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![arxiv：2307.11027v2 [Quant-ph] 2023年12月7日](/simg/g:\will\search\icon\source\0\075f7cb9369485d6514b739019836aee332e1780.webp)
arxiv：2307.11027v2 [Quant-ph] 2023年12月7日
近年来，量子计算[1，2]已成为物理发展发展的最前沿，并有望最终能够比在古典计算机上更有效地执行某些计算[3-5]。这激发了多年来创建许多众所周知的量子算法，以利用这种计算加速，例如Shor的算法[6]和Grover的算法[7]。随着量子计算的发展，量子步行[8，9]也越来越多。在很大程度上，这是由于它们应用于量子算法[10-13]。量子步行有两种主要类型，连续时间和离散时间。在这项工作中，我们专注于离散时间量子步行（DTQW），特别是在周期图上的DTQW [14]，因为它在数字量子计算机上执行时具有方便的编码。但是，当前的硬件具有显着的缺陷。我们在这项工作中的目标是确定在周期图上运行DTQW需要改进多少IBM处理器。本文结构如下。在第二节中，使用二进制编码提出了周期离散时间量子步行的实现。在第三节中，我们在8节点量子步行的八个步骤中执行该算法的结果，然后在IBM量子设备上进行4节点量子步行的四个步骤，称为IBMQ
通过离散时间量子行走传送任意量子态的量子通信方案
纠缠和贝尔态来投射到最大纠缠态的量子系统上。量子隐形传态作为基于测量的量子计算，在量子计算中起着至关重要的作用。安全量子隐形传态可用于量子密码学，如量子密钥分发 [ 10 ]。它扩展了纠缠在传输量子信息方面的实际应用，这在经典物理中是没有的，并且带来了纠缠作为一种物理现象的实验实现。在过去的十年中，量子行走已成为在设计的网络中传输量子态的重要工具。量子行走能够模拟量子演化并在基于图的结构上从物理方面实验纠缠。这些特性使量子行走成为量子隐形传态协议的有力候选者。人们可以看到大量与 DTQW 相关的工作，它们作为状态转移的重要媒介，并在 [ 1 ]-[ 9 ]、[ 20 ]、[ 23 ]、[ 36 ] 中开发算法。 DTQW 中的多币算子为行走演化带来了更复杂、更详细的见解，详见 [29]-[33]。与连续时间量子行走理论相关的工作可参见 [16]、[21]、[22]、[26]、[27]。一般来说，当我们讨论量子隐形传态时，我们将发送者称为 Alice，将接收者称为 Bob，我们的目标是将 Alice 的未知量子态成功传输给 Bob。该通信协议利用了量子纠缠和测量等量子力学事件。经典通信也被用作加密代码，使通信保密且防泄漏。混合模式使通信更加私密和安全。在量子行走中，节点充当量子位，行走演化促进状态转移。有关通过量子行走进行隐形传态的工作可参见 [11]-[19]。量子行走作为量子隐形传态手段的主要优势如下：
PSFC/JA-22-61 通过...进行流体动力学的量子模拟
开发数值方法以在通用量子计算机上有效模拟非线性流体动力学是一项具有挑战性的问题。在本文中，定义了 Madelung 变换的广义以通过狄拉克方程求解与外部电磁力相互作用的量子相对论带电流体方程。狄拉克方程被离散化为离散时间量子游动 (DTQW)，可在通用量子计算机上有效实现。提出了该算法的一种变体，以在均匀外力的情况下使用当前的噪声中间尺度量子 (NISQ) 设备实现模拟。使用该算法在当前 IBM NISQ 上执行相对论和非相对论流体动力学冲击的高分辨率（高达 N = 2 17 个网格点）数值模拟。这项工作表明可以在 NISQ 上模拟流体动力学，并为使用更一般的量子游动和量子自动机模拟其他流体（包括等离子体）打开了大门。