantum computation
本文提出一种在逻辑层面退相干噪声的算法，将系统投影到明确定义错误的逻辑态，不显著增加电路深度，适用于大多数容错门和纠错步骤，以缓解相干错误对容错量子计算的影响。
2023-06-23 quant-ph
Contextuality with Pauli observables in cycle scenarios
本文系统研究循环测量场景中多量子比特泡利可观测量的语境性，给出可实现循环规模的上下界，证明n>4时不能见证语境性而n=4时总能见证，并澄清4循环并非一般泡利场景见证语境性的必要条件。
2025-02-05 quant-ph
