量子计算 · 2026年10月11日(周日)

arXiv 量子物理(quant-ph)。

arXiv quant-ph

Separability criteria and lower bounds of entanglement via realignment

说明基于重排的可分性判据与纠缠下界

简介本文基于密度矩阵的重排和约化密度矩阵的向量化,构造了一族适用于二分及多分量量子系统的增强可分性判据。该判据包含已有的基于重排的判据作为特例,并能探测到更多的纠缠。文中还给出了并发度与凸顶扩展负性的更紧下界,以及检测真正三体纠缠的判据。

Yuhang Xie, Yanjun Chu, Shao-Ming Fei

arXiv quant-ph · math-ph · math.MP

Non-Stationary Quantum Systems Associated with Stationary Scattering in One Dimension

说明一维定态散射对应的非定态量子系统

简介本文研究如何把一维定态散射问题转化为一个有效的非定态、非幺正两能级量子系统,由其演化算符提取散射数据(反射和透射振幅)。研究指出,该系统的状态对应布洛赫球面上的点,量子测量可提供关于反射振幅的信息。无反射情形与球面两极的循环演化相对应,谱奇点与相干完美吸收则对应把一极映射到另一极的动态自旋翻转。

Ali Mostafazadeh, Alireza Shariati Joni

arXiv physics.atom-ph · quant-ph

Proposal for a multi-ion optical clock with hundreds of ions

说明数百个离子的多离子光钟方案提案

简介论文提出一种圆形表面离子阱结构,用于构建含数百个离子的多离子光钟,以解决大离子晶体中频率偏移不均匀的问题。作者以400个40Ca+离子组成的环形晶体为例,称圆形构型可将四极位移抑制约两个数量级,并结合杂散场补偿与动力学去耦技术,指出有望达到10^-18量级的分数频率不确定度。

Pavel Kamenskikh, Vasiliy Smirnov, Ilya Gerasin 等

★★★★☆ 值得关注
arXiv quant-ph · cs.DC · cs.DM

A Quantum Analogue of the Covering Lemma: Limits of Exact Anonymous Computation

说明量子版覆盖引理:匿名计算中精确计算的局限

简介本文研究在网络规模未知时,量子通信能否确定匿名网络的大小。经典不可能性证明依赖覆盖引理,而量子干涉使其失效,但作者证明精确计数的不可能性依然成立。作者提出量子版覆盖引理,保留局部可能出现的测量结果,并在环形等循环覆盖族上证明:统一同步协议下无法实现零错误计数,也无法保证有限规模上界或概率为一的有限时间精确选举。

看点提出量子版覆盖引理,保留局部可能结果而非完整执行,并给出匿名环上精确计数不可能的理论证明,新颖性较高。

Giuseppe Di Molfetta, Petra Camilli

arXiv quant-ph

Riemannian Formulation of Sample-Based Quantum Krylov Solvers for Elliptic Problems: Energy-Norm Guarantees and Duct-Flow Applications

说明黎曼几何框架下基于采样的量子Krylov求解器:椭圆问题的能量范数保证与管道流应用

简介该论文研究用量子Krylov态采样求解正定线性方程组Ax=b的方法,面向椭圆型偏微分方程,并用伽辽金投影代替变分重构,给出能量范数误差界、样本复杂度和可计算的残差判据。方法应用于黎曼截面上的椭圆形、透镜形和弯曲管道中的脉动流隐式步。在最多12个量子比特的模拟中,所需傅里叶模态数随未知量增长而增加;在六量子比特离子阱处理器上,测得的输出分布与每个双比特门约0.6%的替换噪声模型相符。

Doyeol "David" Ahn (1, 2), Byeongyong Park (1) ((1) Center for Quantum Information Processing 等

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

Ergodicity breaking transition beyond qubits

说明超越量子比特的遍历性破缺转变

简介本文研究局域希尔伯特空间维数如何影响多体量子系统的遍历性破缺转变。作者构造了零维的 qudit 玩具模型,利用杂化条件解析地得到相变临界相互作用强度与局域维数的关系。数值计算的谱关联度量与理论预测相符,并在一种更高自旋的变体模型中得到相同的临界行为。

Tanay Pathak, and Abhik Kumar Saha

arXiv quant-ph · cond-mat.stat-mech

Breakdown of thermalization in quantum spin systems with long-range interactions

说明长程相互作用量子自旋系统中热化的失效

简介该论文研究在有限负能量密度下,含长程铁磁相互作用自旋分量与场耦合自旋分量的量子自旋系统,发现其通常无法热化到顺磁态。这种现象不依赖于可积性,源于顺磁相热力学的反常性质,导致本征态典型性和本征态热化假设失效。长时间动力学中出现的非热态表现出长程多体纠缠。

Filippo Caleca, Fabio Mezzacapo, Tommaso Roscilde

arXiv hep-ph · quant-ph

Quantum circuit representation and incomplete Bell measurements in Compton scattering

说明康普顿散射的量子电路表示与不完全贝尔测量

简介论文把无质量树图层级的康普顿散射看作电子与光子螺旋度上的有效双量子比特操作。在贝尔基下,该散射映射分为两个宇称扇区,并可用一个非幺正滤波器表示为简单的量子电路。经过Kraus归一化后,该滤波器定义为一种模糊的不完全贝尔测量,能区分两个宇称扇区,却无法区分各扇区内的相对贝尔标签。作者还指出,单独的不完全测量不超过经典隐形传态阈值,而随后进行完整贝尔基读出则可实现单位条件隐形传态保真度。

Wei Xie, Yu-Chen Guo, Shuang Li 等

★★★★☆ 值得关注
arXiv quant-ph

Genuine Information Backflow Requires Noncommuting Initial System States

说明真正的信息回流需要不对易的初始系统态

简介该论文讨论开放量子系统中信息的回流问题。信息先减少后增加,未必表示信息来自非马尔可夫环境,也可能源于与系统初始制备无关的噪声关联。论文将已有框架推广到受限的初始态族,并证明只有当可用态族包含不对易态时才可能出现真正的回流;若所有可用态对易,则任何回流都可由惰性扩展解释。

看点将遗传性反流框架推广到受限初始态族,证明真正反流需要非对易态,理论结论有新意且证明较严格。

Abdullah Alsharari, Francesco Buscemi

arXiv quant-ph

Criticality Concentrates Extensive Sensing Information into a Local Readout

说明临界性把大规模传感信息集中到局部读出中

简介这篇论文研究全连接耗散反馈网络在临界状态下的传感信息。作者证明,单条局部二元轨迹的信息获取速率与全部记录一样随规模线性增长,且局部记录在整个参数范围内保留超过一半的完整信息。论文还给出稀疏读出定理:只需约 Θ(ε⁻¹) 条轨迹即可保留 1−ε 的完整信息速率。

Peng Wang, Yu-Xuan Zhang, Hai-Tao Ding 等

arXiv quant-ph

Receiver-Constrained Recovery Placement for Encoded-Qutrit Teleportation under Monitored Decay

说明受监测衰减下编码三能级量子比特隐形传态的接收端受限恢复配置

简介本文研究在受监测衰减条件下,编码三能级量子比特隐形传态中的恢复操作配置问题。作者分析了仅在编码支撑上逆转无跃迁映射所带来的成功率优势,并比较两种接收端能力。在指定的最大精确发送端逆转族内,给出了特定模型的时间依赖结果,并讨论了何时中间时刻的发送端逆转有用。

Yifan Shi, Duan Wang, Quanzhen Ding 等

arXiv quant-ph

Photonic realization of an electromagnetic cavity field with uniform mirror motion

说明用光学元件实现匀速运动镜腔中电磁场的光子方案

简介本文对C. K. Law提出的、描述匀速直线运动下非平稳电磁腔场的有效哈密顿量进行了数学研究。作者提出将玻色子耦合项视为辛代数Sp(4,R)的生成元,并可由线性光学元件实现,从而允许较强的有效相互作用。在此框架下,论文给出了双模压缩态的生成及各模平均光子数的解析表达式,并分析了混合度、纠缠、Mandel参数等统计性质,同时用Wigner函数对相空间行为进行了可视化。

A.R. Urz\'ua, I. Ramos-Prieto, R. Rom\'an-Ancheyta 等

arXiv cs.IT · math.IT · physics.atom-ph

Rydberg Atomic Quantum Receivers for OFDM Systems: An Atomic-Comb Design

说明基于里德堡原子量子接收机的OFDM系统:原子梳设计

简介本文提出一种基于六波混频(SWM)转换的原子梳里德堡接收机,通过向接收机注入多音本振,调节各音的幅度和相位,选择性地保留有用响应并抑制有害频偏,以适应OFDM多载波信号。论文进一步利用该响应重塑能力抑制载波间干扰(ICI),并联合优化ICI与符号间干扰(ISI),以减少循环前缀(CP)开销。仿真结果显示该设计能有效抑制ICI、缩短有效信道记忆并显著降低CP开销。

Yuanbin Chen, Chong Meng Samson See, Chau Yuen

arXiv gr-qc · hep-ph · hep-th

Primordial Graviton Entanglement in Quasicrystalline Inflation

说明准晶暴胀中的原初引力子纠缠

简介本文研究准晶暴胀过程中引力子的纠缠结构。宇称偶和宇称奇相互作用都能产生总动量非零的引力子对。对于动量相同的反向螺旋度对,宇称偶贡献可以非零,宇称奇贡献为零。从暴胀过渡到辐射主导时会产生额外的常规双模压缩。作者推导了相应的正常协方差和反常协方差,并指出齐次演化在各螺旋度sector内是幺正的,因此保持完整右、左螺旋度sector之间的纠缠,但可能消除共同传播对约化态中的纠缠。

Jiro Soda

arXiv quant-ph · cond-mat.other · physics.optics

Monogamy of quantum steering in exciton--cavity optomechanical system

说明激子-腔光力混合系统中量子转向的单配性研究

简介该论文在激子-腔光力混合系统中,基于高斯态框架研究量子转向的单配性,量化激子、光子和机械模式之间的转向能力。作者验证了高斯转向的CKW型单配不等式,并发现三模式之间的两体转向分布可通过系统参数调控。研究还表明,温度升高通常会抑制高斯转向强度,而在动力学过程中,转向能力在适当时间窗口内可随演化时间增加。

Hamza Harraf, Mohamed Amazioug, Rachid Ahl Laamara

arXiv quant-ph · hep-lat · nucl-th

Signal-to-noise problems in fault-tolerant quantum computation

说明量子计算中的信噪比问题:即使没有符号问题,测量噪声依然存在,需要方差缩减

简介该论文指出,量子计算虽能避免经典蒙特卡洛中的符号问题,但量子测量本身具有随机性,估计可观测量所需样本数仍可能随系统规模、时间间隔或逆温度呈指数增长。作者分析了量子计算中信噪比问题的来源,并借鉴经典蒙特卡洛方法加以讨论。文中提出一种量子版 Stein 控制变量构造,并用可精确求解的数值例子验证其方差缩减效果。

Hyunwoo Oh

★★★★★ 值得关注
arXiv quant-ph · cond-mat.dis-nn · cond-mat.stat-mech

The Rényi area law conjecture is false below α=1 in high dimensions

说明高维中低于α=1的Rényi面积律猜想不成立

简介该论文讨论基态纠缠是否随边界而非体积增长。作者在二维及更高维度中构造了有限程哈密顿量,其基态表现出体积律的Rényi纠缠,却仍满足von Neumann面积律,并可通过均匀能隙的局域路径与乘积态相连。论文由此否定了0<α<1时Rényi面积律猜想,并指出α=1是该类系统的临界阈值。

看点构造高维有限程哈密顿量,证伪Rényi面积律猜想,并给出最优秩-误差权衡,新颖且证据较扎实,影响较大。

Tomotaka Kuwahara

arXiv eess.IV · cs.CV · cs.ET

Generative Quantum Machine Learning Methods for Cancer Detection using Augmented Datasets

说明基于增强数据集的生成式量子机器学习癌症检测方法

简介本文提出用生成式量子机器学习方法,在压缩后的乳腺超声图像数据集(BUSI)上生成合成图像,以扩充数据集。研究分别用真实图像、合成图像及两者混合训练卷积神经网络,并在真实图像上测试。结果显示,仅用合成图像训练的分类器AUC-ROC为0.802,高于仅用真实数据基线的0.760。

Sophia Knutson, Nandika Goyal, Gennaro De Luca 等

arXiv quant-ph

Generative learning of time series with holographic quantum circuit sampling

说明用全息量子电路采样进行时间序列生成学习

简介本文提出全息量子电路采样(HQCS)方法,通过中途测量、量子比特复用和独立参数化的时间块,以固定数量的量子比特生成时间序列轨迹。作者证明在特定条件下,其损失方差呈逆多项式界,而全局Haar随机生成器则出现指数级集中。模拟显示该方法能学习高斯自回归过程和历史VIX轨迹,后者的最大均值差异比测试的经典基准低十倍以上。

Bingzhi Zhang, Matthew W. Lee, Tom Finke 等

arXiv quant-ph

Entanglement detection in dynamical quantum systems

说明动态量子系统中的纠缠检测:用稳定子演化构造纠缠见证的论文

简介该论文面向哈密顿量缺乏对称性、多体动力学难以追踪的大规模量子系统,研究如何检测纠缠的存在与结构。作者追踪状态的广义稳定子演化,并用其构造线性纠缠见证。在最多十二个量子比特的海森堡型哈密顿量数值实验中,所需测量设置数量随系统规模增长保持在适度水平,且在比朴素方法可达时间长得多的演化时间内仍能有效检测纠缠。

Xingjian Zhang, Jiayi Wu, Jue Xu 等