量子计算 · 2026年10月15日(周四)

arXiv 量子物理(quant-ph)。

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Thermal activation of photon catalysis in difference-intensity Mach-Zehnder interferometry with squeezed thermal light

说明热噪声下光子催化对差强度马赫-曾德尔干涉测量的增强作用

简介本文研究压缩热光作为资源、在差强度探测下的马赫-曾德尔干涉相位估计。通过光子减除、增加和催化三类非高斯操作,比较相位灵敏度。结果显示单光子催化在热占据数高于约0.2时变得有效,并且在整个热光范围内是成功概率加权后最优的操作;量子Fisher信息表明热噪声能增强相位信息,且分析了损耗下的稳健性。

Kirtpreet Singh, Arvind

arXiv quant-ph

Quantum control of solid state qubits via Reinforcement Learning

说明基于强化学习的固态量子比特量子控制

简介本文研究如何用无模型强化学习设计脉冲级量子控制策略,用于NISQ时代的量子器件。研究对象是通过间接控制NV核自旋(自旋浴环境)进行态制备与量子门设计的挑战性场景,并以广义簇关联展开对自旋浴建模。作者通过模拟分析强化学习智能体在可观测性有限、奖励稀疏且有噪声条件下的表现,并与其他先进的黑箱优化工具进行比较。

Dennis Herb, Mirko Rossini, Sabine W\"olk 等

arXiv math.CO · quant-ph

A complete classification of perfect state transfer in Grover walks on abelian Cayley graphs

说明阿贝尔群上 Cayley 图在 Grover 游走中完全分类完美态转移

简介本文完整刻画了有限阿贝尔群上哪些连通 Cayley 图在 Grover 游走中会出现完美态转移。作者先证明任意有限群上出现完美态转移的 Cayley 图度数只能是 1、2 或 4,再给出度数为 4 时的充要条件:S={a,-a,a+h,-a+h},其中 h 的阶为 2 且 4 不整除 |Γ|/2。结合度数为 1 和 2 的情形,作者明确确定了所有相应的 (Γ,S),并将 Kubota 与 Yoshino 关于度数至多为 4 的循环图的结果推广到任意有限阿贝尔群和所有度数。

Koushik Bhakta, Bikash Bhattacharjya

arXiv gr-qc · hep-ex · hep-ph

Minimal-length kinematics of coherent light and a proposed two-color vacuum chronoscopy

说明相干光的最小长度运动学与一种双色真空计时实验方案

简介该论文在最小可测长度(广义不确定性原理)框架下,研究相干光脉冲的群速度。作者证明,宏观多模相干脉冲的群速度等于中心波长处单光子的广义不确定性原理速度,并乘以经典高斯光束因子,与脉冲总能量无关。在此基础上,论文提出一种基于拍瓦激光及其高次谐波的双色真空计时实验,通过改变光束腰半径来区分普朗克尺度运动学偏移与经典衍射延迟。

Zhi-Wei Wang, Saurya Das, Samuel L. Braunstein

arXiv hep-lat · hep-ph · quant-ph

Jianmu-Q: Bridging Quantum Field Theory and Quantum Hardware with AI Agents

说明Jianmu-Q:用AI智能体连接量子场论与量子硬件

简介本文提出Jianmu-Q,一个多智能体框架,可将量子场论的自然语言描述转换为量子模拟流程。不同智能体分别负责理论表述、格点离散化、量子比特映射和线路设计,并通过物理一致性检查和独立数值计算进行验证。作者在三个复杂度递增的理论上进行了测试:(1+1)维Nambu–Jona-Lasinio模型和Schwinger模型,以及(2+1)维Z2规范理论。无噪声量子线路模拟结果与独立的精确对角化和张量网络结果趋于一致,部分线路还在IBM量子硬件上运行。

Xiaolin Wang, Xingyu Guo, Jinyang Li 等

arXiv quant-ph

ZZ-Free bSWAP Gates under Strong Driving in Far-Detuned Fixed-Frequency Transmons

说明远失谐固定频率transmon中强驱动下的无ZZ bSWAP门

简介该论文研究固定频率超导量子处理器在远失谐条件下,通过一个强驱动产生较大的XX-YY相互作用,并用弱的第二音调调节伴随的ZZ相位。由此实现了150纳秒的√bSWAP门,可从基态直接制备最大纠缠态。在相同比特对和匹配驱动强度下,该门相比交叉共振方案的SWAP操作缩短33%,且IRB保真度更高。

Akinori Machino, Kazuhisa Ogawa, Yuto Ikegai 等

arXiv quant-ph

Synergistic charging of a quantum battery via Dzyaloshinskii-Moriya interaction and non-Markovian noise

说明借助 Dzyaloshinskii-Moriya 相互作用与非马尔可夫噪声协同充电的量子电池

简介本文研究由两个自旋组成的量子电池,在独立的局域纵向随机电报噪声下,比较 Dzyaloshinskii-Moriya(DM)耦合的作用。作者使用精确的 Burshtein-Kubo 方程进行分析,发现在慢切换方案下,DM 耦合可使初始充电阶段的瞬态可用能(ergotropy)出现超可加性增益,并接近最大值。在 Ising 模型中,增益随 DM 强度呈非单调变化,中等耦合时表现最好。

Si-Yu Zhang, Meng-Long Song, Hai-Tao Dong 等

arXiv quant-ph

Opinion bubbles in the quantum Buridan's ass problem

说明量子布里丹之驴问题中的观点泡沫

简介本文研究量子布里丹之驴问题:一个由量子力学支配节点间跃迁的网络。作者把初始占据的一组相连节点视为一个“观点泡沫”,考察它与网络其余部分之间的跃迁,并类比改变观点的过程。结果显示,量子干涉在动力学中起关键作用,而节点及其连接的对称性同样重要;与经典布里丹之驴中因对称而僵持不动不同,量子情形的动力学要丰富得多。

Leonid Chaichenets, Jaroslav Novotn\'y, Igor Jex 等

arXiv quant-ph

Looking Beyond Visibility: Resolving the Temporal Structure of Continuous-Wave Four-Photon Hong-Ou-Mandel Interference

说明超越可见度:解析连续波四光子 Hong-Ou-Mandel 干涉的时间结构

简介本文研究连续波四光子 Hong-Ou-Mandel 干涉。作者用微环谐振腔产生长相干时间的光子对,并用超快时间分辨探测记录四个光子的到达时间。通过把相对延迟映射到以触发探测为基准的三维符合直方图,保留了通常被丢弃的到达时间相关性,并可在后处理中优化符合窗口,以权衡可见度与计数率。

Sabine H\"aussler, Meritxell Cabrejo-Ponce, Ana Maria Torres 等

arXiv quant-ph

Selected Stabilizer Subspaces for Compact Many-Body Wave Functions

说明用于紧凑多体波函数的选定稳定子子空间方法

简介选定组态相互作用(SCI)通过在稀疏、迭代选取的组态集合中对哈密顿量做变分对角化来求解多体问题,但目标态组态分布广时会失去紧凑性。本文提出选定稳定子相互作用(SSI),这是一种完全经典、受SCI启发的方法,它迭代构造由可系统扩展的一组稳定子态张成的非正交子空间。作者在横场伊辛、XXZ海森堡和Hubbard模型上与精确对角化及等价SCI方案进行了基准比较,结果显示在自旋模型中稳定子表示压缩效果尤为明显,且优势随系统规模增大而增强。

Maria-Andreea Filip, George H. Booth

arXiv quant-ph

Hybrid Quantum-Classical Optimization for Emergency-Priority Traffic Signal Control

说明用于紧急车辆优先交通信号控制的混合量子-经典优化方法

简介该论文研究在三路口走廊中用有限时域QUBO模型优化紧急车辆优先信号控制,并比较精确QUBO求解、QAOA、CVaR-QAOA、量子机器学习策略、定时控制和最大压力控制等方法。实验覆盖三种交通需求情景并考察紧急优先权重的影响。结果显示,基于优化的控制方法在各情景下都能可靠地保证紧急车辆通行,而最大压力控制的普通交通延误较低;CVaR-QAOA比标准QAOA更接近精确解。

Silvie Ill\'esov\'a, Vojt\v{e}ch Nov\'ak

arXiv hep-th · cs.IT · hep-ph

One generation of the Standard Model as a quantum error-correcting code

说明标准模型单一代粒子作为量子纠错码

简介论文指出,标准模型单一代费米子加上右手中微子可以用五个比特标记,这一组合结构与反常抵消相关。作者证明反常抵消等价于三正交码的定义性质,三正交码是支撑魔态蒸馏的量子纠错码。去掉右手中微子后,对每个素数p都得到一个[[15,1,3]]_p码,其中p=2时即Bravyi-Kitaev码;对于三能级量子比特(qutrit),它是唯一最短的距离为三的三正交码。

Shiroman Prakash, K. L. Ramya

arXiv quant-ph

Superconducting circuits host two-level systems with lifetimes exceeding one second

说明超导电路中寿命超过一秒的两能级系统

简介该论文利用超导量子比特(transmon)作为探针,通过宽带量子跃迁关联光谱,发现了寿命远超量子比特本身的微观两能级系统。泵浦-探测测量显示其内禀寿命超过一秒。文中指出其与量子比特的耦合较弱,符合标准隧穿模型描述的位置缺陷,同时也不排除磁自旋杂质或被俘获准粒子等其他来源。

Mathieu F\'echant, Phillip Lenhard, Nicolas Gosling 等

arXiv quant-ph

Three-axis Active Magnetic Compensation with Spatial Feedforward Matrix Decoupling and Hysteresis PI Regulation for Suppressing Zeeman Decoherence of Cold Atom Quantum Memories

说明冷原子量子存储器用三轴主动磁补偿:抑制塞曼退相干

简介冷原子量子存储器需要接近零的磁环境以减轻塞曼退相干。本文提出结合空间前馈矩阵解耦与滞回PI控制的三轴主动补偿方案,并通过硬件实验、长时稳定性测试和空间磁场测绘进行验证。实验显示,在714.4秒的稳态保持阶段,中心点残余磁场平均值为0.112微特斯拉,最大值为0.224微特斯拉。

Ya Li, Xiao-Long Zou, Xiang-Yao Liang 等

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

Hankel Submatrices with Bounded Word Length: Dimension Tradeoffs in Probabilistic and Quantum Automata

说明有界词长下的Hankel子矩阵:概率自动机与量子自动机的维度权衡

简介本文刻画了在前缀与后缀词长以T为界时,由d点概率实现和d维希尔伯特空间量子线性实现所生成的固定边际方形Hankel子矩阵的最大可容许边长。结果表明,在固定边际条件下,量子模型(CPTP实现)的对数边长为Θ(min{d²,T}),概率自动机为Θ(min{d,T});在零假接受容忍度下,四类模型均为Θ(min{ln d,T})。该结论给出了有界词Hankel表的维度与词长之间的尖锐权衡。

看点给出概率与量子自动机有界词长Hankel子矩阵规模的紧致Θ阶刻画,改进了维数与词长的权衡界,证明完整但应用范围较窄。

Yixin Zhao

arXiv quant-ph · math.OC

Quantum-compatible Riemannian conjugate gradient for ground-state preparation

说明面向量子计算的黎曼共轭梯度法,用于基态制备

简介论文提出量子共轭梯度下降法(QCGD),把黎曼共轭梯度法改写成可在量子计算机上实现的形式,结合最速下降方向与之前搜索方向的信息。数值实验显示,它每次迭代的收敛速度快于基线方法DB-QITE,但每次更新的线路深度更高,二者存在权衡。

Andres Arcia-Lopez, Marek Gluza, Yudai Suzuki 等

arXiv quant-ph · cs.LG

Same Spectrum, Harder First-Order Training: Phase-Locking in Single- versus Multi-Qubit Re-Uploading Circuits

说明同一频谱,一阶训练更难:单比特与多比特重上传电路中的相位锁定

简介论文比较单比特串行重上传量子电路与具有相同编码预算的双比特控制电路。作者证明,串行电路的每个参数都沿同一复方向移动量子态,即相位锁定,其切方向至多为2E+2个,而控制电路通常至少为6E+6个。在精确损失实验中,串行电路在E=32时收敛的运行次数明显少于控制电路,三个真实序列上的结果也显示其训练表现较差。

Michael Poppel, David Bucher, Maximilian Zorn 等

arXiv quant-ph

Local finite rate semi device independent randomness expansion from quantum contextuality

说明基于量子情境性的局域有限速率半设备无关随机数扩展

简介该论文研究量子随机数扩展:只需一个局域方具有情境性关联即可在半设备无关框架下实现,无需两方不通信并共享贝尔非局域关联。作者提出适用于任意N环非情境性不等式的模板协议,并给出有限统计下的扩展速率。模板还考虑了不满足完美对易与完美可重复性的非理想统计,多种近期的无漏洞检验实验也可按此方法改造用于安全随机数扩展。

Dhananjoy Ghosh, Nandana J, Jaskaran Singh

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

Probing Deconfined Quantum Criticality Point on a Digital Quantum Computer

说明在数字量子计算机上探测去束缚量子临界点

简介该论文研究一维自旋链中z极化铁磁相与价键固体相之间的去束缚量子临界点(DQCP),这种转变超出了朗道-金兹堡-威尔逊范式。作者用超导量子处理器,通过辅助比特投影的量子虚时演化制备基态,并借助张量网络压缩为浅层量子电路。硬件数据显示,两相的序参量交点定位了转变,其有限尺寸外推结果接近大规模数值计算的热力学极限值。

Mrinal Kanti Giri, Pinaki Sengupta

arXiv quant-ph

Remote Gottesman-Kitaev-Preskill Entanglement Generation between Trapped Ions

说明囚禁离子之间的远程 Gottesman-Kitaev-Preskill 纠缠生成

简介该论文提出一种有认证(heralded)的协议,用于在相隔一定距离的囚禁离子之间生成远程纠缠。纠缠的载体是编码在离子运动模式中的 GKP 量子比特,离子的内部电子态与发射光子相互作用,把运动量子比特接入光子网络。作者数值分析了逻辑 Bell 态的保真度,结论是在现实条件下可超过 95%。

Haruki Aoki, Kazufumi Tanji, Shohei Kiryu 等

arXiv quant-ph · cond-mat.stat-mech · math-ph

Operator-Space Entanglement Entropy in Random Fermionic Gaussian Dynamics

说明随机费米子高斯动力学中的算符空间纠缠熵

简介本文研究在随机高斯动力学(以布朗 SYK$_2$ 模型为例)下演化的初始乘积算符的算符空间纠缠熵(OSEE)。通过映射到畴壁熔化问题,作者给出了热力学极限下随时间变化的二分 OSEE 精确表达式,并得到后期出现的高斯 Page 曲线的解析刻画。文中还探讨了该结果与海森堡绘景中非高斯性度量之间可能存在的联系。

Pablo Bayona-Pena, Elena Gramellini, Lorenzo Piroli

arXiv cs.SE · quant-ph

Realization Divergence in Multi-Provider Quantum Computing: A Pre-Registered Study of What Survives Measurement

说明多厂商量子计算中的实现偏差:一项预先注册的测量研究

简介本文研究同一源电路经编译器、转译器和厂商服务后,实际执行结果与原始代码之间的差异,称为“实现偏差”。作者在三家厂商的四款设备上进行硬件实验,部分分析为预先注册,部分为标明的探索性分析。结果显示,放置策略会显著影响两比特门开销与执行偏差,且不同设备上的排序可能相反,同时也指出部分结论依赖指标权重与设备代际。

Jouni Peltonen, Vlad Stirbu, Tommi Mikkonen

arXiv quant-ph

Size-Dependent High-Order Harmonic Generation from Linear Carbon-Chain Molecules in Linearly Polarized Laser Fields

说明线性碳链分子在线偏振激光场中的尺寸依赖高次谐波产生

简介该研究用含时密度泛函理论模拟了C2H2、C6H2和C10H2三种线性碳链分子在800纳米线偏振激光下的高次谐波产生,并通过调整激光强度保持各分子的Keldysh参数相同,以单独考察分子尺寸的影响。结果显示,链越长谐波产额越高且截止区域趋于扩展,其中C10H2的平台谐波远强于C2H2。时频分析和电荷密度演化表明,这种增强源于更长的电子加速距离以及末端碳原子附近多中心再碰撞概率的增加。

Yifan Kang, Yang Yang, Yingtan Li 等

arXiv physics.chem-ph · quant-ph

Correlation between normal character and Raman intensities of isotopologues of carbon dioxide

说明二氧化碳同位素异构体的正常模式特征与拉曼强度之间的相关性

简介该论文研究了二氧化碳各同位素异构体在室温下主要谱带拉曼强度的变化。作者提出了一种基于平均极化率面(计算至三次项)模拟线性三原子分子拉曼强度的通用方法,并针对全部十二种稳定物种进行了计算。研究首次建立了正常程度与拉曼跃迁强度、平均极化率导数及变分拉曼位移误差之间的相关性,并结合实验光谱与理论模拟进行验证。

Eduardo Su\'arez, Christian Ostertag-Henning, Miguel Carvajal 等

arXiv quant-ph · cond-mat.mes-hall · cond-mat.stat-mech

Quantum instanton approach to metastable collective spin systems: Numerical implementation and applications

说明亚稳态集体自旋系统的量子瞬子方法:数值实现与应用

简介该论文研究受驱动并存在耗散的集体自旋系统中,系统在多个长寿命亚稳态之间的罕见切换。作者结合配点法与打靶法实现了量子瞬子框架的数值计算,并应用于带纯集体耗散的Lipkin-Meshkov-Glick模型和同时含集体与局部耗散的合作共振荧光模型。文中给出了稳态磁化强度、一级耗散相变点及慢弛豫率的指数标度预测,结果与量子主方程计算相符。

Maciej Chudak, Massimiliano Esposito, Krzysztof Ptaszynski

arXiv cs.LG · cs.CL · quant-ph

Diffusion Language Models as Open Quantum Systems

说明把扩散语言模型当作开放量子系统来理解

简介该论文指出,扩散语言模型的连续时间正向与反向动力学可以纳入开放量子系统的框架。基于此,作者提出叠加提示(SoP)、叠加思路(SoT)生成方法,以及量子启发的重掩码(QIR)规则,用于修订已生成的词元。实验表明,基于叠加的生成能保留未被最终测量选中的条件信息,而QIR在适当阶段使用时可提升经大模型评估的文本质量。

Akinori Tanaka, Yukinao Akamatsu, Takuki Tomita 等

arXiv cond-mat.mes-hall · quant-ph

Theory of Dispersion and Exchange Interactions Subjected to Surface Roughness in Application to Signal Transmission through a Nanoswitch

说明表面粗糙度影响下的色散力与交换相互作用理论及其在纳米开关信号传输中的应用

简介本文提出一种电阻式纳米开关的理论模型,计算静电、弹性、色散(范德华力和卡西米尔力)及交换排斥力,并考虑表面粗糙度的影响。结果表明,该开关的悬臂尖端与基板间的平衡最近距离随驱动电压变化,且在通断过程中可循环工作而不发生吸合失稳。研究还计算了隧道电流,并指出增大载波与信号幅度之差可使低频信息信号的幅度失真足够小。

Galina L. Klimchitskaya, Alexander S. Korotkov, Vera V. Loboda 等

arXiv cond-mat.dis-nn · cond-mat.str-el · quant-ph

Finite-size geometric crossover toward fragmentation of the potential energy shell in the quantum random energy model

说明量子随机能量模型中势能壳层向碎片化的有限尺寸几何交叉

简介本文研究量子随机能量模型(QREM)中由能量方差定义的势能壳层在Fock空间超立方体上的连通性。随横向场变化,该能量选定子图会在完全连通与碎片化两种状态之间发生有限尺寸几何交叉。作者还观察到壳层连通性与本征态的有限尺寸分形维数(由参与熵提取)之间存在相关性。

Ishita Modak, Vatsana Tiwari, Soumya Bera

arXiv physics.atom-ph · quant-ph

Fast, parallel, three-dimensional rearrangement of atom arrays using superpositions of elementary holograms

说明利用基本全息图叠加实现原子阵列的快速并行三维重排

简介论文提出一种快速、并行的三维原子阵列重排方法,用于把随机装载的中性原子移动到目标位置以组成无缺陷阵列。方法通过解析叠加各光阱所需的复场计算全息图,并在移动时线性调节相位,位置为连续变量,定位精度较高。文中报告用单块GPU计算每张中间全息图耗时0.284毫秒,短于0.696毫秒的空间光调制器刷新时间;在256个位点中装载87Rb原子,约20毫秒内组成100原子阵列,每原子重排存活概率为99.31(12)%,温度升高9(3)微开尔文,并演示了原子沿轴向转移的能力。

D. J. Hoare, P. Dunniece, J. Rodewald 等

arXiv quant-ph

Driving the cooling process of a quantum system via classical noise

说明借助经典噪声加速量子系统的冷却过程

简介该论文研究在量子系统冷却(冻结)过程中引入马尔可夫经典噪声的影响。作者指出,在特定假设下会出现异常热化现象,如姆佩巴效应,即较热的初始状态反而冷却更快。论文表明,冷却过程中的马尔可夫经典噪声可以加速系统趋近零温热态,这一结果与直觉相反。

B. Militello, A. Napoli

arXiv quant-ph

Practical Fidelity Estimation for Noisy Quantum Devices Using Direct and Survival-Probability-Based Protocols

说明面向含噪量子设备的保真度估计:直接法与生存概率法

简介本文提出两种无需完整层析重构的保真度估计方法,适用于含噪中等规模量子设备。第一种是直接保真度估计(DFE),通过重要性采样的泡利测量估计保真度;第二种基于生存概率,由含噪演化及其近似逆的可测矩重构保真度,并对state-preparation-and-measurement(SPAM)误差具有内在鲁棒性。在去极化、退相位和振幅阻尼信道下的数值结果显示,衰减感知修正提高了DFE对测量噪声的稳健性,而L2优化展开在高噪声区间明显优于朴素泰勒截断。

Ahmed Aman, Kaustav Chatterjee, Younes Javanmard 等

★★★★☆ 值得关注
arXiv quant-ph

Time-optimal robust quantum control for partially known errors

说明部分已知误差下的时间最优鲁棒量子控制

简介该论文研究在误差类别已知、只是强度未知的情况下,控制量子系统的最短时间,使其能一阶抵消该类中所有静态误差。结果表明,当且仅当该类误差在某一公共基底下对角元为零时,时间无关哈密顿量即可做到;此时在该基底下的等间距能级阶梯经一个周期即可实现。对于未知能级偏移和双子系统局部误差等类别,这种恒定控制是最优的;而对于完全未知的误差,则需要时间相关控制,并且已知误差类别可将最短时间缩短为 √(d²+1) 倍。

看点针对部分已知误差类给出时间最优鲁棒控制的严格下界,并证明简单常数控制在多类误差下最优,理论贡献突出,对子领域有实际指导意义。

Lloren\c{c} Balada Gaggioli

arXiv quant-ph · cs.LG

Reducing the Cost of Qudit State Preparation by Learning a Sparse Structure for SNAP Gates

说明通过学习SNAP门的稀疏结构降低量子超维态制备成本

简介本文研究用SNAP-位移序列制备玻色子超维(qudit)量子态的问题。作者提出一种可微分掩码方法,同时学习需要哪些相位及其取值,并用稀疏性惩罚和温度退火减少不必要的相位。在傅里叶态和Haar随机目标态上,该方法与全参数化及预定义稀疏方案进行比较,结果显示其保真度与资源的权衡具有竞争力或更优,但优势取决于目标态和维度。

Marco Pennazio, Leonardo Ignazio Pagliochini, Riccardo Pellini 等

arXiv quant-ph

Finite-Frequency Boson-Number Bounds Across the Quantum Rabi Transition

说明有限频率下量子 Rabi 相变中玻色子数的上下界

简介本文研究量子 Rabi 模型,即一个二能级系统与一个玻色子模式耦合(包含反旋波项)的基础量子光学模型。作者在有限频率比下推导了基态能量和玻色子占据数跨越量子相变时的严格上下界,涵盖亚临界、临界和超临界三个区域,并给出临界点附近占据数的标度行为。精确数值对角化显示这些界是紧的,文中给出的不等式可为囚禁离子量子模拟器提供可检验的预测。

Razmik G. Unanyan, Michael Fleischhauer, and Nikolay V. Vitanov

arXiv gr-qc · astro-ph.CO · hep-th

How do late-time photons "record" primordial curvature perturbations?

说明晚期光子如何“记录”原初曲率扰动?

简介本文讨论暴胀宇宙学中原初量子涨落与可观测经典宇宙史之间的衔接问题。作者提出“宇宙经典分支”(CCB)框架,借助量子信息论中的物理记录概念,说明晚期不同物质成分如何携带对同一原初构型相容的记录,从而使每个分支在有限分辨率下具有共同的经典标签。本文为对参考文献中框架的概要介绍。

Tomotaka Kuroda, Fumiya Sano, Yusuke Yamada

★★★★☆ 值得关注
arXiv quant-ph

Limits of adaptive two-way linear postprocessing in six-state quantum key distribution

说明六态量子密钥分发中自适应双向线性后处理的极限

简介本文研究六态量子密钥分发协议中,双向经典通信与自适应线性后处理能力的边界。作者构造了一种与协议兼容的集体攻击,可以击败一大类线性后处理方法。论文证明,在该攻击下,窃听者恢复爱丽丝原始密钥任一线性函数的最优概率不低于鲍勃,因此可靠地就线性最终密钥达成一致与保密性不能同时成立。

看点构造单一兼容集体攻击,证明自适应线性后处理在六态协议中的限制,理论结论较强,证明依托两个自包含附录。

Toyohiro Tsurumaru

arXiv quant-ph

Periodic conditional measurements on a photonic chip

说明光子芯片上的周期性条件测量:借测量反作用调控量子态与探测统计

简介该论文研究周期性条件测量,即相干演化被局域测量反复打断的过程。作者用亮模与暗模的谱描述,同时刻画无探测轨迹下的后选择末态与探测事件统计。实验在三维光子芯片上实现按需量子态工程,包括保护拓扑角态和激发态搁置,并在近似无限的一维晶格上观测到总探测概率的转变。

Xuan Chen, Ruo-Yu Yin, Xiao-Wen Shang 等

arXiv quant-ph · cond-mat.mes-hall · physics.optics

Casimir forces on suspended thin dielectric membranes covered with graphene

说明悬浮石墨烯薄膜上的卡西米尔力研究

简介本文从理论和实验两方面研究了覆盖石墨烯的悬浮薄介电膜之间的卡西米尔力。作者提出用悬浮薄介电膜取代石墨烯下方的实心衬底,可以部分恢复卡西米尔力对温度的强烈依赖。理论计算显示,在约500纳米间距下,温度从10 K升至294 K时压强变化最多可达54%(氧化硅)和40%(氮化硅)。实验测得的力梯度与理论基本一致,但温度依赖未能被分辨。

Tze Ue Ngai, Zuocheng Zhang, Q. Zhang 等

arXiv quant-ph

Accurate gap control of 3D-integrated superconducting quantum circuits using asymmetric indium architecture and multi-angle flip-chip bonding

说明基于非对称铟结构与多角度倒装键合的三维集成超导量子电路间隙精确控制

简介该论文研究超导量子处理器的倒装三维集成工艺,采用控制芯片上20μm厚铟凸点与比特芯片上200nm薄铟焊盘的非对称结构,并结合多角度压合以抑制倾斜。测量显示铟互连电阻低、损耗小,集成的transmon比特T1为(159±14)μs,T2,echo为(294±42)μs,与平面器件相当;键合后平均倾斜降至(20±12)μrad。

L. Richard, N. Bruckmoser, J. Feigl 等

arXiv quant-ph

Crossovers between Time-Bin and Energy-Time Entanglement in Homodyned Resonance Fluorescence

说明同步锁相激光下共振荧光零差探测中时间-能量纠缠与时间-时间bin纠缠的交叉转换

简介本文理论研究了在弱激发下,对两能级发射体的共振荧光与锁相激光场进行零差探测所产生的光子纠缠。随着相对激光场振幅增加,纠缠在时间-时间bin与能量-时间之间交叉转变,并在振幅匹配附近出现能量-时间纠缠区。作者通过Franson干涉仪中的CHSH贝尔不等式违背来刻画纠缠。

Zi-Qi Zeng, Jian Wang, Bang Wu 等

arXiv quant-ph

Optimising multipartite entanglement manipulation in quantum networks

说明量子网络中多方纠缠操控的优化

简介该论文研究如何在量子网络中操控多方纠缠(GME),使远距离节点之间建立可用的多方纠缠。作者提出一个通用框架,把网络操作归为膨胀、收缩和纯化三类基本操作,并可组合成多方量子中继协议。文中以Dür-Cirac-Tarrach态网络为例,展示了可达到的端到端纠缠及可获得的纠缠类别。

Shashank Shekhar, David Elkouss, Siddhartha Santra

arXiv hep-th · gr-qc · quant-ph

Dilaton-Axion Wormhole Partition Function Away from the BPS Endpoint

说明远离BPS端点的轴子-dilaton虫洞配分函数

简介本文研究带电轴子虫洞在其BPS端点附近的双边界响应,给出有限半径下的首个修正项。作者在轴子-dilaton体系中做精确的径向匹配,分析二次近似的适用范围,并讨论其角向共振与电荷标度下的行为。文章还在BPS端点的手征高斯系综上对逆响应取平均。

Soo-Jong Rey

★★★★★ 值得关注
arXiv quant-ph · cs.CC · cs.IT

Parallel Repetition for Entangled Games via Conditional Relative Entropy

说明基于条件相对熵的纠缠博弈并行重复定理

简介本文用量子条件相对熵证明了有限双人纠缠博弈的三次方并行重复界。若博弈的纠缠值为1-ε(ε<1),则其n次并行重复的值至多为exp[-Ω(ε³n/L)],其中L为答案字母表大小对数的最大值(至少为1)。作者还给出了阈值界:赢得至少1-ε+δ比例的概率至多为exp[-Ω(δ⁵n/(ε²L))]。该结果恢复了Song已有的三次方速率。

看点用量子条件相对熵给出有限双人纠缠博弈的立方平行重复界,改进并复原了Song的结果,并给出阈值界,理论证明完整。

Rahul Jain

arXiv quant-ph · cs.AI

When do quantum views help? Complementary classical-quantum representations in multi-view fusion

说明量子视角何时有帮助:多视角融合中互补的经典-量子表示

简介本文提出一种经典与量子多视角融合框架,在保留完整经典输入的同时加入模拟的量子特征,通过拼接和注意力机制进行融合。作者用受控实验和四个基准数据集检验:当经典与量子表示提供互补信息时,融合可提升预测效果;但经典替代与遮蔽对照依然有竞争力,在部分数据集上经典基线表现更好。

Azadeh Alavi, Fatemeh Kouchmeshki, Hossein Akhoundi 等

arXiv quant-ph

Stitched surface codes: planar concatenation through GHZ corridors

说明通过GHZ通道平面级联的缝合表面码:一种用于量子存储的容错架构

简介本文提出一种容错量子存储架构,将四个距离为t的旋转表面码补丁与[[4,2,2]]外层码级联,在方形格点上以少于2(2t+1)^2个物理比特编码两个逻辑比特,码距为2t。外层稳定子通过相邻补丁之间狭窄通道中的已验证GHZ辅助比特原位测量,并由一次最小权完美匹配解码。文中在105比特超导处理器上进行了实验,在两种记忆基下将码距从4提高到6,块逻辑错误率降低为1.52倍。

Mohamed A. Shalby, Alexandre Bourassa, Amir Karamlou 等

arXiv cs.LG · math.ST · quant-ph

Regret Lower Bound for Online Learning of Quantum States with Logarithmic Loss, with Applications to Quantum State Tomography and Confidence Sequences for Matrix Means

说明量子态在线学习的对数损失遗憾下界,及其在量子态层析与矩阵均值置信序列中的应用

简介本文研究以对数损失进行量子态在线学习的问题,这是在线投资组合选择的量子推广,可用于由测量结果估计未知量子态的量子态层析。作者建立了遗憾下界,表明指数权重算法及Tseng等人(2025)的算法在维度上的多项式依赖达到最优。基于该证明,作者还给出了样本最优(至多相差多对数因子)的量子态层析算法,并提出了矩阵值随机变量均值的置信序列构造方法,数值实验显示其与现有方法相比具有竞争力。

Yen-Huan Li, Wei-Fu Tseng

arXiv cond-mat.quant-gas · nucl-th · quant-ph

Localized states of the non-Hermitian Schrödinger equation with a complex 1/r² potential: from Efimov states to bipolarons

说明复数 1/r² 势下非厄米薛定谔方程的局域态:从 Efimov 态到双极化子

简介本文研究带复数 1/r² 势的非厄米薛定谔方程,它连接了厄米少体物理与非厄米多体物理。实数吸引势对应 Efimov 束缚态,纯虚势对应大间距下两个重极化子之间由介质诱导的相互作用。作者解析求解该方程,并与数值及 WKB 结果比较。随着虚部增大,Efimov 束缚态能量获得虚部并在复平面逆时针旋转;接近纯虚势时,激发态依次消失,基态则平滑过渡为短距离局域的双极化子态。

Kyoka Tsunoda, Kazuki Yamamoto, Shimpei Endo

arXiv gr-qc · astro-ph.IM · physics.ins-det

Displacement-noise-free gravitational-wave detector using quantum tomography of photon orbital angular momentum states

说明基于光子轨道角动量态量子层析、无位移噪声的引力波探测器

简介论文提出一种通过测量光子轨道角动量(OAM)希尔伯特空间来探测引力波的方法,不依赖臂长差测量,因此理论上不受位移噪声影响。作者称,单个V形探测器可通过参数化量子态层析解出引力波的七个参数,并通过引入参考态来增强信号;估计的散粒噪声极限灵敏度为1.6×10⁻²⁰ Hz⁻¹/²,并声称能覆盖0.1至10 Hz的中频段。

Haorong Wu, Xilong Fan, and Lixiang Chen

arXiv physics.chem-ph · quant-ph

Data-Driven Optimization of Seminumerical Exchange for SIMD CPUs

说明面向 SIMD CPU 的半数值交换积分算法数据驱动优化

简介本文提出一种基于 sn-LinK 方法(Laqua 等,2020)的半数值交换算法 SNK,针对支持 SIMD 向量指令的多核 CPU 进行优化,并将其实现到 Q-Chem 量子化学程序中。作者对 Boys 函数和三中心单电子积分内核给出了向量化与内存管理策略,并借助 SymPy 符号计算生成优化后的 C++ 代码。在 100 至 500 个原子、2000 至 10000 个基函数的体系上,相比传统四中心双电子交换计算,速度提升达 1 至 2 个数量级;对较小分子,与 occ-RI-K 方法相比,约 50 至 100 个原子以上时 SNK 优势明显。

Jesse DiCenso, Henryk Laqua, Martin Head-Gordon

arXiv quant-ph · cs.IT · math.IT

Multiplicative Semidefinite Programming Upper Bounds on Quantum No-Signalling-Assisted Zero-Error Capacity

说明量子无信号辅助零错误容量的乘积半定规划上界

简介该论文研究在量子无信号关联辅助下的量子信道零错误通信与精确模拟。作者提出一个半定规划参数 Γ(K),它在张量积下恰好可乘,并给出零错误容量对应量 Θ_NS 的上界,且比已知半定规划上界更紧。论文还证明了模拟下界 Σ⁻(K) 同样可乘,并据此表明渐近模拟成本 S_0,NS(K) 的两种表达式一般都不成立,回答了一个公开问题。对经典-量子信道,论文给出了与输出维度相关的尖锐界。

Xin Li, Yinan Li

arXiv quant-ph

Agent-assisted experimental strategy transfer across quantum processors

说明借助智能体在多台量子处理器间迁移实验策略

简介本文提出一种由智能体辅助的实验策略,在多台三量子比特核磁共振量子处理器上执行实验。该策略先在一台处理器上开发,再依次应用于其余四台,智能体负责评估实验结果、选择后续测量并调整流程,操作人员负责仪器准备与物理干预。以三量子比特Grover态制备为共同任务,四台处理器最终输出均以各自的标记态为主,标记态布居在0.910至0.959之间,相对理想值0.945的偏差低于3.8%。

Shi-Yao Hou, Zipeng Wu, Chao Zhang 等

arXiv quant-ph · math-ph · math.MP

Singular wave functions and quantum collapse in inverse-power potentials

说明逆幂势中的奇异波函数与量子坍缩

简介本文研究在薛定谔方程框架下,逆幂势 U(r)=-U0/(2r^n) 引起的量子坍缩现象。相应的定态波函数在 r→0 处有无限多次空间振荡,基态在坍缩存在时缺失。作者给出了连续谱对应波函数在 r→0 处的渐近形式,并在适当条件下得到一些精确解。作为正则化,作者还考虑了在距中心有限距离处截断的势,此时波函数振荡次数有限,基态重新出现,束缚态谱变为离散。

Hidetsugu Sakaguchi, Boris Malomed

arXiv quant-ph · cs.ET

Reducing QUBO Complexity in Drone Delivery Through Classical Feasibility Preprocessing

说明通过经典可行性预处理降低无人机配送中的QUBO复杂度

简介该论文研究无人机配送任务选择问题,先用经典方法生成并筛除载重或能耗不可行的任务,再构建QUBO模型求解。在合成实例上,精确枚举和模拟退火可得到与MILP相当的结果,QAOA则可行性较低且仅适用于小规模实例。预处理使QUBO变量平均减少29.60%,模拟退火运行时间减少31.26%。

Silvie Ill\'esov\'a, Vojt\v{e}ch Nov\'ak, Martin Beseda

arXiv quant-ph · cond-mat.str-el

monoprop: Scaling Pauli and Majorana propagation via Anticommutation Indices

说明monoprop:借助反对易索引扩展泡利算符与马约拉纳算符的传播计算

简介该论文提出 monoprop,一个面向费米子和量子比特基底的开源大规模并行算符传播框架。其核心是“反对易索引”,可快速查找与某个门反对易的项,从而使每个门的计算时间随项数增加而按 O(K/N) 缩放。论文报告该框架在 8192 个核心上追踪了 9.5×10^10 个项,并介绍了用于快速重估能量与参数梯度的代理图方法。

Aaron Miller

★★★★☆ 值得关注
arXiv quant-ph

Classification of quantum states through conserved operators

说明通过守恒算符对量子态进行分类

简介本文提出一套基于守恒算符(COs)的量子态分类框架,判断量子态能否在给定变换集合下相互转换。作者证明这些算符可由量子协方差矩阵的核得到,并给出其数量的一般界,指出最高权态达到该最大值。文中还讨论了由这些算符生成的母哈密顿量,并将方法应用于多量子比特 SLOCC 分类,给出四、五、六量子比特情形下的具体类别数目。

看点提出基于守恒算符的通用分类框架并给出上界,将四比特SLOCC分类细化至29类,并给出五、六比特的精细分类,新意较突出。

Federico Petrovich, R. Rossignoli, M. Cerezo

arXiv cond-mat.mes-hall · quant-ph

Semiclassical Analysis of Wave Dynamics via Wigner Transforms: Applications to the Quantum Harmonic, Anharmonic, and Dirac Oscillator

说明基于Wigner变换的波动力学半经典分析:量子谐振子、非谐振子与狄拉克振子应用

简介这是一篇硕士论文,以教学方式介绍单带与多带系统中波动力学的半经典分析。研究对象包括量子谐振子、量子非谐振子(单带)和狄拉克振子(双带),比较Wigner函数的半经典演化与Sundaram-Niu方法对波包中心与形变的描述,并讨论半经典近似的适用条件。

August Burg

arXiv cond-mat.quant-gas · cond-mat.stat-mech · hep-th

Casimir Sign Reversal from Finite-Range Bogoliubov Fluctuations

说明有限程Bogoliubov涨落导致的卡西米尔符号反转:三维玻色流体零温卡西米尔效应研究

简介该论文研究三维玻色流体在零温下的卡西米尔效应,考虑了Bogoliubov谱的有限程修正。除普适的声子项(按L^-3标度)外,长程展开中还出现一个非普适的L^-5修正,它可以与声子项相竞争。论文指出,在稳定区域(接近roton软化)可以出现稳健的能量符号变化,并讨论了该非线性作用力可能通过纳米机械谐振器的频率响应来探测。

Fabrizio Canfora, Pablo Pais, Luigi Rosa

★★★★☆ 值得关注
arXiv physics.atom-ph · quant-ph

A Rydberg atom array coupled to a high-cooperativity optical cavity

说明与高合作性光学腔耦合的里德堡原子阵列

简介本文将里德堡态操控原子间相互作用的能力与腔控制原子-光相互作用的能力结合起来。研究者把里德堡镊子阵列与高合作性光学腔耦合,通过抑制腔长驱动产生的电场,使其残余电场波动不影响里德堡态相干性。实验展示了两项新能力:利用Purcell增强荧光在7.5微秒内直接读出原子状态,并利用里德堡-里德堡相互作用控制原子向腔模的集体光散射。

看点将Rydberg原子阵列与高合作性光腔耦合,并展示腔增强读出与Rydberg阻塞控制的集体散射,新颖且实验证据较充分,影响面集中于量子模拟与网络化量子处理器子领域。

Tai Xiang, Yue-Hui Lu, Tsai-Chen Lee 等

arXiv quant-ph · physics.atom-ph · physics.chem-ph

A tutorial on quantum scattering theory and coupled-channel calculations of bimolecular collisions

说明量子散射理论与双分子碰撞耦合通道计算教程

简介本文为一篇教程,介绍如何用狄拉克记号表述量子散射问题,并构建可用于数值计算的框架。文中推导了具有正确渐近行为的耦合通道表示,采用Numerov方法求解定态波函数,进而计算散射实验中可测量的截面。内容由单通道散射逐步延伸至基态原子与双原子分子的实际碰撞。

Karl P. Horn, Christiane P. Koch

arXiv quant-ph · math.CO

Perfect and peak state transfer on IBM quantum hardware

说明IBM量子硬件上的完美态转移与峰值态转移

简介研究者在IBM的156量子比特Heron超导处理器ibm_kingston上运行连续时间量子游走,未使用纠错或误差缓解。实验涵盖超立方体、汉明加权路径及X_n图族上的完美或峰值态转移,并与通过SWAP门沿量子比特链移动状态的方法做对比。

Priscilla Awuah, Krystal Guo

arXiv quant-ph

Entanglement of superpositions in zero-energy subspace: insights from stabilizer theory

说明零能子空间中叠加态的纠缠:来自稳定子理论的见解

简介该论文研究一类自旋哈密顿量中由纠缠二聚体构成的零能精确本征态的叠加态,这些叠加态的纠缠性质差异很大。作者在周期边界条件的一维自旋1/2链上,利用稳定子理论和多项式方法刻画这些叠加态张成的子空间,并求出链两半之间的最小纠缠熵。对于由单个局域泡利相互作用及其不对易平移生成的哈密顿量,在固定相互作用范围下,该最小值呈体积律。

Konstantin Antipin, Richik Sengupta

arXiv quant-ph

Syndrome-Resolved Decoding of Qubit Readout Errors

说明基于综合征分辨的量子比特读出误差解码

简介该论文提出读出误差解码器RED,可将重复阈值化的二进制读出记录转换为按通道分解的误差预算。作者通过受控误差注入验证了解码器对各通道的响应,并在fluxonium和transmon两类量子比特上、不同泄漏寿命条件下进行了演示。RED能够识别限制读出性能的误差通道,无需专门区分非计算态。

Han Zheng, Vladimir Pe\v{s}i\'c, Nikolay Gusarov 等

★★★★☆ 值得关注
arXiv hep-ph · hep-th · quant-ph

Collective Organization of String Fragmentation

说明弦碎裂的集体组织机制

简介该论文用实时张量网络模拟大质量施温格模型,研究相干束缚弦如何转化为强子物质。结果显示,在中等质量区,超过99%的电场概率分布时间演化由单一集体模式主导,其衰减与母弦存活概率相符。该存活律与Lund世界面面积律的高斯依赖一致,为其提供了微观层面的支持。

看点通过实时张量网络模拟发现单一集体模式主导弦碎裂,并微观支持Lund面积律,证据较扎实,影响限于格点规范动力学子领域。

Romuald A. Janik, Maciej A. Nowak, Marek M. Rams 等

arXiv quant-ph

Sparse-QITE: Discovering Compact Generators for Quantum Imaginary-Time Evolution via Regularization Methods

说明Sparse-QITE:通过正则化寻找量子虚时间演化的紧凑生成元

简介量子虚时间演化(QITE)是一种制备基态的方法,但其成本随局域性参数 D 迅速增长。本文提出 Sparse-QITE,通过正则化促使生成元更紧凑,从而减少量子操作数量并得到门数更少、深度更低的电路。作者在一维横场伊辛模型和反铁磁海森堡模型上进行了基准测试,结果显示该方法在保持精度的同时实现了明显压缩,部分大规模情形下门数仅约为标准 QITE 的 1%。

Rafael G\'omez-Lurbe, Luca Ion, Alberto Acevedo 等

★★★★☆ 值得关注
arXiv quant-ph · hep-th · math-ph

Infinite magic and the emergence of the continuum

说明无限魔力与连续统的涌现:论文探讨量子态的非稳定子性(魔力)如何决定格点系统能否涌现相对论性量子场论。

简介论文建立了超有限冯·诺依曼代数的类型分类与量子信息中的非稳定子性(魔力)之间的定量关系。作者证明,格点上的稳定子系统所对应的局部代数中不含III型因子;对于具有短程序的稳定子系统,局部代数同构于I型或II型超有限因子的张量积。对于Araki、Woods和Powers的超有限因子,极限因子为III型,当且仅当局部优化的最小相对熵魔力发散。

看点建立了超有限von Neumann代数类型与非稳定子性资源之间的定量关系,提出无限魔法是连续谱出现的必要条件,证明较为严格。

Leo Shaposhnik, Lorenzo Leone, Lennart Bittel 等

★★★★★ 值得关注
arXiv quant-ph · math.CO

The Lovász number is not alone: a continuum of Rényi points in the entanglement-assisted spectrum of graphs

说明图的纠缠辅助频谱中不止Lovász数:一族连续的Rényi点

简介本文研究Li与Zuiddam提出的图的纠缠辅助渐近频谱。作者证明,除Lovász数外,由Rényi散度阶数在0到2之间插值得到的一族参数也属于该频谱。文中还证明了五圈图上Holevo容量的一个猜想,并解决了Duan与Winter不等式链中两个未决的环节。

看点证明了一整族新的谱点并解决了Duan与Winter的猜想,理论严谨但影响集中于图论与量子信息的交叉子领域。

Nidhal Mghirbi, Seth Douglas

arXiv hep-th · cond-mat.stat-mech · quant-ph

The Magic Barrier: A Universal Feature of Quantum Thermalization

说明“魔法势垒”:量子热化的一个普适特征

简介该论文研究在随机矩阵哈密顿量驱动的幺正演化下,从纯直积态出发的量子热化过程。作者解析推导了纠缠熵、反平坦度、纠缠容量和非局域迹距离魔法随时间的变化。结果显示,这些量的瞬时极大值与纠缠增长速率最大的时刻出现在同一特征时间尺度上,因此“魔法势垒”被认为是随机矩阵热化的普适特征。

Jakob J. Minar, Andreas Sch\"afer, Leonhard Schmotzer 等

arXiv quant-ph · cond-mat.mes-hall · cond-mat.stat-mech

Standard and Bipolar Rectification in Tilted Periodically-Driven Quantum Systems

说明倾斜周期驱动量子系统中的标准整流与双极整流

简介本文研究费米子体系在外部热库耦合且存在倾斜势、局域时间周期驱动时的粒子与能量整流机制。即使两热库之间没有化学或热偏置,驱动也会产生粒子和能量流;在驱动共振频率处(Floquet准能谱出现避免交叉)电流增强。作者用整流系数R量化正向与反向偏置下输运的不对称性,并发现标准整流与双极整流两种区域,二者交界处实现完全整流。考虑粒子间相互作用后,支持双极整流的参数范围扩大,R可提高多个数量级。

Joaqu\'in Pe\~{n}uela-Parra, Juan Jos\'e Mendoza-Arenas

arXiv physics.hist-ph · quant-ph

Schrödinger's unpublished hidden-variable model in the 1944-45 debate over the "Collapse of Determinism"

说明薛定谔1944-45年关于“决定论崩溃”争论中未发表的隐变量模型

简介本文讨论1940年代中期《自然》杂志上关于量子力学能否由确定性隐变量补充的争论。作者指出,薛定谔曾起草一份此前未发表的回应,其中给出了一个明确的隐变量模型,说明此类模型并未被排除。作者重建了这份被遗忘手稿的历史背景,并首次公开其转录与分析,同时认为该提议应被理解为原理性证明,而非其坚持决定论的证据。

Flavio Del Santo

arXiv quant-ph · physics.chem-ph

A constructive solution to the n-representability problem

说明费米子 n 可表示性问题的一个构造性解法:基于加权平方和层级的两体见证式构造,并附数值验证

简介论文在加权平方和层级的每一层构造完整的两体见证族,用半正定 Gram 矩阵与显式线性零空间约束抵消所有高体贡献。作者在三费米子子空间中通过求解对应半定规划,数值恢复了 Richardson 哈密顿量的精确基态能量。论文还证明,当使用完整的平方和生成代数时,更高次的粒子数乘子是不必要的。

Nicholas C. Rubin, A. Eugene DePrince III

arXiv quant-ph

Alternating Squeezing and Photon Subtraction for Optical Cat-State Generation

说明交替压缩与光子减除用于光学猫态生成

简介本文分析了交替进行压缩与光子数减除操作以生成光学薛定谔猫态的方案。作者将问题表述为受保真度约束的多分支优化,同时优化满足给定保真度阈值的所有光子数结果的总概率。在考虑压缩资源和光子数分辨能力限制的情况下,该方案相比单纯光子减除在保真度和成功概率上有所提升。

Johanna Conrad, Fabian Steinlechner, and Ren\'{e} Sondenheimer

arXiv quant-ph

Quantum prepare-and-measure scenarios: concepts and methods

说明量子准备-测量场景:概念与方法

简介本文是一篇教程,从基础出发介绍量子准备-测量场景,即发送方制备量子系统的若干状态之一,接收方对其进行测量的通信模型。文章介绍了约束和刻画通信的不同框架,重点讨论半设备无关方法,并涵盖用于刻画这些场景中可实现关联的现代凸优化技术。作者旨在为初学者提供必要的概念和技术基础。

A. de Oliveira Junior, Santiago Zamora, Jonatan Bohr Brask 等

arXiv cond-mat.quant-gas · quant-ph

Boundary-induced geometrical frustration in a square Rydberg-atom lattice

说明方形里德堡原子阵列边界诱导的几何挫败

简介该论文研究方形里德堡原子阵列中,由晶格尺寸奇偶性引发的几何缺陷。奇数尺寸晶格只形成一个条纹畴,偶数尺寸晶格则在四角产生互不相容的畴,并可能形成从中心延伸的缺陷。作者在Aquila量子处理器上验证了制备协议,并用张量网络模拟进行了对比。

Marco Rigobello, Luka Pave\v{s}i\'{c}, Daniel Jaschke 等

arXiv cond-mat.stat-mech · quant-ph

Long-lived local coherences at high temperature from frozen domain walls

说明高温下由冻结畴壁带来的长寿命局域相干性

简介该论文研究自旋链中不同电荷sector之间的局域相干性为何能在高温下异常持久地衰减。作者利用量子群对称性推导出Mazur界,并结合局域性与"非下冲"假设,证明横向自旋自相关函数最多只能代数衰减,即C(t)≳1/t²。在XXZ自旋链大各向异性极限和无限温度下,他们给出了明确的衰减结果。

Sarang Gopalakrishnan, Romain Vasseur

arXiv quant-ph · cond-mat.stat-mech · cond-mat.str-el

Surviving readout errors and incomplete postselection in monitored quantum circuits

说明读出误差与不完全后选择下的受监测量子线路:电荷锐化相变的稳健性

简介该论文研究读出误差如何影响受监测量子线路的动力学。误差使后选择不完全,轨迹以带噪声的记录而非真实记录为条件。研究发现,在有限误差率下电荷锐化相变仍然存在,并通过电荷涨落的极小值与量子和经典分量分解,给出可从实验数据定位相变的途径。

Murtaza Ali Mir, Teemu Ojanen, Ali G. Moghaddam

arXiv hep-th · gr-qc · quant-ph

Finite-cutoff geometry in double-scaled SYK: SYK deformations, branes and CMC-Krylov complexity

说明双标度SYK模型中的有限截断几何:变形、膜与CMC-Krylov复杂度

简介本文在双标度SYK(DSSYK)模型中建立有限截断的全息描述,构造了类似于TT̄及TT̄+Λ2变形的低维变形,分别记为T²与T²+Λ1。文中讨论了有限截断正弦dilaton引力中的虫洞态及对应的几何,并纳入了端点世界膜(ETW brane)的影响,同时计算了恒定平均曲率(CMC)切片的有限截断长度,并将其解释为边界理论中的复杂度。

Sergio E. Aguilar-Gutierrez

arXiv quant-ph

Quantum Partial Information Decompositions, an Operational Order on Ensembles, and Direct Quantifications of Objective Information

说明量子部分信息分解、系综的操作性偏序,以及对客观信息的直接量化

简介本文将经典的部分信息分解框架推广到多体量子系统,构造了两种针对Holevo量的量子部分信息分解:一种基于经典最小互信息的朴素版本,另一种基于量子系综之间可相互转换性定义的操作性偏序。作者进一步利用Holevo分解量化扩展图态中的客观信息,展示其应用。

Alexander Nico-Katz

★★★★☆ 值得关注
arXiv quant-ph

Logical CCZ state cultivation

说明逻辑CCZ态培养:用于容错量子计算中Toffoli门的逻辑CCZ态制备协议

简介该论文提出在双变量三环与双环(BT/BB)码上直接制备逻辑CCZ态的端到端协议,CCZ态可用于实现Toffoli门。方法结合BT码原生的杯积CCZ门,并通过投影保持提升引入两项新技术,将制备出的CCZ态转移到高码距的BB存储器中,再用解码器后选择获得高保真输出。在针对中性原子硬件的电路级噪声模型下,文中给出的联合不保真度为1.84×10⁻⁵(接受率21.94%)和4.10×10⁻⁷(接受率8.89%),并称较小工厂的每个CCZ态时空开销低于T态培养加CCZ转换的方案。

看点提出在BT/BB码上直接制备逻辑CCZ态的端到端方案,结合投影保持提升与解码后选择;摘要给出精确模拟的低保真度与成本优势证据。

Yuta Hirasaki, and Jong Yeon Lee

arXiv quant-ph

Intermediate memory costs of quantum channel synthesis with a protected subsystem

说明受保护子系统的量子信道合成中间内存成本

简介本文研究量子存储器在保留一个子系统的同时丢弃后续操作所需信息时的情形,考察信道合成所需的总中间维度。作者给出有限经典控制分支族可精确合成的充要条件,并构造单一处理器实现所有分支。文中还讨论了精确合成与任意精度逼近的区别,并以三重态通信任务构造的例子说明:在输出去极化下,四维量子程序可精确合成,而同等载体维度的经典程序误差更大。

Kai Liu, Deguang Han

arXiv quant-ph · cond-mat.stat-mech

Quantum Work Statistics from Entanglement-Assisted Invariance

说明基于纠缠辅助不变性的量子功统计

简介本文比较了量子功测量的两种方案:单次测量与两次测量。作者指出,单次测量方案与纠缠辅助不变性(envariance)更一致,无需显式测量假设即可得到功统计;而两次测量方案只有在测度为零的一组幺正变换中才能做到这一点。该表述消除了与测量能量代价相关的功统计歧义。

Akira Sone, Akram Touil, Emery Doucet 等

arXiv quant-ph

Petz Recovery through a Single Polar Transformation for Approximate Quantum Error Correction

说明通过单次极分解变换实现近似量子纠错的Petz恢复

简介本文针对近似量子纠错中近似最优的Petz恢复映射,利用其恢复等距映射的极分解结构,用单次量子奇异值变换(QSVT)实现恢复,避免了逆平方根归一化带来的电路实现难题。论文给出了显式的分块编码电路,并构造了扩展恢复等距映射,无需后选择即可实现近似Petz恢复。文中还给出了与频谱加权损失相关的误差界,并分析了Haar随机编码与Hayden-Preskill协议中电路深度与恢复精度之间的权衡。

Hanzhang Zhao, Shenglong Xu

arXiv quant-ph · physics.atom-ph

Demonstration of a mobile ion-trap quantum device

说明移动式离子阱量子装置的演示

简介本文报告了首次在线性射频(Paul)离子阱中,将数千个离子运输数公里的实验。运输时长分别为15分钟和45分钟。研究表明,离子阱装置可以在移动中保持运行,为便携式离子阱量子设备以及在不同实验设施之间转运特殊离子奠定了基础。

Sara Alfaro, Dipesh Bhanushali, Sankarshan Choudapurkar 等

arXiv quant-ph

Quantum Spectral Estimation with Multiple Initial States: Improved Error and Cost Scaling

说明利用多个初始态的量子谱估计:改进误差与成本标度

简介本文研究如何借助多个初始态与广义Hadamard测试估计量子谱及本征态性质,是对QFAMES框架的改进。新方法为每对初始态独立采样演化时间。文中在所述假设下指出,在统计误差决定采样成本时,固定精度估计本征值与可观测量所需的总哈密顿量模拟成本与初始态数量无关(忽略对数因子),并保留了本征值估计的海森堡极限标度。

Lingwei Zhang, Zhiyan Ding

arXiv cond-mat.quant-gas · cond-mat.supr-con · nucl-th

Universal enhancement of the pairing gap in a dilute Fermi superfluid

说明稀薄费米超流体中配对能隙的普遍增强

简介本文研究零温下具有吸引接触相互作用的稀薄费米气体,它会形成带有能隙费米激发的超流体。作者指出,弱耦合时的能隙可以写成相互作用强度与渐近能隙的幂级数展开形式。低能虚准粒子产生与能隙成线性关系的修正,其主导系数比其他已知系数大近25倍,从而显著增大中等密度下的能隙,表明系统性修正对定量预测很关键。

Silas R. Beane, Roland C. Farrell, Cameron P. Shotwell

★★★★☆ 值得关注
arXiv hep-th · math-ph · math.CO

Degeneracy graph determinants and higher-dimensional Young diagrams

说明退化图行列式与高维杨图:为交换半单代数的单项式基给出因子化行列式公式的证明

简介本文针对Kemp和Ramgoolam提出的一组单项式基,证明了其行列式的因子化公式(为特征值差的幂之积),此前该公式仅作为猜想提出。证明借助图的牛顿多项式类比,并通过归纳层数完成。文中还指出,行列式中的指数对应于与图节点相关的高维杨图的重叠体积,并给出了由投影算子到单项式基的显式递归求逆。

看点证明了Kemp与Ramgoolam关于退化图行列式的因式分解猜想,并给出任意生成元数的一般证明,属于有突出贡献的理论结果,但影响面限于理论物理与代数组合的小众方向。

Sanjaye Ramgoolam, Micha{\l} Studzi\'nski