量子计算 · 2026年10月9日(周五)

arXiv 量子物理(quant-ph)。

arXiv quant-ph

QTN-RQNN: Quantum Tensor Network-Based Recurrent Quantum Neural Network

说明QTN-RQNN:基于量子张量网络的循环量子神经网络,用于近期量子设备上的故障诊断

简介该论文提出QTN-RQNN模型,将受张量网络启发的最近邻相互作用与循环量子处理结合,并引入QSMOTE进行类别平衡。在四个异构故障诊断数据集上,与QNN、QTN-QNN和RQNN相比,结果表明量子架构复杂度提高并不能普遍提升分类效果;在SPID数据集上F1值由0.3077提升至0.4516。同时,相比RQNN,每个样本的双量子比特门数由32降至24,减少25%,且不增加四量子比特需求。

Amit S. Patel, Himanshu R. Patel, Bikash K. Behera 等

arXiv quant-ph · physics.optics

Judd-Ofelt analysis and coherent spectroscopy of europium-based molecular complexes for quantum information applications

说明铕基分子配合物的Judd-Ofelt分析与相干光谱研究:面向量子信息应用

简介本文对十二种以Eu3+为中心的分子配合物进行了系统的光学表征,重点关注约580纳米处的相干跃迁5D0→7F0。研究通过Judd-Ofelt分析探讨配体场环境与局域对称性,发现较低点群对称性(C1、C2)使该跃迁分支比更高,部分配合物超过1%。其中5-Eu在4.2 K下光学相干时间为2.3微秒,可与已报道的最佳分子体系相当。

Nicholas Lester Jobbitt, Sascha Weis, Timo Schweizer 等

★★★★☆ 值得关注
arXiv quant-ph

Finite-Size Limits of Adaptive Pauli Prediction

说明自适应泡利预测的有限规模下限

简介本文研究量子数据能否可靠地回答由先前结果决定的后续问题。作者证明,在n个量子比特上进行M次自适应泡利预测,在固定精度下需要Ω(√min{n,M})个样本副本。已有上界使该下限在M≤n时达到紧致,因此n次自适应预测需要Θ(√n)个副本,而固定列表只需O(log n)个。

看点证明了自适应Pauli预测需要Ω(√min{n,M})份样本的下界,并与已知上界匹配,显著区别于固定列表的对数代价。

Luofei Wang, Boyu Liu, Zihe Wang 等

arXiv cond-mat.mes-hall · quant-ph

Electric-dipole-induced nuclear electric resonance in silicon

说明硅中电偶极子诱导的核电共振:用电场操控磷核自旋的理论方案

简介该论文提出一种在硅中用电场操控磷原子核自旋的方案,称为电偶极子诱导核电共振(EDNER)。借助超精细相互作用和磁场梯度,电子自旋与电荷自由度耦合,相比传统核磁共振(NMR)可实现更快的操控。文中指出,在特定工作点,核自旋能级劈裂对电噪声的敏感度降低,有望获得较长相干时间和高保真度操作。

Jiyun Su, Shihang Zhang, Peihao Huang

arXiv quant-ph

Operational signatures of exceptional quantum channels

说明例外量子信道的可操作特征

简介例外点通常被理解为非厄米哈密顿量或刘维尔算子中的退化缺陷。本文不依赖哈密顿量或主方程,而是以完全正保迹量子信道为基本动力学对象,通过信道的非平凡约当链定义例外信道。作者指出,阶数为m的约当块会产生最高次数为m-1的离散多项式-指数项,从而把例外点的物理与实验可直接测量的概率数据联系起来。

Paulo A. Brand\~ao

arXiv quant-ph · cond-mat.dis-nn · physics.comp-ph

Encoding Matters: A Qubit-Efficient Reformulation for Quantum Resilient Routing

说明编码方式很重要:面向量子弹性路由的低比特数重构方法

简介该论文提出一种结构感知的编码压缩方法,把物流与路由问题更高效地映射到量子比特上。以双链路故障下的延迟弹性路由为基准问题进行演示,结果显示简化后的模型显著降低了量子比特数和编译电路复杂度,同时保持原优化任务不变。在同一台离子阱量子计算机上运行简化模型,成功概率提升了100倍。

Emanuele G. Dalla Torre, Bat-El Friedman, Daniel Porat

arXiv quant-ph

Genuine multipartite nonlocality detection in graph states

说明图态中的真正多方非定域性检测

简介本文提出两类多方贝尔不等式,用于检测图态中的真正多方非定域性(GMNL)。第一类所需关联子数量随参与方数量线性增长,第二类增加关联子数量以换取更强的抗噪能力。两类不等式均可用于图态及所用测量的自测试。

Owidiusz Makuta, Flavio Baccari, Remigiusz Augusiak

★★★★☆ 值得关注
arXiv quant-ph

Entanglement Catalysis Beyond the Asymptotic Rate

说明超越渐近速率的纠缠催化

简介本文研究纠缠浓缩中的有限尺寸损耗能否借助纠缠催化剂减轻。催化剂是一个辅助态,帮助转换过程且最终原样归还。作者证明催化剂无法提高主导阶的渐近产额,但会改变有限尺寸下的标度行为。对于所有具有非均匀施密特系数的二分纯态,作者精确求出了产额的最优二阶修正,并表明催化可以完全克服这一有限尺寸损耗。

看点证明催化可消除有限尺寸二阶修正惩罚,并对所有非均匀施密特系数的纯态精确确定最优二阶修正,理论贡献显著。

Alexander Streltsov

arXiv quant-ph

Decoder- and Noise-Aware Optimization Framework for Clifford-Deformed Quantum Error-Correcting Codes

说明面向量子纠错码Clifford变形的解码器与噪声感知优化框架

简介论文提出一种名为EBBI(基于演化的最优臂识别)的搜索算法,用于优化量子纠错码的Clifford变形(CD),在不增加资源的前提下降低逻辑错误率。作者发现最优变形依赖于噪声模型和解码器。在旋转表面码上的测试显示,在距离3时EBBI比随机搜索少用约1100倍的采样次数;并发现一种新变形B-XZZX,其相对XZZX的优势随码距增大而增加。

Julius Rye B{\o}nnelykke, Benjamin Joecker, Peter Krogstrup 等

arXiv quant-ph

Correlation-Based Measurement of Entanglement in Rank-2 Mixed States

说明基于关联测量的秩-2混合态纠缠评估

简介该论文研究秩为2的混合态中,如何通过关联测量评估纠缠程度,适用于两比特及多比特系统。作者把相关二维子空间视为嵌入物理希尔伯特空间中的逻辑量子比特,并给出了两比特系统的封闭形式纠缠度(concurrence)表达式。在IBM Quantum FakeKingston后端模型的含噪模拟中,结合读出误差缓解与零噪声外推,结果在至多10个比特时与解析结论一致。

M. I. Samar, V. M. Tkachuk

arXiv hep-th · gr-qc · hep-ph

Holographic Krylov complexity in confining backgrounds: particle, string, and frames

说明受限背景中的全息Krylov复杂度:粒子、弦与框架

简介该论文在自底向上的全息QCD模型中研究禁闭相的全息Krylov复杂度,利用Krylov复杂度增长率与探针(粒子和弦)在体时空中下落时固有径向动量之间的对应关系。两种无视界几何背景下,粒子的复杂度表现不同:变形AdS孤子中呈周期振荡,变形热AdS中晚期指数增长。在弦框架中,两种背景的复杂度都出现振荡,且两者行为更为相近。

Jasper Nongmaithem, Deepak Kumar Kar, Ayush Kumar 等

arXiv quant-ph

Construction of isoscattering non-isospectral quantum graphs using the concept of a germ graph

说明利用“胚图”概念构造等散射非等谱量子图

简介本文借助近期提出的“胚图”(germ graph)概念,构造出具有耗散特性的等散射、非等谱图族。作者将已有的两类等散射非等谱图(分别含两个环和三个环的图)作为“附件”,连接到胚图的不同接触顶点上,得到两个新图。通过计算欧拉示性数验证其非等谱性,并数值计算单端口散射矩阵考察其等散射性质。

Omer Farooq, Micha{\l} {\L}awniczak, and Leszek Sirko

arXiv quant-ph

Finite Quantum Engineering Thermodynamics

说明有限量子工程热力学:用可测量的少量量来描述有限量子工作介质的热力学行为

简介论文提出一种基于任务的方法,把精确的能量核算与经过校准的宏观预测分开。通过算符几何判断测量记录能确定什么、剩余不确定性有多大,并比较直接测量动力学观测量与测量粗粒度记录两种表示方式及其测量代价。文中以 Bose–Hubbard 模型为例得到紧凑的响应表,并在连续运行区域和未见过的微观轨迹上检验;驱动 Ising 链则说明历史信息并不总是更省成本的选择。

Borhan Ahmadi

arXiv quant-ph · cs.LG · math.RT

Harmonic analysis and circuit approximation of Sobolev functions on quantum input spaces

说明量子输入空间上 Sobolev 函数的调和分析与电路逼近

简介本文研究定义在量子态空间(复单位球面与复射影空间)和量子幺正操作空间(特殊幺正群与射影幺正群)上的 Sobolev 函数。作者利用紧群与紧齐次空间上的调和分析,通过不可约表示与 Laplace-Beltrami 算子刻画对应的 Peter-Weyl 分解和 Sobolev 空间。文中将谱截断与有限深度量子电路逼近相结合,并借助 Solovay-Kitaev 定理,给出把谱截断误差与电路逼近误差分开的定量逼近速率。

Philipp Schmocker

arXiv quant-ph · cond-mat.supr-con

Modelling Josephson Junctions with Boundary Conditions: Towards High-Fidelity Models for Superconducting Qubits

说明用边界条件建模约瑟夫森结:迈向更高保真度的超导量子比特模型

简介该论文提出一种纯量子力学的约瑟夫森结模型:带电粒子在一维环上运动,结点处波函数满足由耦合强度λ和相位跳变δ刻画的自伴边界条件。模型对单结环求解谱问题,得出超电流的精确表达式,并在透明结中预测偏离纯sinδ规律的修正。作者认为该方法从第一性原理同时给出两个约瑟夫森关系,并为超导量子比特提供更高保真度的模型。

Luis Bueno Blanco, Juan Manuel P\'erez-Pardo

arXiv quant-ph · nlin.CD

Quantum extreme learning for forecasting experimental chaotic electronic circuits

说明用于预测实验性混沌电子电路的量子极限学习

简介本文提出用量子极限学习(一种量子储备计算的特例)预测连续时间信号。作者从一个混沌电子电路中实验采集了四组连续信号,并比较了两种离散化方法:采样局部峰谷,以及按自相关时间尺度均匀采样。结果显示,该算法对模拟信号和实验信号都有较高的预测精度,并且对适度的退相干具有鲁棒性。

Mohammad Sharifian, Qingyu Li, Chiranjib Mukhopadhyay 等

arXiv quant-ph

Wideband microwave resonator for NV center vector magnetometry

说明用于金刚石氮空位色心矢量磁测量的宽带微波谐振器

简介本文提出一种平面微波谐振器设计,可在约100 MHz范围内高效驱动金刚石中氮空位(NV)色心的四种取向,输入微波功率0.5 W,激光功率250 mW,从而实现矢量磁场测量。研究人员据此制作并测试了一台紧凑型矢量磁力计,灵敏度约为1.2 nT/√Hz。作者指出,该灵敏度并非金刚石磁力计的最高纪录,但该装置定位于紧凑型手持磁力计。

S.V. Bolshedvorskii, E.A. Koreshin, V.V. Soshenko 等

arXiv quant-ph

Hamiltonian-Dependent Compressibility and Physical Preservation in Approximate Quantum Compilation using Tensor Networks

说明基于张量网络的近似量子编译中,压缩性与哈密顿量相关并能保留物理特征

简介本文使用AQCtensor对80个量子比特的一维各向异性XYZ海森堡链进行近似量子编译研究,初始态为Néel态。研究发现,压缩效果随交换各向异性和外磁场方向系统变化,并与二阶Trotter误差相关的嵌套对易子度量及目标态MPS键维数有关。在80量子比特量子硬件实验中,电路由10次重复压缩为5次,目标态保真度为0.995474,总电路深度减少45.9%,双比特门数减少47.6%,压缩后电路的物理可观测量仍保持可比行为。

Dohyun Kim, Namshik Han

arXiv quant-ph

System-Design Optimization of a Single-Transmitter, Single-Fiber QKD-based ITS Communication Link

说明基于单发射机、单光纤的量子密钥分发(QKD)与信息论安全(ITS)通信链路系统设计优化

简介该论文研究如何在一根光纤上共用一个发射机,同时传输连续变量量子密钥分发(CV-QKD)信号与经典信号,以减少重复光学硬件。作者以“安全通信速率”(SCR)衡量密钥生成与经典传输共同支持的速率,并在25公里模型中与分离链路对比。结果显示共用方案的SCR为12.079 Mbps,分离参考方案为12.095 Mbps,同时发射机与光纤数量各由两个减为一个;提高接收机带宽预算也能显著提升速率。

Shivang Srivastava, Guillaume Ricard, Yves Jaou\"en 等

★★★★☆ 值得关注
arXiv math.FA · quant-ph

Second quantization and compactness of induced Gaussian quantum Markov semigroups

说明二次量子化与诱导高斯量子马尔可夫半群的紧性

简介本文研究由有限模高斯量子马尔可夫半群在忠实正规不变态下诱导的Hilbert-Schmidt半群的紧性,给出刻画紧性的充要条件。通过对每个s嵌入构造酉二次量子化表示,证明在某一正时刻的紧性、紧预解式、漂移稳定性以及正规不变态的唯一性是等价的。文中还给出了迹范数与Hilbert-Schmidt范数的精确公式及生成元谱,并举例说明紧性不要求谱隙存在,而在不变态不唯一时谱隙也未必蕴含紧性。

看点将紧致性、紧预解式、漂移稳定性与不变态唯一性等价刻画,并给出精确迹范数公式,理论上有实质推进,但应用面较窄。

Zheng Li

arXiv quant-ph

A General Method for Extending Isoscattering Non-Isospectral Quantum Graphs

说明扩展等散射非等谱量子图的一般方法

简介本文提出一种扩展等散射、非等谱量子图的通用方法。作者以两个总度量长度相同但拓扑不同的图 Γ1 和 Γ2 为例:它们的散射矩阵相同,但本征值和欧拉示性数不同。随后在两图上接入相同的星形图,并利用 Titchmarsh-Weyl M 函数形式体系证明,扩展后的图仍然等散射且非等谱。

Omer Farooq, Michal Lawniczak, and Leszek Sirko

arXiv quant-ph

Circuit Design Problems in Binary Polynomial Quantum Optimization

说明二值多项式量子优化中的电路设计问题:研究如何为给定的多项式形式设计最浅的量子电路,以降低量子计算的深度开销。

简介量子计算机求解组合优化问题时,高次二值多项式形式在硬件上会带来电路深度开销。本文把寻找最浅量子电路的问题表述为经典的二值线性问题,并证明其一个变体是 NP 完全问题。作者提出了可扩展的启发式方法 Tempura 以及更快的二值线性问题表述,并表明它们得到的电路明显比现有方法更短,Tempura 的运行时间与现有方法基本相当。

Dylan Laplace Mermoud, Dimitri Watel, Sourour Elloumi 等

arXiv quant-ph · cond-mat.str-el

Zak Phase Quantization without Global Symmetry through Destructive Interference

说明无全局对称性下的Zak相位量子化:通过相消干涉实现

简介该论文研究一维能带的Zak相位在全局对称性被破坏时是否仍能保持精确量子化。作者提出基于局域支撑对称性与相消干涉的机制:对称性破缺的自由度与拓扑母体系统耦合,使相关布洛赫态无法泄漏到其中。文中在反演破缺的最小模型和镜面破缺的扶手椅型纳米带中验证了量子化的π Zak相位及边界局域态。偏离精确相消干涉条件的微扰会使Zak相位连续去量子化,但在有限范围内仍可保留接近π的相位和边界响应。

Geonwoo Hwang, Jun-Won Rhim

arXiv cond-mat.mes-hall · cond-mat.mtrl-sci · cond-mat.quant-gas

Theory of exciton-exciton interactions with nontrivial electronic bands

说明具有非平凡电子能带的激子-激子相互作用理论

简介该论文提出了一种适用于任意单粒子哈密顿量半导体体系的激子-激子相互作用微观理论,是作者此前工作的推广。新理论考虑了激子的复合特性,适用于能带拓扑、量子几何和莫尔效应起作用的晶体半导体体系。作者还在具有非平凡量子度规的平带简单模型中给出结果,显示双激子谱与无量子几何情形有明显差异。

L. Maisel Licer\'an, H.T.C. Stoof

arXiv quant-ph · cond-mat.dis-nn · cond-mat.stat-mech

Percolation of Data Constraints and Reorganization of Boolean Function States in Parity Learning

说明数据约束的渗流与布尔函数态在奇偶学习中的重组

简介该论文研究神经网络在训练过程中及新增未见奇偶数据时,如何重组其所学的布尔函数。作者将模型在全部数据上的输出符号表视为归一化态,用逆子系统纯度衡量其有效施密特秩。研究发现,少量数据使施密特谱展宽,大量数据则使其重新集中到目标模式,并探讨了约束图连通性与预测精度之间的先后关系。

Han Ma

arXiv quant-ph · cs.NA · math.NA

Block encoding of semiseparable matrices via their generators

说明通过生成元对半可分矩阵进行分块编码

简介本文提出一种显式量子线路,可直接由半可分矩阵的两个生成元构造其分块编码。对于 N=2^n 阶矩阵,该线路使用 2n+2 个辅助量子比特,深度为 O(polylog N),实现 (2√N, 2n+2, 2√2 ε) 分块编码,其中 ε 由加载生成元的态制备程序精度决定。线路由循环移位、交换和阿达马门构成。

Giacomo Antonioli, Gianna M. Del Corso, Roel Van Beeumen

arXiv quant-ph · cs.LG

Verifiable Sampling for Delegated Generative Quantum Machine Learning

说明面向委托式生成量子机器学习的可验证采样协议

简介本文提出一种盲且可验证的采样协议,用于远程量子服务器上量子生成模型的推理阶段,使计算不泄露输入信息,并能检验结果。训练阶段则讨论了此前提出的可验证端到端委托变分量子算法的扩展。除接受或中止的验证结果外,即使面对恶意服务器,该协议还能估计生成样本中被破坏样本的比例。

Matteo Inajetovic, Anna Pappa, Petros Wallden

arXiv math.NT · quant-ph

Real Fiducial Vectors Only Exist in Dimensions dequiv 3 pmod4

说明实数域上的费杜西亚向量只存在于维度 d≡3 (mod 4) 的情形

简介本文研究实数型 Weyl-Heisenberg 费杜西亚向量(fiducial vector)的维度与坐标域限制。主要结果是此类向量只能存在于维度 d≡3 (mod 4) 的情形。作者进一步讨论了坐标域为全实数域、有理数的奇数或偶数次扩张、实二次域或分圆域极大实子域时可能的维度,并在若干条件下证明了奇数次数域上的不存在性。

Igor Van Loo, Fr\'ed\'erique Oggier

arXiv quant-ph

Continuous-wave AC magnetometry up to hundreds of megahertz using nitrogen-vacancy centers under a strong transverse magnetic field

说明在强横向磁场下利用氮空位色心实现高达数百兆赫的连续波交流磁力测量

简介该论文利用金刚石中的氮空位色心,采用连续波光探测磁共振(CW-ODMR)方法测量交流磁场,无需高功率脉冲微波。通过施加与NV轴垂直的强静磁场,使电子自旋能级与射频磁场共振耦合。实验在14.4至632 MHz范围内实现了可调频检测,灵敏度分别为14.4 MHz时0.558 μT/Hz^0.5、632 MHz时24.4 μT/Hz^0.5。

Ryusei Okaniwa, Rui Suzuki, Yuichiro Matsuzaki 等

arXiv quant-ph

Pulsed control of an entanglement-breaking index: thermal valleys, a certified valve, and its open-close asymmetry

说明用脉冲控制纠缠破坏指数:热谷、经认证的阀门及其开关不对称性

简介论文研究热量子比特碰撞循环中信道的纠缠破坏指数,并发现在特定极化区间内存在“热谷”。作者通过脉冲式改变偏振来控制该指数,在参考目标上以8轮短脉冲恢复纠缠,并发现关闭该“开关”比打开需要更多轮次(21至35轮),原因在于纠缠边际与响应方式不同,而非局部速率差异。

Eran Kopel

★★★★☆ 值得关注
arXiv quant-ph

Temporal-Access Resource Theory for Continuous Process Tensors

说明连续过程张量的时间访问资源理论

简介本文针对量子过程在时间分辨控制下保护逻辑任务的能力,提出了一套连续过程张量的固定任务资源理论。作者证明,仅凭端点信道无法区分具有相同端点信道但时间结构不同的过程,并给出在固定脉冲预算下的最优误差差异。文中还讨论了控制不完美性的实现界限以及随机编译等方法的应用。

看点提出连续过程张量的固定任务资源理论,证明端点信道无法区分两类过程,并给出精确基线与误差界,理论贡献较突出。

He Wang

arXiv quant-ph

A robust digital receiver architecture for continuous-variable quantum key distribution

说明面向连续变量量子密钥分发的稳健数字接收机架构

简介该论文研究连续变量量子密钥分发中数字下变频接收机的量子安全问题,指出下变频的频率折叠效应会把镜像频率信息混入基带信号。作者提出基于双路数字外差接收机的算子重构检测方案,在数字域对两路光路输出做非等权组合以抵消镜像频率成分。实验验证了该架构的可行性,并报告在 42 km 距离上达到 11.4 Mbps 的性能。

Lu Fan, Xuesong Xu, Miao Yu 等

arXiv cond-mat.mtrl-sci · physics.app-ph · quant-ph

Evolution and breakdown of chiral anomaly in Weyl semiconductor tellurium

说明韦尔半导体碲中手征反常的演化与失效

简介该研究以掺杂碲为平台,观察到可通过费米能级和磁场高度调节的巨大负纵向磁阻。费米能级接近韦尔点时,负磁阻明显增强,并可持续到室温。在极端量子极限低温下,磁阻由负转正,文中认为这可能提示由电子间相互作用增强驱动的场致相变。

Zhifeng Xue, Jiaji Zhao, Yi Ji 等

arXiv quant-ph · physics.optics

All-optical deconvolution via quantum cross-correlation spectroscopy with bright twin beams

说明基于明亮孪生光束的量子互相关光谱实现全光去卷积

简介论文提出量子互相关光谱(QCCS),利用宏观孪生光束在相干反斯托克斯拉曼散射中突破仪器响应造成的卷积限制。通过相关增强的和频通道与500飞秒时间窗口扣除不相关背景,在75 cm^-1的探测带宽下,成功恢复出8 cm^-1和15 cm^-1的窄拉曼谱带,无需数值去卷积。

Yujiro Eto

arXiv quant-ph

Error Mitigation by Zero-Noise Extrapolation (ZNE) in Indirect-Control System

说明间接控制系统中用零噪声外推(ZNE)进行误差缓解

简介该论文研究在间接控制量子计算框架中,将零噪声外推(ZNE)这一误差缓解方法用于变分量子本征求解器(VQE)。由于该框架下的操作主要依赖系统哈密顿量的连续时间演化,难以直接实现常用的酉折叠来放大噪声,作者探讨了相关挑战。论文在对间接控制约束作少量放宽的前提下,提出了一种利用一维XY自旋链对称性的ZNE误差缓解策略。

Arijit Das, Masaki Owari

arXiv quant-ph

Quantum-Circuit Residuals for Receptor Functional Potency Prediction: Predictive Gains and Quadratic Structure

说明用于受体功能效价预测的量子线路残差:预测增益与二次结构

简介该论文以GLP-1R的cAMP相关pEC50为主要任务,将经典分子编码器与线性基础头及浅层量子线路残差头联合训练,并在随机与结构分组划分下评估,还扩展到ADRB2和MC4R。在GLP-1R结构分组划分下,量子残差模型相对基础模型降低了平均绝对误差。对照实验显示,参数数量匹配的实正交对照也有相近表现,提示部分增益可能与结构化的二次特征交互有关。

Chenyan Jia, Yaping Ma, Yuen Wang 等

arXiv quant-ph · cond-mat.stat-mech

When irrelevance governs: dissipation-regression scaling in open quantum criticality

说明当无关项主导时:开放量子临界性中的耗散回归标度

简介该论文研究与有限温度环境耦合的开放系统中量子相变的实时动力学,采用Schwinger-Keldysh形式。作者发现,在临界实时演化的相干主导区,原本被视为无关的耗散耦合反而决定了最长的时间尺度,并由此提出一种耗散回归标度。该标度可再现近期数值研究中观察到的异常Kibble-Zurek标度与弛豫行为。

Fan Zhong

arXiv hep-th · hep-ph · quant-ph

Distinguishing Flat and Warped Extra Dimensions with Unruh-DeWitt Detectors

说明用 Unruh-DeWitt 探测器区分平坦与翘曲额外维度

简介本文研究二能级 Unruh-DeWitt 探测器与额外维度模型中体标量场的 Kaluza-Klein 质量模式相互作用时的响应。文中比较了 ADD 框架下的大型平坦额外维度与 Randall-Sundrum 翘曲额外维度两种模型,并将计算推广到六维双重紧致化时空。结论是:探测器的响应曲线由 KK 质量谱的间距和探测器分辨率决定,两种几何给出的曲线形态明显不同,因此可在该框架下定性地区分平坦与翘曲额外维度。

Ashmita Das, Anjana Krishnan, Soumitra Sengupta

arXiv quant-ph · physics.optics

Quantum Information-Theoretic Analysis of Optical Fiber Sensing via Stimulated Brillouin Scattering

说明基于受激布里渊散射的光纤传感量子信息理论分析

简介本文研究利用受激布里渊散射(SBS)进行光纤分布式传感的问题,假设输入探测光为量子态。作者从线性化的光-声哈密顿量推导短光纤段的输入输出关系,将每段建模为单模玻色高斯信道,并计算通用SBS参数的量子Fisher信息。文中还提出一种自适应方法,并将该框架应用于光纤窃听检测问题。

Kiran Adhikari, Janis N\"otzel

arXiv quant-ph · math-ph · math.CO

Quantum-assisted rendezvous on hypercubes: a quantum Bernoulli noise approach

说明超立方体上的量子辅助会合:基于量子伯努利噪声的方法

简介本文研究在d维超立方体上,借助量子行走框架进行的两智能体平衡会合问题:两个智能体移动相同的汉明距离并在共同中点相遇。文章给出投影t球分解的结构,并刻画有限维量子可达到无信号基准的条件,还证明了最优有限维策略的刚性定理。研究表明,最近邻更新中可能出现量子优势,而高基数更新中汉明球的几何结构排除了有限维下精确达到无信号值的可能。

Ce Wang

★★★★☆ 值得关注
arXiv quant-ph · cond-mat.stat-mech · cond-mat.str-el

An Instability of the Quantum Markov Length

说明量子马尔可夫长度的一种不稳定性

简介论文指出,量子多体态的马尔可夫长度在弱局域信道作用下并不普遍稳定,甚至纯直积态也会出现这一问题。作者在一维费米子链中构造了一个精细调节的深度为二的最近邻高斯信道电路,使真空态变为条件互信息呈代数衰减、马尔可夫长度为无穷大的态,即使信道可以任意接近恒等变换。论文还指出,任何具有哪怕一个秩亏缺约化密度算符的平移不变态都可能出现这种不稳定性,这对基于马尔可夫长度的混合态相等价定义提出了挑战。

看点揭示了马尔可夫长度在弱局域信道下不稳定,给出费米子链中代数衰减的显式构造,并推广到平移不变态,对混合态相分类定义构成挑战。

David C. Newsom, Michael Levin

arXiv quant-ph · math.FA

Classification of bipartite observables II: NIP observables and the Todorcevic trichotomy

说明双方可观测量的分类 II:NIP 可观测量与 Todorcevic 三分法

简介这是三部曲中的第二篇,把模型论的分类理论引入量子信息。论文研究双方可观测量的一种性质,即不具备 Shelah 独立性性质(NIP)的情形,这类可观测量的理想化响应属于第一 Baire 类。利用 Todorcevic 关于 Rosenthal 紧致空间的三分法,这类可观测量被分为三类,每类都包含一个物理序。论文还指出,在横场伊辛模型中,自发磁化决定了磁化族是稳定的还是属于第二类。

Eduardo Due\~nez, Jos\'e Iovino

arXiv quant-ph · cs.DS

Improved classical optimization of fermionic Hamiltonians beyond Gaussian states

说明超越高斯态的费米子哈密顿量经典优化改进

简介本文提出一种多项式时间的随机经典算法,用于近似 n 个模式上无迹四次费米子哈密顿量 H 的最大本征值。该算法给出能量至少为 λ_max/O(√n) 的态,输出结果可以是费米子高斯态,或是在 Fock 基下多项式稀疏的态。其核心是一个新的上界,用高斯态的最大能量和 √(2^{-n}Tr(H²)) 来界定 λ_max。

Ojas Parekh

arXiv math-ph · math.MP · quant-ph

Comment on "Landau Levels and Riemann Zeros"

说明对《朗道能级与黎曼零点》一文的评论

简介本文是对Sierra与Townsend关于朗道能级与黎曼零点论文的评论。作者在其采用的近似下构造了任意朗道能级的本征函数,并推导了其在两个边界处的渐近行为。结论是对于任意固定的能级,边界条件与最低朗道能级相同,仅相差与能量无关的相位,因此不出现ln E项;同时指出原文半经典方程中的ln E项实为最低朗道能级光滑计数函数的一阶平移。

Mi-Ra Hwang, Eylee Jung, MuSeong Kim 等

arXiv quant-ph · cs.LG

Trainable Quantum-Native Language Models: Dissipative Memory, Capacity Limits, and Hardware Validation

说明可训练的量子原生语言模型:耗散记忆、容量限制与硬件验证

简介本文研究以小型量子寄存器作为隐藏状态的字节级自回归语言模型,状态转移为学习得到的量子通道,下一字节概率直接由玻恩规则测量给出。研究发现,引入可学习的耗散和按词元门控后,模型能保留超过一个词元的记忆;键值召回实验显示记忆比特数与可存储的键值对数量存在与宽度相关的阈值。模型可被经典模拟,表现明显不及经典n-gram基线,作者明确不主张计算量子优势。

Deniz Yunus G\"o\u{g}\"u\c{s}

arXiv quant-ph · cond-mat.str-el

Analog quantum simulation of Shastry-Sutherland Ising materials

说明Shastry-Sutherland伊辛材料的模拟量子模拟:利用可编程里德堡原子阵列研究受挫磁体中量子涨落如何重组相图

简介该研究用可编程里德堡原子阵列实现了Shastry-Sutherland晶格上的横场与纵场伊辛模型,模拟类似TmB4、ErB4的材料。作者用密度矩阵重整化群计算绘制量子相图,并在超过110个原子的阵列中实验探测相应特征。结果显示在有限横场下出现经典极限中不存在的2/5填充平台和量子二聚体态,实验结果与计算相图定性一致。

Vahagn Mkhitaryan, Milan Kornja\v{c}a, Mao Lin 等

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Coset Lifted Product Codes: Constructing Quantum LDPC Codes from Non-Normal Subgroup Actions

说明陪集提升积码:用非正规子群作用构造量子LDPC码

简介论文提出陪集提升积码(CLP码),一类结合提升积码的原型图结构与陪集作用的量子LDPC码,子群可以不是正规子群。对奇数阶群给出了维数的显式公式。作者在14843组满足条件的群与子群组合中搜索,得到若干参数优于已发表最佳值Q=kd²/n的码,例如[[360,20,20]]。

Rajendra Prasad Rajpurohit, V. Lalitha, Shayan Srinivasa Garani

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Lieb-Robinson bounds for irreversible dynamics via adaptive Dyson expansion

说明通过自适应Dyson展开得到不可逆动力学的Lieb-Robinson界

简介本文研究量子自旋系统在有限和无限体积下一类广泛的、含时的不可逆动力学。作者提出一种简单灵活的方法,将Heisenberg时间演化下的对易子展开为自避路径的形式,且无需反向时间演化,因此适用于不可逆动力学。由此展开可直接推出Lieb-Robinson界,其结果与生成元中的哈密顿量及耗散的在位项无关。

Carla Rubiliani, Marius Wesle, Tom Wessel

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An elementary approach to the Szegő theorems

说明Szegő 定理的初等推导方法

简介该论文讨论 Szegő 定理及 Fisher-Hartwig 公式,这类结果描述平移不变算子限制在大型有限区域上所得行列式的渐近行为。作者提出一种初等解释:强 Szegő 修正项来自边界泄漏,即矩阵指数中的路径离开有限区间后再返回,并由此得到因子 r。文中还说明单个边界贡献该修正的一半,并给出有限程矩阵情形下严格且直观的推导,同时包含数值例子。

Israel Klich, Ravisankar Rajagopal

arXiv quant-ph

Fast computational primitives for La-cross qLDPC codes

说明La-cross量子LDPC码的快速计算基元

简介本文针对La-cross超图积码构建了一套完整的计算基元。对其中一个子类,作者证明种子自同构与折叠横向门可在相差Pauli修正的意义下生成全部逻辑Clifford群。文中还证明每个秩一逻辑算符都有D个两两不交的物理表示,从而支持并行规范化及逻辑测量的时空权衡,并构造了可寻址的表面码接口用于注入外部制备的资源态。

Andrea Di Fini, Tom Hartweg, Laura Pecorari 等

★★★★☆ 值得关注
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A Catalytic Algorithm for Transposing Unknown Qutrit Unitaries with Tight Query Bounds

说明用于转置未知三能级幺正算符的催化算法及紧致查询界

简介论文构造了精确、确定性的量子线路,仅利用正向查询即可转置并求逆一个未知的三能级幺正算符U(属于SU(3))。作者证明精确转置与求逆分别至少需要d+1与d²−1次处理查询,并指出两种催化三能级算法均达到了各自的界。

看点提出了精确变换与求逆未知酉算子的催化算法,并证明了与之匹配的紧致查询下界,理论上有明显改进,但应用面较窄。

Yu-Ao Chen

arXiv quant-ph

Latent Symmetry in Quantum Zeno Dynamics

说明量子芝诺动力学中的潜在对称性:在几何上不等价的量子芝诺子空间之间存在精确对应关系的研究

简介该论文研究在持续量子非破坏性测量下,系统被约束到测量选定的量子芝诺子空间的动力学。作者构建了耦合微波谐振器的电路量子电动力学网络,其中两个几何上不等价的谐振器被网络的潜在对称性精确交换。研究表明,这种潜在对称性使两个对应局域化的芝诺子空间具有相同的逃逸与停留统计特性,且在强测量下停留时间随测量强度线性增长,并在理想芝诺极限下发散。

Stefano Longhi

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Optimal linear-optical interferometers for unitary t-designs in a multi-photon Fock space

说明多光子福克空间中用于酉t设计的最优线性光学干涉仪

简介本文研究在可编程线性光学干涉仪上,于多光子福克空间中构造酉t设计的方法。以框架势为优化目标,作者找到了只需远少于通用线性光学所需可控参数的近似酉1设计与2设计结构。数值证据显示,对于酉1设计,所需可编程参数随模式数d的增长经验上近似为2d。

Robert A. Grinshtein, Ivan V. Dyakonov, Stanislav S. Straupe

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Dissipative Majorana Chain---Anomalies and Non-Invertible Symmetries

说明耗散马约拉纳链:反常与非可逆对称性

简介该论文研究由林德布拉德动力学描述的耗散马约拉纳链的对称性与反常。作者把林德布拉德算符映射为双倍希尔伯特空间上的非厄米算符,据此比较有无弱费米子宇称缺陷时的对称代数,并对偶数与奇数链长分别诊断反常。文中还建立了晶格模型与双倍马约拉纳共形场论之间的对应,并通过晶格玻色化得到带有非可逆 Kramers–Wannier 对称性的伊辛林德布拉德量及奇数长度下的对偶缺陷。

Hung-Hsuan Teh, Tokiro Numasawa

arXiv quant-ph · cond-mat.stat-mech

Error correction and quantum information spreading on sparse random graphs

说明稀疏随机图上的量子纠错与量子信息扩散

简介本文研究在非规则稀疏图结构上构造量子纠错码的问题,提出图拉普拉斯谱的低能谱维数 d_s 是连接量子信息扩散与纠错码性能的普适参数。作者使用两类可调谱维数的稀疏图上的 Floquet 随机 Clifford 电路进行数值研究,发现 d_s 决定信息扩散行为及纠错码距离的标度。文中还报告了从局域面积律到遍历体积律的几何诱导纠缠相变。

Giovanni Cemin, Marin Bukov, Andrea Solfanelli

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Correlated Pair Creation with Positive- and Negative-Frequency Oscillators in a Trapped-Ion Quantum Simulator

说明离子阱量子模拟器中正负频率振子的关联成对产生

简介本文研究在囚禁离子自旋-玻色子量子模拟器中,通过自旋相关力独立调控玻色运动模式的有效频率符号。将两个模式的频率由同号改为异号后,主导共振过程由激发交换转变为关联成对产生,在色散区形成两模参量放大器。该体系可产生压缩与双方运动纠缠,并能进一步实现三方自旋-玻色子纠缠及非高斯纠缠态。

Visal So, Mingjian Zhu, Han Pu 等

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Frustrated Topological Orbital Magnetism

说明受挫拓扑轨道磁性:三维几何受挫与阿哈罗诺夫-玻姆磁通相互作用下的拓扑半金属基态

简介本文研究三维体系中几何受挫与阿哈罗诺夫-玻姆磁通的相互作用,提出了具有轨道磁偶极、四极和铁环序的拓扑半金属基态,类似经典自旋冰中的自旋排列。作者认为,由非阿贝尔拓扑节线支撑的基态环化可引起可测量的电流诱导霍尔效应,并讨论了不同的轨道电流模式与外尔节点电荷及各向异性线性与非线性霍尔效应的关联,还提出了在候选材料中验证这些有序态的实验特征。

Sergio Garrido Bourkhaeva, Claudio Castelnovo, Wojciech J. Jankowski

arXiv quant-ph · hep-ex

TLS loss in superconducting resonators on epitaxial hBN thin films

说明外延六方氮化硼薄膜上超导谐振器的两能级系统损耗研究

简介本文在分子束外延生长于蓝宝石衬底的少层外延六方氮化硼(hBN)上制备了铌超导谐振器,并与无hBN的对照器件比较。射频测量显示,集成hBN的谐振器保持低介电损耗,低功率内部损耗正切约为10^-6,品质因数几乎没有明显下降。作者认为该方法有望用于抑制固态量子系统中声子介导的关联误差。

J. Christiansen-Salameh, D.J. Temples, R. Linehan 等

arXiv quant-ph

Engineering Ergodicity-Breaking and Stable Emergent Conservation Laws in a Generic Quantum Many-body System Under Strong Periodic Drive

说明强周期驱动下通用量子多体系统的遍历性破缺与稳定涌现守恒律

简介该论文研究周期驱动的量子多体系统,在驱动足够强时可能打破遍历性,出现动力学冻结。作者给出强驱动下遍历性破缺的条件,并提出一种精确的局域工程方法来稳定动力学冻结。研究还发现,该方法可使Floquet有效哈密顿量由非局域变为准局域。

Sagnik Chaudhuri, Anirban Das, Asmi Haldar 等

arXiv quant-ph · cond-mat.quant-gas

Exact solutions of non-Markovian dissipative Ising models

说明非马尔可夫耗散伊辛模型的精确解:一类可精确求解的多体量子系统,自旋与有损玻色模式耦合,并带有马尔可夫耗散

简介该论文研究自旋与有损玻色模式耦合、通过玻色模式产生伊辛型相互作用的多体量子系统,其中同时存在非马尔可夫动力学和马尔可夫耗散。作者利用精确的随机表示,将多体动力学分解为单个自旋的演化,从而在不绝热消去玻色模式的情况下得到精确的自旋观测量与关联。文中的自旋压缩示例表明,可达到的压缩程度及其最佳制备时间都强烈依赖于非马尔可夫动力学与马尔可夫耗散之间的相互作用。

Mohammad Maghrebi

★★★★☆ 值得关注
arXiv quant-ph

On PPT entanglement distillation

说明关于PPT纠缠蒸馏的论文

简介本文研究在部分转置共轭下保持完全正性的操作(即PPT通道)下的纠缠蒸馏,考虑误差渐近趋于零但不为零的标准量子香农理论情形。作者给出了用类测量相对熵量定义的PPT可蒸馏纠缠的正则化公式,并给出两种单字母逆定理。据此,作者证明PPT可蒸馏纠缠可严格小于正则化Rains界,解决了一个公开问题。

看点给出PPT可蒸馏纠缠的正则化公式并以两种单字符逆定理得到改进界,解决了一个公开问题,证据为严格证明加Werner态数值界。

Ludovico Lami

arXiv quant-ph · cond-mat.stat-mech

Entanglement entropy and magic of ZX-diagrams

说明ZX图中的纠缠熵与魔术资源

简介本文研究如何直接从ZX图(一种量子计算的图示化方法)中高效估计量子态的纠缠和非稳定子性(魔术资源)。作者利用流结构提取标准形式,将图态骨架与非Clifford泡利门分离,由此得到二分纠缠熵的可加上下界,并通过预处理进一步收紧,同时给出对数稳定子范数的上界。在随机幺正电路、监测电路及Trotter化哈密顿量演化电路上的测试表明,这些界在较大规模下仍有参考价值。

Marcin Szyniszewski, Razin A. Shaikh, Aleks Kissinger

arXiv quant-ph · cs.LG

Toward Joint Optimization of Circuit Depth and Training Data Size in Adaptively Grown Quantum Classifiers

说明量子分类器中电路深度与训练数据量的联合优化探索

简介该研究探讨自适应生长的量子分类器中,电路复杂度与训练数据量能否形成可预测的规律。作者复现了Q-FLAIR的逐门生长机制,在784像素MNIST的3与5分类任务上,用五种训练集规模进行实验。结果显示电路规模与测试准确率均随训练数据量非单调变化,且种子间方差接近趋势幅度;泛化差距在15次运行中有14次未超过Caro等人的界限,但与该界限值的相关性很弱(r=0.12)。

Saeefa Rubaiyet Nowmi, Md Mahmuduzzaman Kamol, Mohammad Saidur Rahman

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Local polarization control of optical tweezer arrays

说明光镊阵列的局部偏振控制

简介该论文提出一种方法,利用空间光调制器的局部双折射可调性,对光镊阵列中的每个光镊实现独立、逐位点的线偏振旋转。研究以88Sr原子阵列为例,用此方法均匀化813纳米光镊对窄跃迁产生的差分光频移,从而在魔角条件下实现边带冷却,并展示了原子在不同偏振区之间的动态输运。文中还对光镊偏振噪声进行了表征,并实现了参考原子跃迁频率的闭环稳定,稳定度达到毫弧度量级。

Xiangkai Sun, Richard Bing-Shiun Tsai, Andrew Winnicki 等

arXiv quant-ph

Measure Now, Mitigate Later: Virtual Error Cancellation for Logical Quantum Circuits

说明先测量后缓解:逻辑量子电路的虚拟误差抵消方法

简介该论文针对早期容错量子计算中残余的不可纠正逻辑误差,提出虚拟误差抵消方法,仅利用综合征(syndrome)记录,在经典后处理中完成,无需噪声学习或修改电路。作者提出双解码器方案,在距离为7的旋转表面码数值模拟中,误差随采样数增加而减小,相比解码后的逻辑错误率可实现超过三个数量级的抑制。

Oles Shtanko, Saswata Roy, Shashwat Kumar 等

arXiv quant-ph

How long is a photon?

说明光子有多长?——关于光子在相对论时空中“时长”困惑的一篇量子理论论文

简介光子沿类光间隔传播,固有时为零,因此其发射与吸收点可视为奇异事件;而发射与吸收过程有有限时长,决定了光子的光谱内容。论文提出,此前发展的量子波函数传播模型可通过对偶空间上的递归傅里叶变换描述光子的整个生命周期,从而缓解上述时间描述上的矛盾。作者认为该模型有望使量子力学与相对论相容,并提议作为改进的克莱因-戈登方程或薛定谔方程的替代框架。

Sky Nelson-Isaacs

★★★★☆ 值得关注
arXiv quant-ph

Energy-constrained two-way capacities of the pure-loss channel

说明纯损耗信道在能量约束下的双向容量

简介本文确定了平均输入光子数受限时纯损耗信道的双向量子容量和双向密钥容量。对于透射率η和光子预算N,两种容量均等于g(N)−g((1−η)N),其中g为热态的熵。该结果与已知的双模压缩真空逆相干信息速率一致,补全了纯损耗信道的容量公式。

看点证明纯损耗信道在光子数约束下双向容量的精确公式,填补了该经典信道的最后空白,结论与已知反向相干信息率一致,证明严谨。

Alessandro Falco, Francesco Anna Mele, Ludovico Lami 等

arXiv cond-mat.quant-gas · cond-mat.str-el · quant-ph

Constructing Large and Structured Decoherence-Free Subspaces in Hybrid Quantum Systems

说明在混合量子系统中构造大型且具有结构的无退相干子空间

简介本文提出一种构造具有非平凡结构的大型无退相干子空间的框架,基于量子物质与耗散玻色模式耦合的混合系统。耗散在长时间极限下筛选出物质的零态,并由此张成无退相干子空间。作者以一维有向隧穿算符耦合有损光学腔为例,其对称性源于sl(2,C)代数,并分析了费米子与玻色子两种情形下零态的关联与纠缠特性。

Catalin-Mihai Halati, Tony Jin, Roderich Moessner

arXiv quant-ph · astro-ph.HE

Quantum Co-Design of Inhomogeneous Many-Body Neutrino Fast Flavor Transformation

说明密集中微子快速味变换的多体量子模拟协同设计

简介本文提出QCNO量子模拟代码,将带平流与有限程相互作用的非均匀中微子哈密顿量映射为TEBD2量子线路,并在同一物理模型中连接理想多体模拟、硬件执行与容错资源估计。作者在N=30时复现了被抑制的类平均场横向快速味不稳定性的精确多体演化,并估算了至N=50时的线路深度与T门开销。

Zoha Laraib, Sherwood Richers, Alessandro Baroni 等

★★★★☆ 值得关注
arXiv quant-ph · math-ph · math.MP

Quartic Certificates for Pure-State Tomography with Pauli Measurements

说明用泡利测量做纯态层析的四次唯一性判据

简介论文研究在已知量子态为纯态时,可以省略哪些泡利算符的期望值仍能唯一确定量子态。作者从被省略泡利算符的实线性张成中,利用第四个初等对称多项式导出四次唯一性判据。对于三比特系统,给出纯态唯一性的精确刻画,并证明当被省略算符两两对易时,两类唯一性等价。

看点提出基于四阶对称多项式的四次唯一性判据,并给出三比特情形UDP与UDA的精确刻画,理论改进显著;影响主要限于量子态层析的理论领域。

Hengjian Li, Baisong Sun, Bei Zeng

arXiv quant-ph · math.OC

Residual-Guided Global-Drive Design in Trapped-Ion Quantum Simulators

说明基于残余量引导的囚禁离子量子模拟器全局驱动设计

简介该论文针对囚禁离子量子模拟器中任意相互作用图难以构造的问题,提出一种残余量引导的优化方法,用于系统设计多音全局驱动谱。作者称该方法使所需激光音数量近似线性随系统规模增长,即可逼近理论极限,并能同时实现长程与较难实现的短程耦合。此外,算法通过惩罚残余运动激发来减小相空间轨迹未完全闭合带来的误差。

Yuanjing Zhang, Zewen Zhang

arXiv cond-mat.mes-hall · quant-ph

Accessing electronic entanglement via photo-assisted two-electron tomography

说明通过光辅助双电子层析成像探测电子纠缠

简介该论文提出一种光辅助双电子层析成像方案,利用直流电流和时间平均电流关联(电子量子光学实验中常规测量的量)重建双电子相干性。通过射频信号驱动能量滤波器,可在不做电流噪声测量的情况下完成单电子层析,并借助双通道结构重建双电子Wigner分布。将该方法应用于库仑耦合的量子霍尔边缘通道,论文显示其可揭示相互作用诱导的能量纠缠。

M. Paulet, G. Rebora, M. Bienioszek 等

arXiv quant-ph · cond-mat.mtrl-sci

Theory of the CH_S⁻ Defect in MoS₂ Confirming the Origin of the Quantum Emission

说明MoS$_2$中CH$_\text{S}^-$缺陷的理论研究:确认量子发光的来源

简介该论文针对单层MoS$_2$中约1.8 eV的局域发光,从理论上系统研究带负电的CH$_\text{S}^-$缺陷,比较单层、两种双层结构以及MoS$_2$/hBN异质结四种环境。结果显示相邻层会显著影响发光的电子、振动和光学性质,其中MoS$_2$/hBN模型的声子边带较弱,其发光线形与实验光致发光结果吻合,作者由此认为该理论首次与实验相符。

Chanaprom Cholsuk, Tobias Vogl

arXiv math-ph · hep-th · math.MP

Multipartite entanglement spreads

说明多方纠缠的扩散:把双方“纠缠谱是否平坦”的度量推广到多方量子态,并研究一类称为超图张量态的特殊多方态。

简介论文把双方纯态中的纠缠扩散量推广到三方及以上的多方量子态,构造出在局部操作下单调的一族度量。作者证明,三方情形下的超图张量(HT)态恰好是使一族特定纠缠扩散量取极小的态,并引入更大的谱超图张量(SHT)态族,证明HT态可唯一刻画为SHT态中某一固定扩散量的极小值点。文中还研究了SHT态在局部幺正变换下的轨道,并计算了Haar随机态在大局部维数极限下若干扩散量的期望值。

Sylvain Carrozza, Johann Chevrier, Luca Lionni

arXiv quant-ph

Experimental generation of asymmetric keys from the parity structure of a two-photon six-qubit entangled state

说明基于双光子六比特纠缠态奇偶结构的非对称密钥生成实验

简介本文提出并实验演示了一种非对称密钥生成方案,利用双光子产生的六比特光子纠缠态,将公钥与私钥由同一纠缠态的奇偶结构推导得出。作者采用基于Sagnac干涉仪的II类自发参量下转换光源实现该态,报告的Bell-CHSH参数为S = 2.798 ± 0.008。文中还称该方法可作为依赖计算困难性假设的公钥密码体制的物理替代方案。

Sanchari Chakraborti, Soumya Asokan, Sunita Khoth 等

arXiv quant-ph

A quasiparticle-protected superconducting qubit

说明一种受准粒子保护的超导量子比特

简介超导量子比特易受高能辐射和光场产生的准粒子干扰。作者把能隙工程扩展到约瑟夫森结之外,制作了金-铌地平面和铝结的磁通可调transmon。与全铝器件相比,该铌器件在出现额外弛豫前可承受高出一个数量级以上的近红外光功率,且在同一功率范围内未观察到可分辨的准粒子引起的频率漂移。不过,随光功率增加,退相位和态制备与测量误差仍会上升。

Trond Hjerpekj{\o}n Haug, Johan Kolvik, Joey Frey 等

arXiv quant-ph · cs.NI

Secure Quantum Handshakes: Quantum Network Verification Via Simon's Algorithm

说明安全量子握手:借助Simon算法验证量子网络客户端

简介本文提出一种客户端验证协议,作为证明量子能力的握手机制,用于判断接入量子网络的节点是否真正具备量子计算能力并通过可靠信道连接。该协议旨在防范经典冒充者、带噪声的量子计算机以及经由有噪或不安全信道接入的真实量子设备。作者通过擦除、退相位和去极化三种噪声模型的数值模拟验证了协议的有效性。

Reece Robertson, Sejal Patil, Sebastian Deffner

arXiv quant-ph

Autonomous Code Migration for Quantum Programming Languages: A Case Study with QED-C Benchmarks

说明量子编程语言的自主代码迁移:以QED-C基准为例的案例研究

简介本文研究让自主编码代理把QED-C应用导向基准从Qiskit迁移到CUDA-Q。三个大模型各自迁移了13个基准方法,所需时间相比人工工程师大幅减少,但代理在遇到实现难题时会走捷径,需要多次提示才能纠正方向。作者还发布了近乎完整的CUDA-Q支持,并生成了可提升代理表现的技能文件。

W. Michael Brown, Thien Nguyen, Avimita Chatterjee 等

arXiv quant-ph · math-ph · math.CO

Mutually unbiased bases: common states, completion, and extension obstructions

说明互无偏基:公共态、补全与扩张障碍

简介本文研究在多组互无偏测量中给出均匀结果的纯态,以及这些态能否构成另一组测量基。作者区分公共无偏态、其正交补全和进一步扩张,并给出维数为2m的相位变形傅里叶对的显式补全构造。在维数六中,作者证明了给定互无偏三元组在特定条件下的强不可扩张性,并讨论了相关方程组的有限性。这些结果并未确定互无偏基的全局最大数目,也未对所有三元组进行分类。

Hao-Yu Sun

arXiv cs.LG · quant-ph

Large-Scale Benchmarking of Quantum Neural Network Configurations for Financial Time Series Forecasting

说明量子神经网络配置在金融时间序列预测中的大规模基准测试

简介本文以英镑/美元即期汇率为案例,对量子神经网络(QNN)的编码方式、线路设计、量子比特数、层数和损失函数等组件配置进行大规模系统比较,共得到1,368种模型配置。最佳配置的R²得分为0.985,优于经典BiLSTM基线。研究还在IQM Emerald真实量子硬件上测试了噪声影响,发现门误差和退相干是实际部署的主要障碍。

Jack Waller, Xing Liang, Dimitrios Makris 等

arXiv quant-ph

The Imaginary Component of the Weak Momentum: Spectral Vanishing and Gauge Invariance

说明弱动量虚部:谱消失与规范不变性

简介本文为复数弱动量 p_Q=p_R+ip_I 的虚部 p_I 建立了严格的泛函分析框架。作者证明,对于 H^1 空间中的任意波函数(包括有节点集的情形),p_I 的期望值恒为零。文中还指出,Bohm 量子势完全来自 p_I,并在磁最小耦合下该分解具有规范不变性。

A. N. Khondker

★★★★★ 值得关注
arXiv quant-ph

Nearly Optimal T-Count for Symmetry-Based Quantum State Purification

说明基于对称性的量子态纯化中近乎最优的 T 门数

简介量子态纯化通过处理同一未知量子态的多个带噪副本,得到保真度更高的输出态。论文针对对称投影纯化协议,构造了使用约 Õ(n) 个 T 门的 Clifford+T 电路来块编码对称投影算符,并用稳定子零度证明任何此类实现至少需要 2n−2 个 T 门。两者结合说明了非 Clifford 资源开销随副本数增长的近乎最优标度。

看点给出近乎紧的T门上下界,改进了对称投影纯化的非Clifford资源刻画,证明严格,对子领域影响较大。

Jialiang Tang, Junhong Nie, Keming He 等