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physics.optics · physics.atom-ph · quant-ph
说明用于窄线宽激光器的预测式电子反馈控制
简介窄线宽激光器是量子相干控制、量子精密测量和量子信息等领域的关键光源。论文针对Pound-Drever-Hall(PDH)稳频方法中反馈回路时间延迟导致相位噪声增大(即伺服凸起)的问题,提出基于Smith预测器的方法,完全在PDH反馈回路的电子部分解决时延问题。作者表明,只需在回路中增加一个现场可编程门阵列(FPGA)控制器,即可抑制相位噪声并减小伺服凸起。
Jiatian Liu, Xuan Qi, Xiayang Fan 等
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hep-th · quant-ph
说明复合量子系统的Krylov复杂度与熵:子系统动力学差异的度量
简介该论文研究量子系统自由度增加时Krylov复杂度的变化。对于对易子系统的张量积,主要的超额复杂度由子系统Lanczos系数的加权方差决定,该方差可衡量动力学异质性并刻画同步演化。论文还指出Krylov熵能区分子系统组合带来的信息与动力学失配带来的信息,两者的主要失配贡献同样由该方差控制。
Jeff Murugan, Victor Van Aswegen, Hendrik J R Van Zyl
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quant-ph
说明量子比特还不够:变分量子模态分析中的降阶与测量限制
简介本文针对有限元结构动力学,提出了变分量子本征求解器的评估框架。通过Cholesky变换把广义特征问题转化为质量正交的对称哈密顿量,并给出高阶模态去flation惩罚条件的充要阈值及近似投影误差的Davis-Kahan界。数值实验区分了映射正确性、线路表达能力、预处理、Pauli项增长、有限次测量不确定性和损伤定位等因素,结论不声称任何加速。
Bikalpa Gautam, Akil Raj Subedi
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physics.app-ph · cond-mat.stat-mech · quant-ph
说明轨道相干记忆对电输运的影响及其与麦克斯韦方程的自洽响应
简介论文研究电子内部的轨道相干性如何通过反馈作用于电流,从而改变电输运。作者基于一个奇偶性相反的双轨道哈密顿量,在明确假设的矩闭合与碰撞近似下,得到一个带指数衰减振荡记忆的无源三态响应模型。该模型还给出与麦克斯韦方程耦合的空间扩展,并提出复电导与透射检验方案;作者同时指出,仅凭电导不能确定其为量子机制,仍需材料相关的计算与闭合误差评估。
Pengfei Zhu
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quant-ph · cs.ET
说明投影测量空间中的有限系统
简介本文研究二能级系统的动力学,方法是把准分布Q函数投影到集体测量空间上。文中构造了准分布函数之间star乘积的近似类似形式,并改写刘维尔方程以求近似态演化,再用Hellinger距离与精确演化比较。结果显示,对置换不变的纯态与哈密顿量,方法表现良好;对任意纯态和非不变哈密顿量则出现偏差。
Miguel Flores R., Carlos A. Mu\~noz
★★★★☆ 值得关注
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quant-ph
说明用AI智能体自动优化量子电路:每个结果都经过精确验证
简介论文提出一种用AI智能体解决量子算法编译优化问题的通用方法,每个结果都经过冻结的精确验证器认证。研究将该方法应用于费米子到量子比特编码、哈密顿量布局和幺正合成三个量子模拟编译问题。在最大规模测试中,智能体改进了已发表或标准的构造,所优化的成本最多降低73%。
看点将自主研究循环与冻结的精确验证器结合,用于量子模拟编译问题,并在三类问题上显著改进已有构造,最高降低73%成本。
Marcos Crichigno, Steve Flammia
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quant-ph · cond-mat.stat-mech
说明量子Fokker-Planck求解器作为可训练的生成模型:用量子算法求解随机微分方程对应的概率分布并用于生成样本的论文
简介该论文提出一类基于随机微分方程量子求解器的生成模型,通过参数化朗之万过程的势函数来构建模型,并将对应的Fokker-Planck方程求解。模型利用量子奇异值变换实现,可通过计算基测量进行采样。作者称在与Fokker-Planck方程族匹配的经验分布上训练时能够恢复多元分布的参数,且训练在规模增大时仍然可行。
Tariq Mahassen, Marcin Jastrzebski, Oleksandr Kyriienko
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quant-ph
说明两个光谱不同的固态发射体的高保真纠缠
简介该论文提出一种方法,利用现成的纠缠光子对,使频率与线宽不同的固态量子发射体(如量子点)之间产生纠缠,无需制造光学特性完全相同的发射体。传统方法在发射谱线间距增大或线宽不一致时纠缠度迅速下降。作者在使用窄带光子输入的条件下,对典型量子点实现了 C = 0.95 的并发度。
Daniel R. E. Hodgson, Pieter Kok
★★★★☆ 值得关注
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quant-ph · physics.optics
说明单秩损耗使被动全阶例外点的谱响应强度最大化
简介本文研究有限维非厄米系统,其中所有模式在同一个例外点汇聚。作者对秩一反厄米项精确计算了谱响应强度,并在被动系统中、固定例外点衰减率下给出了尖锐上界。结果表明,只有衰减算符为秩一(即只有一个独立耗散方向)时才能达到该上界,因此秩一损耗是增强全阶例外点响应的最优结构。
看点给出被动全阶例外点谱响应的尖锐上界,证明秩一损耗最优,并改进二阶以上已有估计,理论贡献突出。
Jan Wiersig
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quant-ph · cs.AI · cs.LG
说明纠缠诱导的特征映射设计能否改进投影量子核?
简介投影量子核(PQK)借助量子希尔伯特空间的指数维度处理机器学习任务,但以往研究常依赖对RBF核参数和支持向量机正则化参数的大量经典调参。本文通过比较未调参与调参后的PQK和RBF基线,考察其固有归纳偏置,并提出利用两比特纠缠捕捉物联网数据多变量相关性的新量子特征映射。结果显示,充分调参可使模型表现具有竞争力,而所提出的纠缠拓扑结构表现出明显更强的固有归纳偏置。
Ravi Kumar Jha, Hsuan-Yin Lin, and Eirik Rosnes
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quant-ph
说明复位增强的耗散量子计量
简介本文研究在开放量子系统中加入简单的复位通道(reset channel)能否提高量子计量精度,而无需改变系统哈密顿量或施加连续相干驱动。作者推导了统一的量子费希尔信息(QFI)复位速率响应恒等式,分别讨论稳态与瞬态估计,并指出静态参数估计与经过时间估计在短时间内的不同表现。
Silan Li, Qingjun Tong, Ruicheng Bao
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quant-ph · cond-mat.mes-hall
说明基于贝尔型纠缠与可分态充电器态的无涨落量子电池充电
简介该论文研究三量子比特级联碰撞模型,其中两个量子比特作为充电器,第三个作为电池,并对充电器进行自适应测量。作者推导了储能递推关系,发现某些贝尔型纠缠态及其对应的可分态使储能涨落消失,而其他态则会出现涨落。研究为设计在量子随机性下实现均匀充电的量子电池提供了思路。
Longyan Gong, Jing Zhang, Yongtao Li
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quant-ph
说明局域退相干如何维持自旋-1/2 系综中的连续时间晶体
简介本文研究全连接铁磁自旋-1/2 系综在局域衰减下的时间晶体行为。作者指出,局域纯退相干会抑制单自旋相干性,却能维持连续的时间晶体有序。在均场理论下,论文证明退相干是周期运动的必要条件。同时,Liouvillian 谱与时间关联等分析显示,这种时间有序可参与亚稳动力学。
Zhen-huan Yang, Dan-Bo Zhang
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quant-ph · physics.optics
说明用光电子干涉测量法验证阿秒光场的纠缠
简介本文研究高次谐波产生中出现的纠缠量子光态如何表征,尤其是极紫外光的纠缠如何被验证。作者提出可在实验中实现的可分性检验方法,将阿秒光电子干涉与光学关联函数测量联系起来。该方法可给出红外-极紫外纠缠的负部分转置见证,并能在无需额外光学测量的情况下给出多体纠缠的充分见证。
Philipp Stammer
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cond-mat.quant-gas · physics.atom-ph · quant-ph
说明量子气体中超漏(superleak)的实现
简介该研究利用光学超晶格在超冷量子气体中实现了一种超漏,它能选择性地输运超流成分而抑制正常流动。超流成分表现为相干的约瑟夫森输运,正常成分响应缓慢,流速对比度达到500(49)。研究还展示了对正常成分的重复过滤以及超流的动力学提纯,并维持了最多100个周期的相干驱动振荡。
Wan-Ling Yang, Shao-Bo Liu, Xiang Luo 等
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quant-ph · hep-th
说明量子约束哈密顿下降法:面向等式约束优化的连续时间量子框架
简介论文提出量子约束哈密顿下降法(QCHD),用于在光滑等式约束下求解优化问题。该方法借鉴狄拉克的约束力学形式,构造包含约束流形上拉普拉斯-贝尔特拉米算子的内禀量子哈密顿量,使演化在不使用惩罚项的情况下精确保持约束。作者还分析了其与带强惩罚项的量子哈密顿下降法之间的关系,并在圆形、椭圆形及两个约束的数值实验中给出比较结果。
Yoshihiko Abe, Ryo Nagai
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cond-mat.mtrl-sci · cond-mat.other · cond-mat.quant-gas
说明声音在液体热输运中常被忽视的作用
简介本文回顾了一百年前提出的布里奇曼公式,该公式认为液体的热导率与声速成正比,暗示声子是液体中的热载流子。文章指出,这一经验上成功的关系长期被低估,其概念意义也被忽略,在知名凝聚态物理教科书中也未被提及。作者还讨论了它与流体力学欧拉方程、抛物型热传导方程相关的基本悖论,以及它在量子与经典过渡中的命运。
Kamran Behnia
★★★★☆ 值得关注
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quant-ph
说明魔术态蒸馏的极限
简介魔术态工厂是容错量子计算的主要成本之一,但此前只知道受限协议所需的噪声输入数量。本文证明,对于容忍输入错误而言,任何稳定子协议(无论自适应、后选择或多级)都不优于投影到某一个稳定子码上。文中还通过对所有码的搜索表明,二次蒸馏一个T态恰需九个输入,而八输入的CCZ工厂是最优的。
看点证明任意稳定子蒸馏协议都不优于单一稳定子码投影,并穷举证明二次蒸馏需九个输入、CCZ工厂最优,新颖且证据扎实。
Lloren\c{c} Balada Gaggioli, Jakub Mare\v{c}ek
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quant-ph
说明考虑算符范数的哈密顿量模拟乘积公式
简介本文提出一阶和二阶乘积公式,用于近似量子系统的时间演化算符,并利用哈密顿量各分量之间的算符范数层级。与标准Lie-Trotter-Suzuki分解相比,这些公式可将主导误差项压低一个小于1的因子alpha,其中alpha表示哈密顿量主导部分与次要部分的范数比。作者以二维自旋-1/2 XY模型和双因子分解框架下的孤立分子进行了数值实验,展示了该方法的优势。
Carlos A. Pi\~neiro Moreno, Pascal Krause, Annika Bande
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quant-ph · cond-mat.mes-hall
说明伪厄米量子游走中的无标度局域化:一个非厄米缺陷如何引发与系统尺寸成正比的局域态
简介该论文研究一维量子游走中单个非厄米缺陷引发的无标度局域化现象,即某些本征态的局域长度随系统尺寸线性增长。作者指出,非厄米性会先驱动系统发生伪厄米相变,伴随伪厄米对称性破缺出现无标度局域化;非厄米性继续增强后,系统出现第二次相变,形成两对束缚态。作者利用局域化性质确定了两次相变的临界点,并将该现象推广到二维量子游走中。
Haiting Zhang, Lei Xiao, Cui-Xian Guo 等
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quant-ph
说明稳定子码对噪声的再分配:串联三比特码的组织性视角
简介本文提出一个用于串联量子纠错的组织性框架:稳定子码的校验投影会以由码结构决定的方式重塑噪声信道。以比特翻转码和相位翻转码为例,并将其应用于振幅阻尼噪声,文中给出了临界阻尼参数 γc≈0.30 及初始信道保真度与阻尼参数之间的关系 f=1−1.72755γ²。作者还在理想恢复假设下,将该串联方案的整体门精度与五比特码进行了比较。
Long Huang
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physics.hist-ph · quant-ph
说明量子基础研究的个人历史:一篇口述史访谈
简介这是一篇关于物理学家Yakir Aharonov个人与学术经历的口述史访谈,时间跨度从1950年代到2000年代。访谈涵盖他在多所大学的任职经历,以及他在EPR佯谬、弱值、保护性测量等量子基础问题上的主要工作与合作。访谈中还提及他与多位物理学家的会面与讨论。
Yakir Aharonov, Guy Hetzroni
★★★★★ 值得关注
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math-ph · math.MP · math.SP
说明一维带梯度修正的锐利 Lieb–Thirring 不等式及其在密度泛函理论中的应用
简介本文证明了一维情形下带半经典常数和梯度修正的锐利 Lieb–Thirring 不等式,并刻画了使不等式取等的最优密度分布,这些分布构成一个二维流形,称为 Poincaré 密度流形。作者利用这一结果分析密度泛函理论中的 Thomas–Fermi–von Weizsäcker(TFW)动能近似,给出了与密度到该流形的距离及粒子数相关的显式误差界。结论显示 TFW 近似在该流形上是精确的,并且在高密度极限下 Kohn–Sham 势收敛到逆 Thomas–Fermi 势,速率为 N 的负二次方,该速率被证明是最优的。
看点证明了带梯度修正的一维Lieb-Thirring不等式的最优常数并刻画优化器,结果在Thomas-Fermi-von Weizsäcker近似中有显式误差界,理论上较为新颖且完整。
Thiago Carvalho Corso, Louis Garrigue
★★★★☆ 值得关注
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physics.optics · physics.app-ph · quant-ph
说明全光子毫米波与太赫兹信号核心:可在室温与低温下工作的单片铌酸锂之外的钽酸锂芯片
简介该论文提出一种单片钽酸锂光子芯片,称为“信号核心”,可在100 GHz至2.5 THz之间生成、调制、路由和探测连续波信号。芯片上集成了高频功能模块,仅通过光纤实现光学接口,并借助微共面带线互连成端到端信号链。作者报告了单光子电光耦合速率及不同方向的光子通量转换效率,并表明该器件可在4 K的稀释制冷机中通过同样的光纤链路工作。
看点提出单片铌酸钽类光子芯片实现100GHz至2.5THz全光信号链,集成生成、调制、路由与探测,并在4K低温下以纯光纤接口工作,新颖性突出,实验数据具体但规模与对比有限。
Jiawen Liu, Chengli Wang, Aleksei Gaier 等
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hep-ph · hep-th · quant-ph
说明微波腔中轴子响应探测灵敏度的原位增强方案
简介该论文针对强磁场中的微波腔轴子暗物质探测,指出传统方案因轴子-光子能量转换的二阶效应而信号极弱。作者提出预先激发目标腔模以原位产生一阶功率响应信号,使信号幅度与轴子-光子耦合参数呈线性关系。数值模拟显示,该预激发种子场可抑制热噪声,使探测灵敏度接近量子噪声极限,理论上有望超过KSVZ和DFSZ模型的预期灵敏度。
Li Gao, Suirong He, Hao Zheng 等
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quant-ph
说明非厄米哈密顿量的例外点结构与手性态转移:基于速率算符工程的PT对称玻色-哈伯德二聚体
简介该论文利用速率算符量子跳跃方法,修改了受环境非局域退相位影响的三粒子玻色-哈伯德二聚体的非厄米动力学,构造出具有两参数虚对角部分的PT对称哈密顿量。研究刻画了不同在位相互作用强度下谱的对称结构,发现了二阶例外线和四阶例外点。作者还通过缓慢变化参数回路展示了手性态转移,并在不穿越或环绕例外点的情况下观察到方向依赖的本征态转移。
Jaakko Luomala, Federico Settimo, Kimmo Luoma 等
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quant-ph
说明通过端口隐形传态实现酉运算并行化的简明证明
简介本文讨论端口隐形传态(PBT),这是一种无需对传送态做修正的量子隐形传态变体,依靠Alice的测量和Bob的N个端口选择来恢复态,保真度误差随N衰减。作者给出了一个深度为polylog(N,d)的基本高效PBT量子线路,无需表示论工具。作为推论,论文给出一个简单证明:任意n比特酉变换都可以并行化到poly(n)深度,从而重新得到Nehoran、Slote、Yuen与OpenAI的近期结果。
Anurag Anshu, Quynh T. Nguyen
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quant-ph
说明用于格点手术编译的按需求分配布线空间
简介本文提出一种软硬件协同设计的动态架构与编译器,依据电路需求分配格点手术所需的布线空间。架构保持虚拟量子比特布局不变,同时允许物理间距在执行阶段之间变化。在应用基准测试中,该方法使时空体积几何平均降低55.6%,编译速度约为所评估的DasCot配置的75.5倍。
Hanyu Wang, Wan-Hsuan Lin, Zihan Chen 等
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quant-ph · cond-mat.quant-gas · cond-mat.stat-mech
说明中心自旋架构中基于时间反演的量子计量:从SATIN到蝴蝶回波
简介本文研究在中心自旋模型中利用时间反演实现量子增强计量的方法,由一个辅助自旋通过星形结构与N个浴自旋相互作用。作者表明SATIN(时间反演相互作用信号放大)回波可在该体系中实现,并以集体〈J_y〉读出达到比海森堡极限低约4.34 dB的费舍尔信息。此外,文中提出通过随机集体浴旋转实现蝴蝶回波协议,使传感对未知编码轴也能达到海森堡标度,且中心自旋大小可缩短最优协议时间。
Aditya Kumar, Sayan Choudhury
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quant-ph
说明超导transmon量子比特高保真、鲁棒受控-Z门(二):系统参数不确定性与总误差
简介本文是系列研究的第二部分,延续前文的最优控制框架,将耦合强度、非谐性和零磁通量子比特频率的不确定性纳入考虑,以设计对噪声和参数偏差具有鲁棒性的高保真CZ门。研究指出,耦合误差可通过强失谐调制引起的动力学解耦抑制;失谐误差在对称失谐工作点附近最小。文中还在硬件逐步改进的六个阶段下,优化了同时存在固有误差、退相干和参数不确定性时的门性能。
Chia-Hsien Huang, Hsi-Sheng Goan
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quant-ph
说明在消失的Bargmann不变量条件下量子比特态的相干性与虚性
简介该论文研究了高阶Bargmann不变量为零时的单量子比特态组,分析其集合相干性与集合虚性两种量子资源。结果表明,两者都与该态组是否包含一对正交态相关。在排除最大混合态的前提下,此类组满足无虚性当且仅当包含一对正交态。
Hao-Fan Wang, Lin Chen
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quant-ph · cs.SY · eess.SY
说明量子有限能级系统的结构:无退相干子系统、量子无损变量与规避反作用测量
简介本文在海森堡绘景下,用双线性量子随机微分方程描述系统可观测量的演化,对量子有限能级系统进行结构分析。文章刻画了保持对易和反对易关系的实坐标变换,构造了无退相干子系统,并给出量子无损变量存在的条件以及规避反作用测量的一个充分条件。文中以带集体退相位的四量子比特最近邻海森堡链作为例子加以说明。
Jia Gu, Guofeng Zhang, Ian R. Petersen
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quant-ph
说明基于基态冷却运动模式相干激发的选择性微运动补偿
简介离子阱实验中,杂散直流电场引起的过量微运动会限制操控保真度。本文提出一种补偿方法:利用辅助射频驱动,把离子位移转化为基态冷却运动模式的相干激发,再通过量子比特进行探测。研究测得最优补偿电场的统计不确定度(1σ)为 8 mV/m,并指出该方法可与使用Fock态、压缩态和薛定谔猫态等非经典运动态的量子增强传感协议兼容。
Tetsu Kinase, Ippei Nakamura, Atsushi Noguchi
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cond-mat.stat-mech · quant-ph
说明不变子空间的分层约简:从希尔伯特空间碎片化到多体疤痕
简介本文研究连接希尔伯特空间碎片化、部分可解性与量子多体疤痕的一类不变子空间层级结构。以自旋-1 XXC 链为例,论文展示了逐步的局部形变如何通过隐含嵌入的自旋-1/2 不变空间,把广泛的不可约串碎片化结构约简为单一疤痕塔,并连接 XXC、微扰 XXC 与自旋-1 XY 疤痕模型。论文还给出了孤立非对称疤痕塔的刚性约束,并指出约简层级可通过嵌入子空间内的幺正变换传递,从而在 Néel 参考态上构造精确的疤痕塔。
Chihiro Matsui
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cond-mat.supr-con · quant-ph
说明超导态中的聚类性质与纠缠
简介本文给出超导态满足聚类性质的条件。利用这些条件,作者证明推导超导序参量时所用的聚类性质成立,并给出超导序参量的表达式,回应了Leggett等人提出的关于超导态粒子数涨落的长期疑问。文章还通过BCS基态最大双粒子态考察两粒子间的纠缠,发现偏离聚类条件越大,纠缠程度越大。
Katsuhiko Higuchi, Masahiko Higuchi
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quant-ph · cond-mat.stat-mech
说明用有限速率量子奥托循环探测准周期谱的可达性
简介本文提出用有限速率量子奥托循环作为热力学探针,研究准周期系统在驱动过程中哪些能谱区域会变得动力学可达且热力学相关。以广义Aubry-André-Harper链为对象,结果显示功的涨落并不由静态的准周期相态单独决定,而是反映同时具有动力学耦合、热占据和能量重要性的跃迁路径。
Shujie Cheng, Lucas C. C\'eleri, Norton G. de Almeida 等
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cond-mat.mes-hall · quant-ph
说明有限宽度磁交替量子环:角动量通道杂化与阿哈罗诺夫-玻姆效应
简介该论文研究二维有限宽度量子环,环中加入二次d波磁交替项、Tan-Inkson约束、垂直磁场以及可独立调节的阿哈罗诺夫-玻姆(AB)磁通。磁交替相互作用使角动量通道m与m±2发生混合,并保持宇称不变;圆对称使晶体取向在谱上无关,两个自旋块完全等谱。文中还给出高占据环费米能级附近的多通道混合结果,并对热响应和持续电流进行了数值计算。
Edilberto O. Silva
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quant-ph
说明单层QAOA中问题结构的作用
简介本文讨论问题结构如何影响量子近似优化算法(QAOA)的表现。作者用计算基的最粗划分及其上的联合概率分布来刻画这种结构,并建立平均与最大概率之间的非分离界。文中还推导了参数平均概率的精确表达式,并用横场与Grover混合器的例子加以说明。
Guilherme Adamatti Bridi, Franklin de Lima Marquezino, and Andris Ambainis
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quant-ph
说明光子定域:局域测量、定域态与因果性
简介本文综述相对论粒子“定域”的含义,主张通过局域测量来理解定域性,从而将其与相对论因果性和时空中可测结果联系起来。文章指出,单光子无法严格定域,而相干态可以,并讨论了如何构造严格定域的态,以及它们在量子场论中作为可传播信息载体的意义。文中还给出了以量子光学为重点的定域光子态示例,包括近似单光子态和纠缠贝尔态。
Jan Gulla, Johannes Skaar
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quant-ph
说明分布式双光梳光谱术:利用纠缠光梳实现宽带量子增强传感
简介该论文提出一种分布式双光梳光谱方案,利用空间和频谱两个维度的纠缠来提升宽带光谱测量的信息提取能力。系统由多个马赫-曾德尔干涉仪组成,分别检测空间上分开的样品;一束双模压缩光梳经无源分束器阵列分配为多束纠缠光梳。与需要多个独立量子光源的方案相比,该方法仅用单一量子资源即可在网络中获得信噪比提升。
Haowei Shi, Kartikeya Arora, Zheshen Zhang 等
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quant-ph · cond-mat.stat-mech
说明物理双浴量子复位动力学中的记忆与输运竞争
简介该论文研究量子系统中相干性保持与环境更新两种控制方式之间的竞争。作者构造了一种双库协议,使用独立、守恒粒子数的热衰减器,保证完全正性和费米子可容许性,并指出物理衰减会同时改变浴的占据数和交叉关联。在二次动力学下,问题化为精确的矩阵不动点方程,且无需弱耦合或马尔可夫近似。
Jishad Kumar, Achilleas Lazarides, Tapio Ala-Nissila
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quant-ph · cond-mat.mtrl-sci
说明金刚石中经delta掺杂的锗-空位色心(GeV⁻)及可分辨同位素的光谱
简介该论文报道了通过微波等离子体化学气相沉积中定时通入GeH₄,将锗-空位色心(GeV⁻)局域在小于10纳米的薄层内。该层中Ge含量为17 ppm,GeV⁻所处环境无应变。经电子辐照和退火后,面密度达0.12 GeV⁻/μm²,光谱可分辨同位素团簇,最佳团簇的非均匀分布为2.14 GHz,平均线宽为47±11 MHz。文中还估算空位到GeV⁻的产率不低于90%,并给出自旋T₂*的下限为730 ns。
Ian N. Hammock (1), Kinfung Ngan (2), Antoni W. Wellisz (1) 等
★★★★★ 值得关注
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cond-mat.str-el · cond-mat.dis-nn · cond-mat.supr-con
说明条纹态与超导在空穴掺杂哈伯德模型中的极端竞争
简介本文针对二维哈伯德模型是否在铜氧化物高温超导体的相关参数与掺杂范围内稳定均匀d波超导态这一问题,使用神经张量网络与神经回流态模拟,在最多1024个格点上进行变分计算。结果显示,在纯哈伯德模型及包含次近邻跃迁的1/8掺杂情形下,均匀d波态、超导条纹态与非超导条纹态能量接近简并,差距在毫t量级。作者认为该模型在相关参数下并非只有单一主导序,而是条纹与超导之间存在极端竞争。
看点借助神经张量网络与神经回流态在至1024格点上达到前所未有的变分精度,揭示条纹与超导近简并,重新平衡了对哈伯德模型的认识。
Ao Chen, Johnnie Gray, Si-Jing Du 等
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quant-ph
说明基于泡利计算中自适应性与纠缠的范式刻画
简介本文研究基于泡利的量子计算(PBC),这是一种基于测量的量子计算模型,可从通用 Clifford+T 电路的输出分布中采样。作者给出一种范式(NF),完整刻画其自适应与纠缠结构,并将 PBC 与单向量子计算统一为对偶的“时间反转”形式。文中还利用该范式推进分布式计算策略,并指出在随机量子电路上可将 CNOT 门数量平均减少 50%、量子存储平均减少 40%。
Filipa C. R. Peres, Selman Ipek, Daniel Lovsted 等
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quant-ph
说明处理导致BP-OSD失效的低权重错误
简介本文研究了双变量自行车(Bivariate Bicycle)量子纠错码中,导致置信传播与有序统计解码(BP-OSD)失败的低权重错误结构。作者发现,在码容量下,即使错误权重远小于d/2,BP-OSD仍会失败,原因是解码图的全局对称性阻碍了并行BP的收敛。论文还指出了稀有事件区域分析中的新问题,并通过修改BP更新规则和解码器实现来缓解这些失效机制,从而显著降低逻辑错误率。
Giacomo Fregona, Matthias C. L\"obl, Benjamin J. Brown 等
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cond-mat.dis-nn · cond-mat.stat-mech · quant-ph
说明基于局域化-去局域化转变的非绝热优化方法
简介该论文提出一种量子优化思路:利用多体局域化转变附近的Landau-Zener交叉密度,加速连续反向量子退火。作者用有效Fokker-Planck方程解释算法成功概率的变化,并给出Trotter化的数字化电路(称为FRIO)。数值结果显示,在SK自旋玻璃模型上,FRIO在适当选取参数时几乎总是优于预先优化参数的QAOA。
Ryan Smith, Sabrina Yue Wang, Filippo Maria Gambetta 等
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quant-ph
说明纯态对总能量受限量子信道区分最优
简介本文研究在玻色模式上区分两个量子信道的问题,探针态的平均光子数固定且不使用辅助系统。作者证明,对任意混合探针态,都存在平均光子数相同的纯态探针,其表现至少同样好。该结论适用于任意信道,以及基于 Chernoff 量(包括量子 Chernoff 指数)和单次误差概率的各类指标。
Christos N. Gagatsos
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quant-ph
说明横向综合征提取:一种可测量任意稳定子码错误综合征的统一构造
简介本文针对基于稳定子码的量子纠错,提出一种容错综合征提取方法。作者设计了用于通用横向电路的辅助稳定子态,由此构造出一族在任意稳定子码上介于 Shor 综合征提取与 Steane 综合征提取之间的容错提取电路。该方法可在电路深度与宽度之间进行可配置的权衡。
Miles D. Gorman
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hep-ph · quant-ph
说明格点Gross-Neveu模型中保持对称性且可扩展的变分线路
简介本文研究(1+1)维格点Gross-Neveu模型的变分制备方法,用于求基态及分扇区的低能激发态。作者构建了保持总费米子数或每种味数守恒的固定线路,并提出一种面向该问题的可扩展线路自适应变分量子本征求解器(SC-ADAPT-VQE)。在多达30个量子比特的经典模拟中,部分有质量体系的相对能量误差约为1×10^-5至2×10^-4;对一种味的情形,矩阵乘积态计算将线路扩展到60至400个量子比特,并与DMRG参考值比较。
Vivan Bhatt, Zhongtian Dong, Kyoungchul Kong 等
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cond-mat.str-el · cond-mat.quant-gas · cond-mat.stat-mech
说明离散时间液体:一种具有有限时间相干性的时空有序态,由时间孤子构成
简介论文研究一个与有限温度腔耦合的二维自旋体系,腔的涨落提供带噪声且只有有限时间相干性的近似周期驱动。结果显示,自旋在较宽参数范围内形成具有周期倍增动力学的亚稳态,但单条轨迹会随机在两种对称的时间构型之间切换。作者将这些切换称为时间孤子,并提出一个最小模型来描述该状态。
Zuo Wang, Paul M. Schindler, Marin Bukov 等
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quant-ph · cond-mat.dis-nn
说明通过信息混合与层级网络架构实现可扩展的神经波函数
简介该论文研究用神经网络表示量子多体系统的基态波函数。作者将轻量级的多层感知机混合器(MLP mixer)用作波函数拟设,以期兼顾捕捉长程关联与较低计算成本。在二维量子多体系统的不同物相上进行基准测试,结果显示其表现与循环神经网络和Transformer模型相当,并且与Transformer的层级组合在大规模量子系统上优于其他架构。
Faith Oyedemi, Stefanie Czischek
★★★★☆ 值得关注
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hep-ph · gr-qc · hep-ex
说明量子暗物质轴子的连续测量:用量子力学方法描述对轴子暗物质的连续测量,主要针对腔体光子探测器(haloscope)。
简介本文用完全量子力学的方式描述对波状暗物质(以轴子为例)的连续测量,重点是腔体光子探测器(haloscope)。作者把轴子视为量子场,研究其量子态如何体现在输出传输线模式可观测量的高阶矩上,并提出一种测量记录形式体系来计算所有测量结果的联合概率分布。据此,文章首次给出轴子诱导的精确光子数分布,表明它并非泊松分布;并认为维里化的轴子暗物质预计处于高斯量子态,数或正交分量测量可将其与相干态或玻色-爱因斯坦凝聚的预测区分开。最后,文章指出费米子数态或压缩态等本质量子效应太弱,难以探测。
看点将输入输出形式主义扩展到量子轴子场,并首次给出精确的轴子诱导光子数分布(非泊松),理论突破明显。
Yunjia Bao, Dhong Yeon Cheong, Nicholas L. Rodd 等
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physics.optics · cond-mat.other · hep-th
说明声子辅助的自由电子反冲控制与机械传感:利用膜片振动调控电子与光的相互作用,并借此探测局部力
简介该论文从理论上提出,光力学膜片的横向振动可将腔内光散射到高动量的倏逝边带,从而与真空中运动的电子实现相位匹配的相互作用。振动幅度既影响电子与光的作用强度,也改变各反冲阶的电子分布,外力扰动会被编码到电子反冲谱中。论文称在所设定条件下,电子读出局部随机力的信噪比可高于同等探测速率下的高斯光学零差基准。
Sunjun Hwang, Lee Wei Wesley Wong, Liang Jie Wong 等
★★★★☆ 值得关注
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quant-ph
说明纯退相干摧毁的是双光子振幅,而非非线性相位
简介论文研究单能级发射体与波导手性耦合时,双光子脉冲获得的条件相位(被认为是量子光子神经网络的关键组件)在固态发射体纯退相干下是否仍然保持。作者推导出退相干后双光子振幅的闭式解,并用独立的Fock态主方程进行验证。结果显示,条件相位在所考察的各退相干速率下都保持为π,退相干破坏的是携带非线性相位的振幅本身。
看点推导了纯退相干下双光子振幅的闭式解并用独立主方程验证,揭示退相干重加权而非仅缩放非线性相位,新颖性较强。
Matthew Kozma, Stephen Hughes
★★★★★ 值得关注
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quant-ph
说明Yu、Lai 与 Oh 提出的强化量子汉明界
简介本文证明了 Yu、Lai 与 Oh 的一个猜想:他们提出的强化量子汉明界族适用于所有维数 K>1 的量子码,包括非纯码和非可加码。该结果覆盖任意整数局部维数 p≥2 及各类参数,e=0 时可推出一般码的普通量子汉明界。证明采用带量子权重枚举子的线性规划方法。
看点证明了Yu、Lai与Oh的猜想,推广到非纯量子码、任意整数局部维数与距离,并得到一族插值界,理论改进明确。
Valery (Binyamin) Grishin, Aryeh Lev Zabokritskiy (Yohananov)
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quant-ph
说明注入即所需:高码率级联自对偶码中的并行通用逻辑
简介论文提出一种量子架构,在高码率码上实现可寻址、可并行的容错通用逻辑操作。该码由小码距高码率自对偶 CSS 码灵活级联而成,通过容错制备并消耗逻辑稳定子态与全局魔术态来注入逻辑操作。作者还对若干两级级联的码进行了基准测试,并称级联魔术态制备相比表面码中的方法,时空开销至少降低一个数量级。
Joseph Sullivan, David Amaro, Michael A. Perlin
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gr-qc · hep-th · quant-ph
说明宇宙学奇点对量子探测器不可达
简介本文提出一种借助量子探测器来操作性地处理FLRW大爆炸奇点的方案,探测器满足耦合曲率的克莱因-戈登方程。作者对奇点附近的经典FLRW背景应用Madelung-Bohm分解,指出由此诱导的共形几何使曲率不变量有限,并使过去向因果测地线完备。因此经典大爆炸面在有限有效固有时间内对这类量子探测器不可达,而底层FLRW时空仍然是奇异的。
Vishnulal Cheriyodathillathu, Saurya Das, Soumen Basak 等
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quant-ph
说明用随机采样方法检验弱本征态热化假设
简介本文提出一种随机采样方法,用于检验弱本征态热化假设(wETH),特别适用于大型稀疏哈密顿量。作者在一个研究较充分的里德堡原子系统上测试该方法,该系统同时包含二体和三体偶极-偶极相互作用。结果显示,该方法能够研究远超精确对角化极限的体系规模,并发现本征态期望值的涨落随希尔伯特空间维度按 D^{-1/2} 衰减,与 wETH 及先前的数值结果一致。
Nicolaus A. Chlanda, John Keim, Isabel Martinez-Robles 等
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quant-ph · cond-mat.mes-hall · cond-mat.quant-gas
说明有限温度膨胀自由费米气体中关联矩阵本征值的流体动力学描述
简介此前的研究考察了一维费米气体从有限盒子膨胀进入真空时纠缠熵的Page曲线。本文针对非零温度下自由膨胀的费米气体,提出流体动力学描述来获得微观关联矩阵的本征值。对于体系,相空间密度直接给出关联矩阵本征值,并通过Yang-Yang公式得到冯·诺依曼熵;对于环境,需要修正相空间密度以纳入相干性。该描述还给出了瞬态阶段有限体系的Levitov-Lesovik型全计数统计公式。
Atharva Naik, Madhumita Saha, David A. Huse 等
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quant-ph · cond-mat.mes-hall · cond-mat.supr-con
说明超导transmon量子比特高保真、强鲁棒的受控Z门(一):内在误差与退相干
简介本文提出一套最优控制框架,用于设计可直接耦合、频率可调的transmon量子比特之间的受控Z(CZ)门,同时考虑哈密顿量内在误差及能量弛豫、退相位等退相干机制。作者采用平滑的单次磁通脉冲,实现了12纳秒的CZ门,接近11.6纳秒的理论速度极限,内在误差被抑制到2×10^-5量级。研究还依据已发表的实验数据校准了退相位噪声模型,并借助该模型找到了降低退相位噪声敏感性的“甜点”工作点。
Chia-Hsien Huang, Hsi-Sheng Goan
★★★★☆ 值得关注
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cs.CC · quant-ph
说明向量-子空间问题随机通信复杂度的紧界
简介该论文证明,在实数空间R^n中,误差不超过1/3的Vector-in-Subspace问题其随机通信复杂度为Θ(√n)。问题设定为:Alice持有单位向量u,Bob持有n/2维子空间H,双方需要区分u在H中还是在H的正交补中。该下界与Raz的O(√n)上界相匹配,并改进了Klartag和Regev的下界。
看点通过高斯矩界与球谐分析,给出向量在子空间问题随机通信复杂度的紧界,改进已知下界并去除限制;证明完整但属理论范畴。
Chengu Wang
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quant-ph
说明通用多量子比特态的纠缠能带结构
简介这篇论文把马约拉纳(Majorana)对称多量子比特态的几何表示推广到一般多量子比特态。将其中一个量子比特投影后,其余量子比特的状态随方向变化,其纠缠不变量是一个非厄米矩阵的特征值,在球面上形成能带。论文指出,在没有增益或损耗的情况下,剩余量子比特的纠缠族发生变化时会出现例外点;绕行一周会交换两条能带,因此这些能带构成一个黎曼曲面。对于五个量子比特,该结构可在有限种选择内确定纠缠类别。
Chon-Fai Kam
arXiv
quant-ph
说明双粒子干涉:Hanbury Brown–Twiss 与 Hong–Ou–Mandel 实验
简介本文讨论两个依赖双粒子干涉的重要量子光学实验。自首次演示以来,出现了许多有趣且有启发性的变体,包括用原子代替光子作为干涉粒子。本章以教学方式概述其中部分结果,并论证这两种效应密切相关。
Christoph I Westbrook
★★★★★ 值得关注
arXiv
quant-ph
说明两台大型量子处理器之间的米级量子互连
简介本文展示了在两台120比特IBM Nighthawk R1超导量子处理器之间建立四条远距离量子互连(L-耦合器)的实验。每条互连通过80厘米超导铝同轴电缆及两个可调频L比特和两个耦合器实现,电缆垂直安装并通过铟压接连接芯片。实验报告了平均约99.00%的状态传输保真度、远程CZ门平均保真度94.75%,并实现了跨处理器的纠缠态生成。
看点首次在两台120比特超导处理器间以米级连线实现四条高保真远程耦合器并完成分布式纠缠,新颖性与实验验证都较突出,对模块化量子计算影响较大。
Neereja M. Sundaresan, Nicholas Cotaj, Yadav Prasad Kandel 等
★★★★☆ 值得关注
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physics.atom-ph · quant-ph
说明国际原子钟比对:不确定度达到 5×10⁻¹⁸
简介英国与德国的两台单离子光钟通过 2220 公里长的光纤链路远程比对,两者均基于 171Yb⁺ 的电八极跃迁。利用超过 10⁶ 秒的测量数据,测得分数频率差为 1.0(4.8)×10⁻¹⁸,显示两套独立研发的系统结果一致。论文称这是首次国际钟比对分数不确定度低于 5×10⁻¹⁸,并利用两地的大基线检验洛伦兹不变性,改进了 Robertson-Mansouri-Sexl 参数 α 的约束。
看点通过2220公里光纤比对两台Yb+光钟,获得5×10^-18量级不确定度,并将洛伦兹不变性约束改进约五倍,证据扎实。
A. Tofful, M. Filzinger, T. Schmidt 等
★★★★☆ 值得关注
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quant-ph · math-ph · math.MP
说明超越稳定子码的横向对角门有限分类
简介本文证明,在码距至少为二的精确量子比特码上,横向对角门可以在有限搜索空间内被穷举分类。作者证明,由横向对角门诱导的任意投影逻辑作用都可由有限阶物理门实现,且阶数上界仅由码参数决定。将该方法应用于精确((6,2,3))码的非平凡对角扇区,得到66个候选对称类,其中15个可实现。其中阶为5的情形码在局部幺正和比特置换下唯一,且其长度n=6在完整投影横向群不能共轭进投影Clifford群的精确((n,2,≥3))码中达到最小。
看点证明物理阶数有仅由码参数决定的上界,从而可有限穷举对角横向门,并在((6,2,3))码上完成分类,理论推进明显,影响局限于量子纠错子领域。
Xi He, Chao Zhang, Shilin Huang 等
arXiv
quant-ph
说明通过变分方法分析量子优化算法的资源消耗:比较 QAOA 与 FALQON 在最小顶点覆盖问题上的纠缠与相干性演化
简介本文研究两种变分量子算法(QAOA 与 FALQON)在最小顶点覆盖问题上求解时,纠缠与相干性等量子资源的变化。作者基于 Bures 度量和 Uhlmann 定理的变分框架,在不做完整量子态层析的情况下估计 Bures 纠缠与 Bures 相干性。结果显示,QAOA 在初始层纠缠明显上升,随后随收敛而下降;FALQON 的纠缠峰值较低且出现在更大线路深度,二者的资源变化轨迹不同。
Vitor Dallabona, Lucas Friedrich, Jonas Maziero
arXiv
quant-ph
说明Lean-QuantumAlg:让人类能信任的、由AI智能体生成量子算法的框架
简介这篇论文提出了Lean-QuantumAlg,一个基于Lean 4的框架,用于可信地辅助开发量子算法。它通过一个“算法解决问题”的契约,把正确性、成功概率、借用态恢复以及量子和经典资源界限绑定在同一次执行中。作者在九个由AI形式化的量子算法上进行了演示,其中包括从Grover搜索到针对RSA-2048和P-256的量子攻击。
Lei Zhang, Mingrui Jing, Yusheng Zhao 等
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quant-ph · physics.app-ph
说明基于不等约瑟夫森结阵列的超导参量放大器
简介该论文提出一种用不等约瑟夫森结单元阵列(如rf/dc SQUID、SNAIL)实现参量放大器阻抗匹配的方法,这些单元既可作为通量可调电感,也可作为产生增益的有源元件。作者建立了解析理论,并在通量偏置各异的SNAIL阵列器件中进行验证。报告称,在无静态阻抗匹配器的器件中,于约5.4 GHz处实现了200 MHz瞬时带宽和超过17 dB的增益,且在超过1.2 GHz的可调范围内保持带宽稳定。
Boris Chesca, Tom Dixon, Narendra Acharya 等
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cond-mat.mes-hall · cond-mat.other · quant-ph
说明从行波到合成规范场:无需磁场的超导二极管效应新途径
简介超导二极管效应要求正向与反向偏置电流不同,通常需要磁场来打破时间反演对称性。本文提出用时空驱动的化学势打破反演与时间反演对称性,并在螺旋 Shiba 链中用合成规范通量代替有效塞曼场。整流效应对驱动波矢为奇函数,在 θ=nπ 处为零,在 2π/3 处取得解析最优值,并且在交换耦合 J=0 时仍然存在。整流强度与配对破坏能隙成反比,文中给出拓扑相与平庸相中的近似值,驱动即可开关和调节对称性破缺。
Latu Kalita, Koustav Roy, Bilal Tanatar 等