量子计算 · 2026年10月31日(周六)

arXiv 量子物理(quant-ph)。

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Secret-shared teleportation of a two-qudit gate with a deferred recipient

说明延迟选择接收方的双量子比特门秘密共享隐形传态

简介该论文提出一种方法,把对两个量子数字(qudit)作用纠缠门的能力预先秘密分享给多个候选节点。提供方将贝尔对的一半加密拆分为各候选节点的份额;之后释放密钥,只有被选中的节点能与用户数据完成精确的非局域门操作。论文称,任何少于候选节点数的合谋集合均无法获取信息。

Tanay Roy

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

Time-optimal quantum dynamics under fixed-norm generators

说明固定范数生成元下的最短时间量子动力学

简介本文研究由固定酉不变范数的线性生成元支配的量子系统动力学。作者对这类演化推导出一个通用的时间最优生成元,可将给定的一个态转换为另一个态,并由此给出纯态转换的时间最优非厄米哈密顿量。基于该结果,文章进一步推导了由Lindblad方程和非厄米哈密顿量支配的混合态演化的量子速度极限。

看点在固定酉不变范数生成元下推导普适的时间最优生成元与量子速度极限,依托GL(n,C)测地距离,结论适用于任意维度与混合态。

Oskar A. Pro\'sniak, Karol \.Zyczkowski

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Weighted hypergraph states as a resource for quantum metrology

说明加权超图态作为量子计量资源

简介本文研究加权超图态这一类量子态,并依据底层图结构识别出计量性能更强的子类。作者利用量子Fisher信息和一种新的Dicke态基表示进行分析,结果显示这些子类在较宽的边权范围内优于可分离态和标准加权图态基准。文中还给出任意N个比特的解析公式,并以N=4为例详细分析,指出加入高阶超边可在较高局域退相位噪声下保持量子优势。

B. J. Alexander, M. S. Tame

★★★★☆ 值得关注
arXiv math-ph · cond-mat.mes-hall · math.MP

Persistence of Unitary Almost Mathieu Operator Gaps Ten Dry Martinis, Five on the Rim

说明酉almost Mathieu算子谱隙的持久性:十个干马提尼,五个在边缘

简介本文确定了酉almost Mathieu算子在每个无理频率和所有耦合常数(0<λ1,λ2≤1)下,哪些隙标签会对应开放的谱隙。两个耦合常数都严格小于1时,所有允许的隙标签都对应开放谱隙,包括临界情形(λ1=λ2)。至少一个耦合常数等于1时,每个奇数缠绕标签的两个提升都对应开放谱隙,而所有偶数缠绕标签的谱隙都会闭合。证明结合了定量的几乎可约性、Aubry对偶性以及谱隙高度的单调性原理。

看点给出单位几乎Mathieu算子在所有无理频率与耦合常数下开放谱隙标签的精确刻画,改进已有结论;作者报告对临界情形也成立。

Dan S. Borgnia, Matthew Faust, and Long Li

★★★★☆ 值得关注
arXiv q-fin.CP · cs.NA · math.NA

Functional Tensor Trains for High-Order Greeks and Exposure Tails of Multi-Asset Structured Products

说明用于多资产结构化产品高阶希腊字母与敞口尾部的函数张量列车方法

简介本文针对最差表现自动赎回票据,提出用分段多项式函数张量列车(hp-FTT)反向求解定价递推,一次求解即可得到任意现货价格下的各阶希腊字母及未来潜在敞口的分位数,避免蒙特卡洛的抽样噪声。文中在三至五个标的、按月观察的合约上与最强的蒙特卡洛估计器比较,结果显示,一阶希腊字母在1%精度下蒙特卡洛更便宜,三阶希腊字母在该精度下hp-FTT更便宜,而在0.1%精度下hp-FTT对所检验的各类希腊字母都更便宜。

看点用分段多项式张量列车求解后向定价递推,障碍事件精确处理,高阶希腊值一次求解得到;在三至五资产上与蒙特卡洛对比,摘要报告各精度下成本优势。

Javier Lopez-Piqueres, Atithi Acharya, Yue Sun 等

arXiv quant-ph · cond-mat.mes-hall

Topologically Protected Edge States in a Single Flux Qubit

说明单个磁通量子比特中受拓扑保护的边缘态

简介该论文提出在一个由电感分流的超导磁通量子比特构成的简单电路中实现拓扑边缘态。通过将电路低能动力学映射到扩展的Su-Schrieffer-Heeger(SSH)链,并经数值模拟验证。数值结果显示,在手征点附近,边缘态对满足手征对称性的扰动(如电荷噪声)具有拓扑保护,表明此前认为只存在于多量子比特系统中的相关效应也可在单个超导量子比特中出现。

Pablo Perez-Fernandez, Manuel Pino

arXiv cond-mat.str-el · quant-ph

Charge Pumping Leptogenesis from the Symmetric Mass Generation Phase on a Four-Leg Ladder Lattice

说明从四腿梯子晶格上的对称质量生成相进行电荷泵浦与轻子生成的研究

简介本文用密度矩阵重整化群方法模拟四腿梯子晶格上的手征费米子模型(3-4-5-0 模型),研究在一侧边界加入六费米子相互作用后,量子化电荷泵浦的表现。结果显示,边界在弱耦合和强耦合下仍有无隙模式,中等耦合时可进入完全有隙的对称质量生成相,三种边界相中每个磁通量子泵出的电荷相同。文章还类比了标准模型中的拓扑轻子生成情景。

Runze Chi, Meng Zeng, Tao Xiang 等

★★★★★ 值得关注
arXiv quant-ph · cs.DS · math.OC

The Quartic Gap Between Quantum and Dequantized Algorithms for Linear Algebra Is Tight

说明量子与去量子化线性代数算法之间的四次方差距是紧的

简介本文研究通过量子随机存取存储器访问矩阵的量子线性代数算法,以及在采样和查询访问下的经典去量子化算法。论文指出,在固定条件数和精度下,量子算法的查询次数为 O~(ρ),而最好的去量子化算法为 O~(ρ⁴),其中 ρ 为归一化 Frobenius 范数。作者构造了最坏情形下的稠密线性系统,证明该四次方差距在对数因子内是紧的。

看点新意在于证明了量子与去量子化经典算法之间的四次方差距是紧的,并给出构造性下界,覆盖多种线性代数任务。

Shouvanik Chakrabarti, Dylan Herman, Junhyung Lyle Kim 等

arXiv quant-ph

Benchmarking Single-Photon Sources for Measurement-Device-Independent Quantum Key Distribution

说明单光子源用于测量设备无关量子密钥分发的性能基准比较

简介本文比较了基于弱相干脉冲和基于量子点单光子源的测量设备无关量子密钥分发方案。作者采用诱骗态分析对两类光源进行分析,发现即使平均光子数较适中,量子点方案在整个传输距离范围内都优于弱相干脉冲的最佳配置。文章还考察了光子不可分辨性不完美的影响,指出两类光源都对这种偏差较为敏感,会明显影响密钥率和最大传输距离。

Janka Memmen, Yvonne Lasars, Tobias Heindel 等

arXiv quant-ph · cs.LG

Empirical Evaluation of Quantum Kernel Methods for Classification: A Comparative Study with Classical Kernels

说明量子核方法与经典核方法分类性能的对比实证研究

简介本文在统一、受控的实验协议下,比较量子核方法与经典核方法在分类任务上的表现。研究以带宽与经典核参数同等预算调参、每折重新计算核矩阵、以硬件电路评估次数计算成本,并通过324个因子设计单元及四个标准数据集进行检验。结果显示,特征映射带宽调参带来的影响远大于量子与经典之间的差异;调优后的量子核在四个真实数据集上与调优RBF核无统计学差异。

Ronak Bhalgami

arXiv quant-ph

Logical Bell Inequalities for Marginal Wigner Negativity

说明关于边缘维格纳负性的逻辑贝尔不等式

简介本文构造了一类逻辑贝尔不等式,其违反程度由约化量子态的维格纳函数决定。对于奇素数维量子比特,任一非空真子系统的每个相空间点都对应一个不等式,当对应的Gross维格纳值为负时该不等式被违反。由此可以量化约化态对整个复合系统所保证的情境性,并给出完整Weyl测量场景中情境分数的下界。文中还给出一族使该下界取等的乘积态。

Sanchit Srivastava, Selman Ipek, Cihan Okay 等

arXiv quant-ph

Resource efficient Sample Based Quantum Simulation through Fragmentation and Virtual Partitioning of QPU

说明基于片段化与QPU虚拟分区的资源高效采样量子模拟

简介本文提出FMO-QVM-HCI-HSQD框架,将大分子问题拆分为片段,在QPU的虚拟区域上并行运行,并借助半比特电路减少电路深度。研究在ibm_marrakesh和ibm_boston上以水三聚体和carmofur_Mpro复合物(最多52个量子比特)进行测试,结果显示该方法在电路深度、QPU运行时间和采样的行列式子空间比例上均显著优于对比方法,同时能量精度更高或保持在化学精度之内。

R. Pradeep, Anurag Chaudhary, Ashish Kumar Patra 等

arXiv cond-mat.str-el · quant-ph

Solvable coupled cluster states in d=∞ with prescribed momentum distribution

说明在维度趋于无穷时具有指定动量分布的可解耦合簇态

简介该论文建立了耦合簇(coupled cluster)波函数与动力学平均场理论(DMFT)之间的联系。在超立方晶格的无穷维极限下,耦合簇态的静态期望值可以精确求出闭合形式。作者证明,任意动量分布都可由一个精确的唯一基态实现,并指出该耦合簇态族在Mott转变附近的强耦合区失效,揭示了耦合簇双激发理论的基本局限。

Izak Snyman, Serge Florens

arXiv quant-ph · gr-qc

No generalised contextuality from the vacuum

说明真空不会产生广义语境性

简介本文证明,在一定条件下,Spekkens 提出的广义语境性无法从量子场的真空中产生。原本无语境性的量子比特态(qudit)仅通过与量子场相互作用,并不会变成有语境性的态。作者在两种情形中验证了这一结论:一是把时间演化算符按耦合常数幂次展开的微扰方法,二是自由探测器哈密顿量谱中能隙趋于零的极限情形。

Ruben Campos Delgado, Selman Ipek

arXiv quant-ph

GENIE: learned quantum circuits as embedding impurity solvers, and why compactness, not correlation strength, decides when they work

说明GENIE:作为嵌入杂质求解器的学习型量子线路,以及为何是紧致性而非关联强度决定其成败

简介该论文提出 GENIE,一种用于密度矩阵嵌入理论(DMET)的杂质求解器,由生成式 Transformer 学习采样线路,并以量子选择的组态相互作用能量为训练目标。在 N2、氢链、水和氢环体系上,作者在相同行列式数目下与经典选择性组态相互作用方法及基于样本的量子对角化(SQD)进行比较。结果显示 GENIE 不超过最优经典选择方法,其失效主要取决于波函数相对于预算的紧致性;由耦合簇振幅得到的廉价估计可预测这种紧致性。

Awadhoot Vijay Loharkar, Arcesio Casta\~neda Medina

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Locality, Probability and the Relevance of History

说明局域性、概率与历史的相关性:一篇关于量子非局域性与相对论关系的理论论文

简介该论文提出一种把相对论因果约束推广到概率理论的方式:某事件发生的概率,应由其直接因果过去中事件发生的概率函数决定。作者认为,这一约束与贝尔的局域因果判据不同,只有在历史“无关”的额外假设下才蕴含后者。因此,违反贝尔不等式的量子现象未必与相对论、局域性、统计独立性或实在论相冲突,它们显示的是历史具有相关性。

Sebastian Horvat

★★★★☆ 值得关注
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Lifting the mixed to the pure: quantum phases of matter from canonical purification

说明从混合态提升到纯态:借由正则纯化理解物质的量子相

简介该论文研究量子物质的相。纯态的相由有限深度局域幺正变换定义,近期此概念已推广到由局域可逆通道联系的混合态。作者证明,混合态之间的局域可逆通道可提升为其正则纯化之间的局域等距映射,因此两个处于同一相的混合态,其正则纯化也处于同一纯态相。论文还给出了该提升等距映射的显式构造,并以比特翻转噪声下的环面码和费米子数噪声下的陈绝缘体两个例子加以说明。

看点新意在于把混合态相与纯态相联系起来:局域可逆信道可提升为正则纯化间的局域等距,并给出显式构造,在环面码和陈绝缘体上验证。

Xiaoyang Huang, Shengqi Sang, Chong Wang 等

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

Focusing through coupled multimode fibers for miniaturized single-atom tweezer arrays

说明通过耦合多模光纤聚焦,用于小型化单原子光镊阵列

简介该研究利用一个2×1多模光纤熔融耦合器,获得两条共用同一远端端面的独立控制通道。两条通道各自形成接近衍射极限的光镊,并通过两通道间施加的小频率偏移抑制干涉。结果表明,光镊间距对输入耦合的失准不敏感。

Benjamin P. Maddox, Daniel K. Ruttley

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The Role of Electron-Nuclear Coupling on Chemical and Physical Processes

说明电子-核耦合在化学与物理过程中的作用:本文讨论玻恩-奥本海默近似失效时电子与原子核耦合如何影响化学和物理过程。

简介本文回顾了玻恩-奥本海默(BO)及玻恩-奥本海默-黄(BOH)近似在描述电子与原子核运动中的基础地位。文中指出,当涉及激发电子态及电子态之间的耦合时,BO近似往往失效。文章还介绍了绝热势能面与非绝热耦合项的作用,并说明在简并态形成的锥形交叉处,非绝热耦合项会改变分子过程的对称性和可观测结果。

Soumya Mukherjee, Satrajit Adhikari

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Control-Noise Trade-offs in Industrially Integrated ²⁸Si/SiGe Spin-1/2 Qubits

说明工业集成硅自旋量子比特中控制与噪声的权衡

简介本文研究采用英特尔300毫米工艺制造的28Si/SiGe电子自旋1/2量子比特,并与RIKEN参考器件对比。英特尔器件的单量子比特门保真度达到99.99%量级,相干时间更长。文章指出微磁体与量子阱的间距影响磁场梯度,进而影响电荷噪声转换和驱动效率,揭示了集成布局与门性能之间的权衡。

Leon C. Camenzind, Ik Kyeong Jin, Yi-Hsien Wu 等

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Hybrid Quantum Algorithms for Trade Surveillance Analytics

说明用于交易监控分析的混合量子算法:在合成数据上比较量子与经典分类器,检测“拉高出货”操纵行为

简介本文在合成的“拉高出货”操纵检测任务上,比较了四种量子及混合分类器与经典基线模型,共享同一划分的1000个账户数据和两种20个特征表示。结果显示,表现最好的是基于ANOVA特征的经典XGBoost,可疑类F1为61.4%;混合量子神经网络(HQNN)在理想模拟器和ibm_fez处理器上分别达到54.5%-57.9%和55.4%-59.8%的F1,优于八种经典配置中的六种。作者未观察到量子优势。

Bimal Mehta, Daniel musgrove, Devanshu Shekhar 等

arXiv cs.IT · math.IT · quant-ph

Channel dichotomies

说明信道二分法:信道之间的可逆转换与非信号超信道

简介本文研究在非信号超信道下的信道相互转换,渐近转换速率由两信道容量之比给出。主要结果给出了最优目标长度的二阶展开,系数由容量与离散度决定的逆 sesquinormal 分布表示。作者将态二分法理论推广到信道,并指出该刻画不能通过拼接信道编码与模拟协议得到。

Aadil Oufkir, Mario Berta

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Engineered Learning Problems on Noisy Quantum Processors

说明在含噪声量子处理器上构造的学习问题

简介本文用投影量子核方法,在 15、30 和 45 个量子比特上,于一个人工构造的分类问题中测试,结果显示量子方法的表现明显优于经典方法,且结果在不同量子处理器上可复现。作者还表明,误差缓解技术既改善了硬件表现,也增加了经典方法的求解难度,从而扩大了这一差距。

Esteban Payares, Nadia Milazzo, Ghada Ben Slama 等