说明基于Dempster-Shafer理论的量子机器学习不确定性感知方法
简介本文提出一种基于Dempster-Shafer理论的不确定性感知量子分类框架,允许模型为单个标签及标签集合分配权重以表达不确定性。作者设计了一种训练策略,使参数化量子电路能够直接从数据中学习这些分配。该方法可在多项式资源下支持量子Dempster-Shafer融合等后处理操作。
Marie Kempkes, Jakob Spiegelberg, Evert van Nieuwenburg 等
说明2026年量子技术公司全景:对2022年一项公司图谱的更新研究
简介本文更新了2022年对441家量子技术公司的梳理,主要数据集现包含1092家以量子技术为重点成立的公司,其中935家仍在运营。研究利用公开资料和存档的公司网站,考察公司成立、技术领域、地理分布、收购、关闭、估值以及与人工智能、国防和航天的关联。论文指出,计算软件与应用仍是最大领域,供应商及配套企业约占在营公司的三分之一。
Zeki Can Seskir, Orcun Kocak, Arsev Umur Aydinoglu
说明连续变量量子凯恩斯选美竞赛
简介本文在量子博弈论框架下研究凯恩斯选美竞赛模型(p-BC)中的投机定价问题。作者用连续变量量子方法实现了p-BC,通过多模压缩产生的全局变换缓解了p大于1或小于1时理性策略导致的繁荣与萧条现象。文章还表明,经典信道加上全局中介者也能构造类似博弈,并分析了两人、三人及多人平均场情形。
Hiu Ming Lau, Kareem Raslan, Kieran Hymas 等
说明两个独立窄带热态之间的类 Hong-Ou-Mandel 干涉
简介论文提出一种方法,在单光子功率条件下,通过观察两个热态之间的类 Hong-Ou-Mandel(HOM)干涉,测量两个窄带光源的频率差。研究表明,频率差的绝对值可由时间符合计数提取,且结果与理论模型吻合。作者还指出,这种干涉的拍频信号与两个heralded单光子源之间的HOM干涉振荡形态相似,因此该方法可用于寻找两个heralded单光子源的零失谐点。
Sheng-Hsuan Huang, Thomas Dirmeier, Andrea Aiello 等
说明基于光子芯片量子隧穿搜索的非凸优化
简介本文提出量子隧穿搜索(QTS)算法,结合量子隧穿行走与局部退火,用于探索非凸优化问题的景观。作者利用飞秒直写技术在光波导阵列上实验实现,将目标函数映射到波导哈密顿量的势能项,并借助变化哈密顿量方法提高搜索效率,实验显示可找到全局最小值。
Xi-Jun Yuan, Shuo Zhou, Yizhou Liu 等
说明学习控制与预测光驱动的电子-声子动力学
简介该研究提出一个可微分框架,将光场优化与神经网络预测结合,用于二格点电子-声子模型。作者比较了分段常数、B样条、前馈和循环网络等控制参数化方式,以提高累积的电子双占据数。结果表明,在零Hubbard相互作用的无耗散模型中,各方法都能提高双占据数,其中B样条方法使平均总双占据数约提高30%。
Matteo Puviani
说明密钥中继与安全网络编码:无向网络上的一次性等价与分离
简介本文受量子密钥分发网络启发,在同一无向图上比较密钥中继协议与安全网络编码。研究表明,两个终端且密钥为一个符号时,任意密钥中继与标量线性无环网络编码等价;但多个终端共享一个密钥时二者一般不等价。文中还给出了四终端完全图上三元域线性密钥中继协议的分离示例,并建立了线性密钥中继的标准形式。
Yuji Ando, Edmund Chen, Go Kato 等
说明跨城18.9公里自由空间量子密钥分发:在密集城区走廊上的实验
简介本文在巴塞罗那都会区的密集城区上方,进行了18.9公里自由空间量子密钥分发(QKD)链路的实验。系统采用诱骗态BB84协议,工作波长785纳米,使用室温单光子探测器,接收端无需自适应光学。在一次40分钟的外场测试中,平均信道衰减约为19分贝,平均量子比特误码率为1.31%,由此估算的平均有限长安全密钥率超过11 kbit/s。
Ignacio H. L\'opez Grande, Nicolas Linale, Giacomo Paganini 等
★★★★☆ 值得关注
说明基于经典控制层级与线性最优性的连续量子纠错降维滤波方法
简介该论文针对连续量子纠错中模型估计复杂、实用性受限的问题,将其重构为经典控制层级:包括精确双线性降维模型、精确条件滤波器和标准的估计与反馈设计。对于所有稳定子均被连续监测且由单一Pauli恢复通道驱动的稳定子码,论文证明精确滤波器的维数为3·2^(n-k-1)。论文还给出一种只需2^(n-k)个类概率的已提交恢复控制器,在三比特比特翻转码和五比特完美码中取得了较高的纠缠保真度。
看点将连续量子纠错滤波归约为经典控制状态层级,证明精确滤波器维数为3·2^(n-k-1),该维数由综合征空间决定,属于较有新意的理论结果。
Manuel Guatto, F. A. C\'ardenas-L\'opez, Felix Motzoi
说明从长时间动力学探测非厄米拓扑
简介该论文提出一种方法,通过协方差矩阵的弛豫过程,测量与链对称开放高斯系统的Lindblad谱相关的非厄米拓扑不变量。该方法适用于长时间范围,不依赖分离边缘模式,因此在Liouvillian皮肤效应可能掩盖边缘模式时仍然适用。作者以带有库诱导非互易性的Kitaev链为例进行演示,并表明该方法能够可靠地区分所有不同的相。
Antonio D'Abbruzzo, Rosario Fazio
★★★★☆ 值得关注
说明基态自旋压缩与集体激发:Z2对称体系中的机制与能隙关系
简介该论文研究量子多体基态中的自旋压缩,这是一种可用于量子增强测量的资源。作者以各向异性Lipkin-Meshkov-Glick模型为例,指出压缩程度由两个横向涨落代价之比决定,而集体能隙由其几何平均决定。论文进一步分析XXZ链与幂律相互作用体系,并给出一种在能隙打开的情况下仍能保持压缩且热稳定性更强的分支。
看点提出压缩与集体激发间的精确关系,揭示可同时开启能隙的压缩分支;通过精确对角化与自旋波分析在XXZ链和Lipkin-Meshkov-Glick模型上验证。
Arkadiusz Kosior, George Mihailescu, and Karol Gietka
说明叠加态的概率蒸馏:在无叠加操作下,叠加态之间能以多大概率相互转换
简介本文研究由非正交态(如光学猫态)构成的叠加态作为资源的价值,取决于其分量之间的干涉方式。作者确定了在无叠加操作下,将一个叠加态转换为另一个叠加态的最优概率。对于两个参考态,问题被完全求解;对于三个或更多参考态,文中给出了相应的结论。
G\"{o}khan Torun
说明对 Hradil 与 Řeháček 评论的回复
简介这是一篇针对 Hradil 与 Řeháček 评论的回复论文。评论者认为,在计入测量重复次数和总光子资源后,作者在压缩真空相位传感实验中展示的量子计量优势就不复存在。作者在回复中认为该结论在数学上没有依据,资源核算和有限样本统计都不足以推翻所展示的量子增强局部相位灵敏度。
Jens Arnbak Holb{\o}ll Nielsen, Jonas S. Neergaard-Nielsen, Tobias Gehring 等
说明剩余纠缠与剩余相干性:物质中中微子振荡的波包方法
简介本文用波包形式研究了存在恒定物质密度时三味中微子振荡中的量子关联,超越了传统平面波描述。作者以初始μ子味态为例,用过渡概率表示剩余l1范数相干性、Concurrence Fill和三π纠缠三种量度,并以DUNE实验设置为基础分析。结果显示,剩余l1范数相干性在这些量度中占主导;波包衰减会随传播距离增加而抹平振荡,最终趋于平均值。
Lekhashri Konwar, Abhishek Kumar Jha, and Bhavna Yadav
说明热力学一致的量子-经典混合动力学:广义林德布拉德方程与布洛赫-托雷方程的度量-辛方法
简介本文提出一个用于量子-经典混合动力学的度量-辛(metriplectic)框架,通过守恒能量并保证熵产非负来确保热力学一致性。该方法结合混合泊松括号与度量-辛4括号,量子子系统与经典子系统之间的耦合仅通过耗散过程产生。在此框架下,作者给出了开放量子系统的林德布拉德主方程和布洛赫-托雷方程的热力学一致推广,统一描述了量子弛豫与经典扩散,并对熵产给出了清晰的解释。
Azeddine Zaidni, Ayoub Arraji, Philip J. Morrison
说明用于彩色码通用容错量子计算的持久中介架构
简介本文提出一种跨维度的持久中介架构,用于彩色码上的通用容错量子计算。二维数据寄存器与三维中介模块在每个周期边界保持为各自独立的编码模块,仅通过瞬态受保护子系统耦合。作者构造了膜状联合逻辑测量,并结合跨维度CZ门、串状手术与前馈,实现确定性的逻辑T门周期,且该周期不需要后选择,也不需要破坏性读出中介模块,三维模块最终恢复到初始逻辑态。
Zhi-Cheng He, Jingbo Wang, Dong E. Liu
★★★★★ 值得关注
说明对称函数的希尔伯特第十七问题:不可判定性与一个反例
简介本文研究在任意变量个数下都成立的对称函数不等式。作者证明,判断一个有理系数对称函数在所有维度下是否非负是不可判定的,回答了Acevedo、Blekherman、Debus和Riener提出的问题。文中还构造了一个8次齐次对称函数,它在每个维度下都正定,但不存在对变量个数一致的平方和乘子。
看点证明了对称函数在所有维数下非负性不可判定,回答了公开问题,并给出无维数无关的平方和乘子反例,结论影响量子纠缠判据与Positivstellensatz。
Sebastian Debus, Robin Schabert
说明准周期驱动系统的几何理论
简介论文针对准周期驱动量子系统缺乏通用有效描述的问题,基于反绝热驱动构造了识别动力学不变空间的一般框架。作者用精确的有效平均能量算符及其规范势描述演化,并依据不变空间的几何与拓扑将准周期驱动分为四类,把 Floquet 定理推广到非公度情形,并提出由动力学不变本征空间合并标志的遍历性概念。
Chengzhi Ye, Marin Bukov
★★★★☆ 值得关注
说明哈密顿量形式下Wilson扭曲质量费米子的自动O(a)改进
简介本文将近期提出的Symanzik有效哈密顿量框架应用于Wilson扭曲质量费米子。该有效哈密顿量仅基于格点哈密顿量的对称性构造,无需借助欧几里得时空中的Symanzik有效作用量。作者利用它证明了在最大扭转情形下的自动O(a)改进,以及通过质量与Wilson平均实现的O(a)改进,并推导了Wilson费米子clover在壳改进所需的O(a)抵消项结构。
看点将哈密顿对称性构造的Symanzik有效哈密顿量用于Wilson扭转质量费米子,证明最大扭转下的自动O(a)改进,并发现clover项可分裂为两项独立系数。
Carsten Urbach
说明测量驱动的主动粒子的量子隧穿
简介该论文研究一种量子主动粒子:粒子的运动方向与其自旋取向通过自旋轨道耦合和阻尼相互锁定,连续测量(量子Zeno效应)使取向保持持久。由此单个量子轨迹呈现主动的“奔跑-翻滚”运动。当粒子撞击势垒时,其持续速度使其在势垒附近聚集,这与自由量子粒子的反射不同。论文指出,量子隧穿使该主动粒子的透射率高于类似的经典粒子。
Tobias Nadolny, Matteo Brunelli, Christoph Bruder 等
说明用量子算法计算稀疏厄米矩阵的全部特征值与特征态
简介本文提出一种量子算法,用于求解稀疏厄米矩阵的全部不同特征值,并为每个特征值制备对应特征空间中的量子态。特征值以指定精度的二进制串表示,特征向量保持为量子态。论文给出的运行时间为 Õ(n s² log² n / Δ_min),其中 Δ_min 为归一化矩阵的最小谱隙,并称在部分条件下优于经典的 O(n³) 方法。
Krishnakanta Barik, Goutam Paul
说明在超导量子处理器上端到端训练的底夸克与粲夸克喷注识别
简介本文在意大利都灵理工大学的一台5比特超导量子计算机上,实现了用于LHCb实验中b夸克与c夸克喷注分类的变分量子电路。训练与测试全部在真实量子硬件上完成,使用的是LHC实验的模拟数据。结果表明,硬件引入的量子噪声并未明显降低分类性能,并提出了量子硬件训练时间评估与电路优化的框架。
Lucio Anderlini, Pietro Asinari, Gianluca Bertaina 等
说明基于原位三元InAsSb/Al纳米线约瑟夫森结的门控量子比特(gatemon)
简介该论文在单次生长工艺中制备出基于原位InAsSb/Al约瑟夫森结的门控量子比特(gatemon)。通过栅极调控,量子比特跃迁频率可在数吉赫兹范围内电学调节,并观察到拉比振荡和拉姆齐干涉等相干操控现象。代表性弛豫时间T1为0.79微秒,退相干时间T2*为0.91微秒。
Zhenhai Sun, David Feldstein-Bofill, Sangeeth Kallatt 等
★★★★☆ 值得关注
说明信道RLD费舍尔信息界的渐近可达性
简介本文研究量子信道的右对数导数(RLD)费舍尔信息,它是每次信道使用下最优渐近对称对数导数(SLD)费舍尔信息的一个可计算上界。文中用只涉及Choi矩阵及其一阶导数的半定可行性条件,精确给出该上界取等号的充要条件。对于广义退相位信道,该条件化为求解权重和为一的非负证明权重的线性方程组。文章还给出完全退相位点处有限次使用下的最优SLD信息,并证明无辅助的重复探测即可达到该值;示例显示两类信息的比值可以无界。
看点给出信道RLD费舍尔信息界何时可达的精确半定可行性判据,并在退相干信道上计算有限次使用的最优信息,界紧性刻画有新意。
Masahito Hayashi
说明基于高次谐波约瑟夫森结的噪声保护超导量子态(qudit)
简介该论文研究用超导环中的三个约瑟夫森结构造三能级量子比特(qutrit),利用电流-相位关系的二次谐波来抑制弛豫。文中提出两种设计:一种依靠结的微小不对称性实现对称性保护,另一种通过加入小的对称性破缺项实现保护,两者在电荷噪声等方面各有权衡。论文还指出交替磁性约瑟夫森结是候选平台,并认为二次谐波的符号可作为保护型超导量子态的设计原则。
Hamed Vakili
说明原子相互作用对量子通信协议的影响
简介该论文建立了一个从第一性原理出发的框架,用于分析光子在原子介质中的量子通信。作者将电磁场与二能级原子系综耦合,推导出偏振编码单光子态的有效模型。研究将其应用于超密编码,发现在擦除、退相位和去极化信道下,固定贝尔态字母表的协议容量随原子-场耦合增强而单调下降。在BB84量子密钥分发协议中,作者提出了丢弃擦除结果的修改方案,并给出渐近密钥率,结果显示该密钥率随耦合强度增加而单调下降,并在某一有限临界耦合之后降为零。
Zixian Hong, John C. Schotland
说明监测电路中由逻辑信息暴露引发的量子姆佩巴效应
简介论文研究在受监测的Clifford链中,初始状态离平衡态更远的一方,反而可能比起点更接近平衡的状态更快趋于平衡,即姆佩巴效应。作者指出,未编码的Bell对状态在一个周期后平均纠缠熵更低,且差距随链长线性增长。该反转由逻辑信息暴露驱动,并在128和256个量子比特规模上通过平稳熵界进行了验证。
Bochen Huang, D. L. Zhou, Chenfeng Cao
说明Krylov复杂度的对称性与准规范不变性
简介本文研究Krylov扩展复杂度,即量子系统在时间演化中探索希尔伯特空间的程度。作者找出两类保持复杂度不变的幺正变换,并将其与初态能量分布及哈密顿量矩的不变性联系起来。对于局域初态和非简并谱,长时间平均复杂度为(D-1)/2,其中D为希尔伯特空间维度。
Edoardo Ferretti, Matteo G. A. Paris, Claudia Benedetti
★★★★☆ 值得关注
说明用局部泡利测量学习稀疏图态:非自适应的紧界与自适应的分离
简介该论文研究在每个量子比特只做X、Y或Z基测量的条件下,需要多少份未知n比特图态副本才能确定其图结构。作者证明对于满足d^3 ln n≤n的情形,任何非自适应策略都需要Ω(d^2 log n)份副本,即使经典解码器不受限制、允许少量边被错误报告。论文还表明,允许副本之间自适应可以突破这一下界,例如在二分未知的对数直径二分图上,广度优先自适应学习者只需O(d log^2 n/log log n)份副本。
看点证明非自适应学习需Ω(d²log n)份样本,并给出自适应分离,结论紧且针对公开问题;影响限于量子态学习子领域。
Matteo De Francesco
说明第二代量子中继器中量子纠错的电路级分析
简介本文对带有稳定子量子纠错的第二代量子中继器进行电路级仿真,建模包括编码、校验子提取、解码和纠缠交换的两段中继链路。作者比较了Steane码与五比特稳定子码在去极化、退相位等非相干噪声及系统性过度旋转等相干噪声下的端到端保真度。结果显示,相干误差下Steane码表现更好,低噪声下受影响物理比特较多时五比特码在非相干噪声中保真度更高,较高噪声下不使用纠错码最佳。
Suraj Vishwanath, Jonas Hawellek, Roberto Ferrara 等
说明通过Fock空间电流工程化玻色子稳态
简介本文提出一种统一的Fock空间电流工程框架,用于自主稳定可选择的Fock态,此类态是量子技术中的重要资源。作者推导了稳态电流平衡定律,给出与Fock数成反比的粒子数背景标度,并说明局部电流如何选择性地增强目标Fock态的粒子数。全量子模拟支持这些预测,并展示了目标态粒子数从真空中自主建立的过程。
Yan Liu, Jiahua Li
★★★★☆ 值得关注
说明组合布尔函数的精确量子算法
简介本文研究全布尔函数分块组合的精确量子算法,给出外层函数精确查询复杂度与多项式次数共同决定的复杂度上界。作者将该构造用于递归三元 not-all-equal 函数及其他固定非常值门函数,并借此把 Q_ε 与次数上的分离转化为精确量子查询复杂度的分离。
看点提出外层函数精确查询复杂度与多项式次数分别决定模拟与修正成本的组合构造,并给出递归与分离的新指数界。
Gagan Chiruvella, Chandrima Kayal, Rajat Mittal 等
说明探究莱格特-加格不等式的极端量子违背
简介莱格特-加格(LG)不等式用于检验宏观实在论与量子理论之间的不相容性,其量子最大违背通常称为时间版Tsirelson界。此前有研究主张时间版Tsirelson界可被量子理论超越。本文审视这些主张的推理,指出其存在概念缺陷;在妥善处理这些问题后,宏观实在论界达到代数最大值,因此并未出现对该界的违背。
Akarshit Baranwal, Vishnu Purushothaman, A.K. Pan
说明量子搜索中噪声导致的二次加速丧失
简介本文分析了Grover量子搜索算法在局部噪声和相干误差下的表现。作者推导出噪声下的解析结果,指出全局去极化噪声只降低相干权重而不减慢旋转,局部噪声则使可容忍的单比特误差随数据库规模下降更快。对于相干旋转角误差,文中给出了随深度线性扩大的成功概率界。
Imama Tul Birrah Khan, Muhammad Faryad
说明BB84量子密钥分发中学习型窃听检测动态不收敛
简介本文研究基于强化学习的窃听者与检测者在BB84量子密钥分发中的对抗博弈。作者用交替最优响应的方式比较三种学习规则和三种信道噪声水平,发现检测效果的波动并不随轮次衰减,也未收敛到固定点。论文认为,学习型检测器不能仅凭单轮结果认证,要封住隐蔽窗口,可能需要改变信息结构,而非单纯比对手更快适应。
Ramon Jose C. Bagunu
说明在相干制备的氢原子及类氢离子中产生与转换涡旋光
简介本文提出一种在相干制备的三能级Λ型原子介质中产生和转换光学涡旋的理论方案。两个低能级之间沿方位角变化的相对相位会给所产生的场附加相位缠绕,使输出拓扑荷为输入拓扑荷与相干缠绕数之和。文中用氢跃迁参数给出解析结果与数值示例,并指出共振条件下会出现电磁诱导透明。
Fan Meng, Guo-Feng Zhang
说明逐个任务训练量子神经网络:每次提交的作业如何充分利用
简介论文研究在云端量子处理器上训练量子神经网络分类器时,经典优化器如何在每次作业提交中获得更多优化进展。作者比较了作业数和每作业测量次数相同、仅填充方式不同的优化器。结果显示,基于参数移位的批量优化在模拟和IBM ibm_fez硬件上所需作业数少于SPSA,其中硬件实验在八量子比特时测试准确率明显更高。
Muhammad Faryad, Rabab Alomairy
★★★★★ 值得关注
说明基于光频梳的量子网络统一基础设施
简介该论文提出一种基于光频梳的基础设施,可在同一根光纤链路上同时实现精密授时、经典通信和量子通信。研究通过在梳状光的强度上编码经典数据并保留脉冲时序,在100公里光纤上实现100 Mbit/s的数据传输和1秒时0.85飞秒的时间稳定度。论文还分析了与连续变量量子密钥分发信道共传时的过剩噪声,优化后引入0.0037个散粒噪声单位的额外噪声,密钥率损失为6.7%。
看点用光频梳统一承载精密授时、经典数据与连续变量量子密钥分发,并给出附加噪声的功率相关模型;摘要报告100 Mbit/s与100 km上的时间稳定度及密钥率代价。
Yiting Lin, Zishuo Ren, Yunkun Zhao 等
说明从局部种群记录推断集体信息回流:可辨识性与学习
简介该研究考察两个相同量子比特通过集体方式耦合到具有指数关联函数的真空库时,信息回流的推断问题。作者表明,理想的亮态种群轨迹可确定与有限时间迹距离回流诊断相关的库参数组合,稀疏种群记录可借助支持向量学习或直接物理拟合预测该诊断。但有限测量统计会带来限制:两假设界表明,短种群记录相似而回流差异很大的库无法区分。
Yifan Shi, Pengju Chen, Duan Wang 等
★★★★☆ 值得关注
说明封闭量子多体动力学中的信息热力学
简介该论文为封闭量子多体系统建立信息热力学框架,适用于初始处于微观热平衡的系统,并限定为局域量子测量与局域哈密顿量生成的有限时间控制。作者证明在热力学极限下,可提取功与对应正则系综的可提取功一致,并用量子-经典互信息和Holevo信息表示该可提取功。论文还指出,基于远处测量结果的反馈可利用隐藏的长程关联,使可提取功相对正则系综有广延性的增加。
看点提出多体闭合量子系统的信息热力学框架,证明局域反馈下可提取功与正则系综一致,并揭示远距离反馈可利用隐藏长程关联。
Yusuke O. Nakai, Shoki Sugimoto, Ryusuke Hamazaki
说明扩展Pelagos:面向Relay置信传播解码的多GPU编排
简介本文针对容错量子计算中量子纠错解码器的大规模模拟需求,扩展了Pelagos的Relay置信传播(Relay-BP)解码器,加入进程隔离编排、并行主机预处理和共享内存输出。作者在多GPU环境中测试了144和288量子比特的码,报告了端到端加速约5.68至7.01倍,按GPU解码时间计算时接近线性扩展。该系统已部署在橡树岭国家实验室的Lux超级计算机上。
Xulong Tang, Dionysios Diamantopoulos, Tristan M\"uller 等
说明金刚石中的镓空位负电荷缺陷(GaV⁻):室温光学可探测自旋相干性研究
简介该论文报道了新发现的金刚石负电荷镓空位缺陷GaV⁻的物理性质,该缺陷通过聚焦离子束注入和高温高压退火制备。研究显示其在室温下具有光学可探测的自旋相干性(T₂为1.06微秒),并兼具氮空位与第IV族空位缺陷的多项优点。作者认为,该缺陷有望用于量子传感、量子网络与量子计算。
Adam D. Dodson, Tiamike Dudley, Luca Basso 等
说明量子纠错的分层解码:综述不同解码算法、码结构与硬件平台的权衡
简介本文综述量子纠错中的分层解码方法,包括单码分层解码(级联预解码、窗口化、流式与分布式实现)以及分层与级联码中跨层协调解码的方式。文章还讨论不同量子比特类型对解码负载与时序的影响,比较CPU、GPU、FPGA、ASIC与低温平台的适用性,并指出性能报告与系统集成方面的研究空白。
Xulong Tang, Narges Alavisamani, Joan Camps 等
说明量子伊辛链中由二值马尔可夫噪声驱动的反基布尔-祖雷克行为:缺陷密度中的广义随机共振
简介该论文研究量子伊辛链在非平衡临界淬火中,二值马尔可夫噪声(一种典型的非高斯有色噪声)引起的反基布尔-祖雷克行为。作者以噪声诱导的缺陷密度作为响应函数,发现其随关联时间呈非单调变化,出现广义随机共振现象。论文指出,这一现象源于慢噪声区域中二值马尔可夫噪声的稀疏实现,而这一特征无法由功率谱描述,从而揭示了高斯与非高斯噪声在该动力学中的根本区别。
Mingwei Yang, Peng Li
★★★★★ 值得关注
说明无限还是不确定:模拟量子开关所需的查询成本
简介论文研究量子开关(一种让两个操作以叠加方式处于不同因果顺序的装置)能否用电路模型模拟,以及需要多少次对黑盒操作的调用。作者证明,对一般信道,任何有限次调用都无法精确模拟,且近似到低于1/2的误差需要随维数增长的调用次数。论文还比较了量子开关与普通电路在区分噪声模型上的查询优势。
看点证明在电路模型中模拟量子开关需要无限或多次调用,给出 d^{1/4} 下界及指数级查询差距,并展示开关在噪声区分上的查询优势。
Dantong Li
说明量子控制:精确引导量子系统朝目标状态演化的方法
简介本章介绍量子控制,即精确操纵脆弱的量子系统动力学,使其达到预期的终态或变换。文中讨论控制问题、基本误差来源及抑制这些误差的方法。章节还介绍绝热方法、量子最优控制和机器学习等求解控制问题的前沿技术。
Matthias M. M\"uller, Tommaso Calarco, Felix Motzoi
说明相位干涉与横向催化剂如何决定长程变分量子电路的噪声脆弱性
简介本文研究长程纠缠门的变分量子电路在单次故障下的脆弱性。作者指出,脆弱性取决于故障相位在目标哈密顿量上的干涉方式,而非故障扩散的距离。对于海森堡链,论文证明了两种具有相同扩展范围的故障,其能量损伤可能是有界的或广延的,比值为N/2。
Longhui Shen, Fangzhou Jin, Xiaoxia Yi 等
说明用市场数据推导的非局域博弈检验高频交易中的量子优势
简介本文提出一种“市场推导非局域博弈”方法,博弈的输入和收益由历史订单簿数据及联合动作的回测决定,而非预设的理想化模型。作者以两个交易主体、三只股票的跨交易场所套利为例进行演示。基于实测市场数据推导的博弈在所测的交互规模下未显示出可分辨的量子与经典差距。通过改变流动性竞争和跨股票重新定价的条件,作者考察了哪些情形支持量子优势,并检验其在修改后的历史数据上能否经受端到端回测。
Daiwei Zhu, Brendan Pankovich, Alireza Marefat Khah 等
说明TGen-SQD:用于样本式量子对角化的物理信息可迁移构型生成器
简介样本式量子对角化(SQD)通过选取一组紧凑的行列式子空间来近似基态能量。本文提出TGen-SQD,它在多个哈密顿量上联合训练生成器,利用组态相互作用加权数据和轨道、体系层面的描述符指导生成。训练后权重冻结,可直接用于已见及零样本几何构型的推断。在20比特H10链上,其平均能量误差在已见和未见几何构型上分别为40.18±1.52和43.97±1.20 mHa,相较PIGen-SQD基线分别低12.7%和11.7%。
Niloy Deb Roy Mishu, Lei Jiang, Mohsen Heidari 等
说明超导纳米线单光子探测器在高磁场下的响应研究
简介本文研究了NbTiN超导纳米线单光子探测器在最高14特斯拉磁场下的暗计数响应,通过原位调节探测器方向,并与较小磁场下的正常工作性能进行对比。结果显示探测器性能具有明显各向异性:垂直磁场会迅速缩小可用偏置电流范围,接近平行排列时则可在更大总磁场下工作,12特斯拉下仍保留一定工作裕度,14特斯拉时仍可测得暗计数。研究认为这种角度依赖主要由磁场的垂直分量决定。
Harshit Agarwal, Yueh-Chun Wu, Katyayani Seal 等
说明基于相干哈密顿量搜索的量子材料生成
简介该论文提出量子材料生成算法QMage,利用量子计算机在晶体成分、晶胞结构和原子位置的组合中,依据哈密顿量相干搜索满足目标性质误差范围的材料构型。算法设计面向容错量子计算时代,并以逻辑量子比特数和Toffoli深度估算成本。其思路是从第一性原理直接生成候选材料,而不是从已知材料中归纳。
Jiang Yuhan, Matthew Otten
说明窄硅/硅锗量子阱中切应变的重要性:一项关于量子点自旋比特谷耦合机制的研究
简介论文关注硅/硅锗量子阱中决定导带谷耦合的长波长项k1,它与切应变共同作用并决定Dresselhaus自旋轨道耦合。作者指出,金属顶栅引起的切应变可能足以激活k1谷耦合机制,从而减少对超陡界面的需求。论文提出一种窄量子阱方案,无需超陡界面,仍可获得较大的确定性谷能级劈裂以及较大的自旋轨道耦合与g因子修正。
Hudaiba Soomro, Talise Oh, M. A. Eriksson 等
说明通信不等式:以最小装置实现稳健的量子优势、测量检验与维度见证
简介本文针对通信场景(CS)中区分经典与量子统计的问题,推导出一类维度不等式。这些不等式只依赖输入输出统计中四个参数,对应相关与反相关事件。在维度假设下,使其中一个不等式取等号可以认证SIC-POVM,并给出解析的噪声稳健性。该不等式还能为相关与反相关统计提供维度见证,无需测量不相容性。
Albert Rico, Javier Fern\'andez, Mani Zartab 等
说明速度方差与 Wannier 函数展宽的量子几何界及不确定性关系
简介本文利用量子 Cramér-Rao 界的推导及 Efimov 与 Dodonov 的一个论证,为混合态导出若干不确定性关系,约束多个可观测量协方差矩阵的对角乘积、迹及各对角元。取对称对数导数为可观测量后,这些关系给出平均 Uhlmann 曲率对量子 Fisher 信息矩阵的几何界,纯态下即为 Berry 曲率对量子度规的几何界。文中还揭示了价带 Wannier 函数速度方差与展宽的光学求和规则,并以自旋正则系综、拓扑材料、常见半导体和过渡金属二硫族化物验证这些界与关系。
Felipe P. Abreu, Luis F. C\'{a}rdenas-Castillo, David Porlles 等
说明快电子与耗散纳米结构及量子光相互作用的完整量子电动力学
简介本文从量子电动力学角度研究快速电子与耗散纳米结构之间的相互作用。作者采用改进的朗之万噪声形式体系,分别量子化散射模式和材料产生的电磁场,并推导了横向动量分辨的能量交换概率公式。文中讨论了有限温度下真空散射与热涨落的关系,以及由此产生的斯托克斯与反斯托克斯不对称性。
Alessandro Ciattoni
说明准循环量子比特之外的qudit提升积码:近线性最小码距
简介本文提出一种基于循环群代数的qudit提升积(LP)量子纠错码构造,可推广到任意素数幂维度,得到准循环的qudit CSS码。作者在完全堆叠情形下,构造了基于扩展图上提升Tanner码的码族,其逻辑qudit数为Θ(log N),最小码距近似线性,为Θ(N/log N)。仿真显示在去极化信道下,qudit码的帧错误率低于同等规模的量子比特码,线性合并校验子译码器带来进一步改进。
Shantom K. Borah, Abhinav Vaishya, V. Lalitha 等
说明纳米激光器中的超辐射光子聚束:从主方程的极化阶层级到Dicke马尔可夫链
简介该论文研究纳米激光器中多个量子发射体与同一光模式耦合时产生的超辐射与强聚束光子统计。作者从激光主方程出发,推导出按极化阶数分级的模型层级,并提出将所有相干项消去后得到的Dicke马尔可夫链,它能预测超热聚束及发射体数目的奇偶依赖。保留光学极化并消去双光子相干的极化-布居模型,几乎完整地复现了完整主方程的聚束结果。
Matias Bundgaard-Nielsen, Jesper M{\o}rk
说明具有U(1)对称性的自旋SYK模型:有序、混沌与输运
简介本文研究一种与复数SYK模型对应的U(1)对称自旋模型,其相互作用由量子比特空间原生的随机电荷守恒多自旋项构成,从而避免费米子编码的开销。在大N、大q极限下,该模型重现了复数费米子SYK的主要鞍点结构。作者用精确对角化研究有限尺寸情形,并分析能级统计、有序性以及耦合簇链中的畴壁动力学。
Shiyong Guo, Enrico Rinaldi, Jad C. Halimeh 等
说明在测量方向从不重复的情况下仍可揭示贝尔非定域性
简介该论文研究在测量方向完全不重复时,贝尔不等式是否仍能被违反。作者用偏振纠缠光子进行实验,每个随机选定的检偏方向只探测一对粒子。结果表明,即使测量方向不能重复,贝尔不等式的违反依然存在并保有操作意义。
Pawe{\l} Cie\'sli\'nski, Carlotta Versmold, Jan W\'ojcik 等
说明从动态结构因子学习量子哈密顿量:利用中子散射等实验数据反推量子磁体中的微观相互作用
简介论文研究如何从动态结构因子(DSF,描述量子磁体中两点关联的数据)中学习量子哈密顿量,即反推系统的微观相互作用。作者指出DSF包含足够信息,可高效重建较广泛的一类量子哈密顿量。方法基于DSF低阶谱矩与微观耦合之间的简单关系,提出三种互补的哈密顿量层析协议,分别依托高温展开、强场极化和涨落耗散定理。该框架可直接应用于中子散射等常见实验数据。
Nisarga Paul, Thomas Schuster, Jason Alicea
★★★★☆ 值得关注
说明晶体对称性反常的晶体等价原理
简介本文在格点玻色系统中,从微观层面刻画了(1+1)维与(2+1)维晶体对称性反常。作者构造了对称算符的反常指标,并给出其上循环条件与余边界不确定性。结果表明,在广义晶体对称性下,反常指标取值于相应的上同调群,并建立了玻色反常的晶体等价原理。
看点在微观格点层面为晶体对称性反常建立统一的反常指标与上同调分类,给出晶体等价原理,并证明非平凡总指标阻碍对称可逆相。
Ching-Yu Yao, Ryohei Kobayashi
说明k 部量子同态:多方量子约束满足问题的一个框架
简介该论文把 k 部 XOR 博弈推广为可作用于任意关系结构的 k 部同态博弈,用于研究多方量子约束满足问题与量子同态。作者刻画了张量积与交换算子两种模型下的完美策略,并讨论了量子优势的存在与比较。文中还给出一个 NP 完全的六元素模板,并证明有界宽度的约束满足模板不存在 k 部量子优势。
Amin Karamlou
说明通过关联与同步的原子运动提升纠缠门保真度
简介本文研究在中性原子镊子阵列中基于里德堡阻塞的双比特受控相位门。作者指出,工程化的集体耗散可使原子运动相互关联甚至同步,从而抑制由运动引起的门误差。研究表明,这类运动关联能够降低有限温度下的门不保真度,相比独立热原子更为有利。
Christopher W. W\"achtler, Frederic Hummel
说明基于Grover搜索与解码量子干涉仪的多约束路径查找
简介本文研究在有向无环图中寻找各项加性指标均落入指定区间的路径这一问题。作者提出一种Grover搜索方法,用每条弧一个量子比特、无辅助比特的方式构造所有路径的均匀叠加态,并给出正确性证明与门数统计。文中还将该问题与最大线性满足问题及最优多项式交集问题联系起来,并在模拟器和IBM Heron处理器上运行了小规模实例。
Dmitrii Chemodanov
说明缓冲气体辅助的分子离子荧光光谱法
简介本文提出一种非破坏性的方法,用于对强烈振转开放的分子离子 232ThF+ 进行连续荧光探测。室温缓冲气体碰撞使激光作用的态群得到补充,从而形成有效的准循环跃迁,无需光学再泵浦或辅助原子读出离子。在1秒曝光下,对 232ThF+ 的 P(1) 谱线获得约 6 的信噪比。
Jinyue Jiang, Kenji Shu, Huaxu Dan 等
说明经典场概率分布的量子与经典热平衡比较
简介本文研究概率经典场的概率分布随时间的演化,可用量子形式体系描述,自由经典场中自由量子场论作为子系统出现。文章比较经典热平衡(瑞利-金斯发散)与量子热平衡(普朗克谱)下的动量依赖关系,并通过含相互作用的数值模拟判断渐近动力学会选择哪种平衡。作者还为自由概率经典场构造了经典分布与量子场论密度矩阵之间的映射。
C. Wetterich
说明量子计量中的临界激发态
简介本文研究强耦合量子比特-玻色子体系中,基态与激发态量子相变附近的临界增强传感。作者考虑有限尺寸效应,设计利用发散极化率的驱动方案,以提高参数估计中的信噪比。论文指出,在能绕开绝热性失效的区域,激发态临界性可借助单模玻色子压缩获得计量优势。
Marek Kucha\v{r}, Michal Macek
说明资源受限 QAOA 的精确混合局部性编码
简介该论文研究量子近似优化算法(QAOA)中高阶目标的哈密顿量编码选择问题。作者提出一类逐点精确的混合表示,对部分高阶相互作用使用共享的 Rosenberg 辅助比特,其余相互作用保持原生形式,并给出精确性的判定条件与三次残差的闭式表达。论文在 12 比特的线形、环形和网格硬件上进行编译实验,并报告了若干实例中可行的混合编码区域,同时指出无噪声一层深度评估中原生编码的平均目标值最佳。
Jingcong Liu, Yiding Su, Ruojun Zhang 等
说明缺陷诱导的维格纳负性稳定与宇称保护的相位锁定
简介论文提出一个保持宇称的δ形势阱,模拟局域缺陷,把量子范德波尔振荡器的连续U(1)对称性降为离散的Z2对称性。该机制使偶宇称的稳态量子相干得到保护,从而产生维格纳函数呈负值的非经典稳态。作者还提出了基于超冷类碱土原子在光镊中运动态的实验方案。
Beatrice Donelli, Stefano Gherardini