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激光驱动自由电子的合成希尔伯特空间
图 2：单个电子上的双量子比特门示例，强调了量子比特空间与独立量子比特子空间的分离。所提出的门对量子比特的不同量子比特子空间执行独立操作。（a）在同一自由电子上的两个独立子空间上实现两个 1 量子比特量子门。电子经历 PINEM 相互作用，该相互作用转换为量子比特空间中围绕 𝑧̂ 轴的两个 𝜋/2 1 量子比特旋转矩阵的张量积。然后，应用门 𝑅 𝑥,1 (𝜋/4)
通过中间量子实现有效的量子电路分解
许多量子算法都利用了辅助位，即用于在计算过程中存储临时信息的额外空闲位，这些信息通常在使用后恢复到其原始状态。辅助位有多种用途，例如减少总执行时间。在某些情况下，它们可以渐进地改善电路分解的深度。这凸显了量子程序中一个重要的时空权衡——我们以辅助位的形式花费额外的空间，以减少输入电路的深度。真正的量子机器的量子比特数量有限，因此充分利用它们以更快地计算更大、更有用的问题非常重要。最近，[1] 证明了高维量子比特可以作为某些电路元件中辅助位的替代品，效果很好。虽然量子电路通常以量子比特上的二进制逻辑门来表示，但在许多量子技术中，这种两级抽象是肤浅的。超导量子比特 [2] 和捕获离子 [3] 具有无限多种可能的状态，而较高的状态通常被抑制。不幸的是，通过访问这些状态，计算会受到更多种类的错误的影响，实际上错误类型的数量在计算基数中呈二次方增长 [1]。但是，如果正确使用量子比特状态，则获得的好处会超过这种成本。具体来说，我们在计算过程中暂时使用量子比特状态，同时保持电路的二进制输入和输出。
标题低成本的弗雷德金门，辅助空间作者...
有效的量子信息处理部分是最大程度地减少量子逻辑门所需的量子资源。在这里，我们提出了通过利用辅助Hilbert空间来优化最大2 n + 1个两分门和2 N单Qudit门的N- controlled Qubit的弗雷德金门。逻辑门的数量需要改善较早的结果，以模拟任意N Qubit Fredkin大门。尤其是，一个单控制的弗雷德金门（需要三个Qutrit-Qubit部分折叠门）的最佳结果破坏了理论上的非构造性下限五个Qubit Gates的下限。此外，使用其他空间模式的自由度，我们设计了一种可能的体系结构，以实现具有线性光学元素的极化编码的弗雷德金门。
![ARXIV：2011.13143V2 [QUANT-PH] 8 JUL 2021
AFV封面
识别出口受控信息
可编程的，直接的空间脉冲塑形器，纳米秒记录，具有picsecond的分辨率](/simg/g:\will\search\icon\source\0\0fa1d6fbbeea7fbbd23e220766217ebf957520ae.webp)
ARXIV：2011.13143V2 [QUANT-PH] 8 JUL 2021 AFV封面 识别出口受控信息 可编程的，直接的空间脉冲塑形器，纳米秒记录，具有picsecond的分辨率
在量子信息应用程序（例如量子计算和量子通信）中构建和演示较大的更高质量的量子设备，因此对存储量子状态的高质量量子记忆的需求变得越来越紧迫。未来的量子设备可能会使用各种物理硬件，其中一些主要用于处理量子信息，而其他用于存储。在这里，我们研究了量子信息的结构与各种可能的量子内存实现的物理噪声模型的相关性。通过对各种有趣的量子状态的不同噪声模型和近似分析公式的数值模拟，我们提供了与不同结构的量子硬件之间的比较，包括基于量子和Qudit的量子记忆。我们的发现指向不同量子记忆中量子信息相对寿命的简单，实验相关的公式，并且与混合量子设备的设计相关。
噪声和结构对量子信息的影响...
在量子信息应用程序（例如量子计算和量子通信）中构建和演示较大的更高质量的量子设备，因此对存储量子状态的高质量量子记忆的需求变得越来越紧迫。未来的量子设备可能会使用各种物理硬件，其中一些主要用于处理量子信息，而其他用于存储。在这里，我们研究了量子信息的结构与各种可能的量子内存实现的物理噪声模型的相关性。通过对各种有趣的量子状态的不同噪声模型和近似分析公式的数值模拟，我们提供了与不同结构的量子硬件之间的比较，包括基于量子和Qudit的量子记忆。我们的发现指向不同量子记忆中量子信息相对寿命的简单，实验相关的公式，并且与混合量子设备的设计相关。
置换不变的量子删除通道的量子编码
摘要 - 在许多现实的设置中都出现了比擦除错误更难纠正的Quantum删除。因此，为量子缺失通道开发量子编码方案是相关的。迄今为止，对于哪些显式量子误差校正代码可以打击量子删除，尚不了解。我们注意到，具有t + 1距离的任何置换量量子代码都可以纠正量子和Qudit设置中任何正整数t的t量子删除。利用在擦除误差下的置换不变量子代码的编码属性时，我们得出了量子缺失下置换量的量子代码的相应编码边界。我们将注意力集中在n个Qubit置换不变的量子代码的特定家族上，我们称之为转移的GNU代码。这项工作的主要结果是它们的编码和解码算法可以在O（n）和O（n 2）中执行。
多核算光纤的多维纠缠产生
光子量子信息的趋势紧随经典光学和电信的技术进步。在这方面，还为生成多维量子状态（QUDITS）的多元光通信渠道的进步，因为它们的使用是多个量子信息任务的优势。朝这个方向引导的一条当前路径是使用太空划分多路复用光纤维，该光纤维提供了一个平台，用于效力造成的路径编码的Qudit状态。在这里，我们报告了纠缠Qudits的参数下转换来源，该Qudits完全基于（并因此与）最先进的多重纤维技术。源设计使用现代的多重纤维梁拆分器来准备泵激光束并测量产生的纠缠状态，从而达到了高光谱亮度，同时提供了稳定的档案。此外，它可以很容易地与任何核心几何形状一起使用，这至关重要，因为尚未确定电信中多重量纤维的广泛标准。我们的来源代表了朝着量子通信与下一代光学网络兼容的一步。
![arXiv:2210.09121v1 [quant-ph] 2022 年 10 月 17 日](/simg/g:\will\search\icon\source\b\b3289d54e494851f326c847bbe22e774ad9551e5.webp)
arXiv:2210.09121v1 [quant-ph] 2022 年 10 月 17 日
使用多级信息载体（也称为量子比特）是探索量子计算设备可扩展性的一条有前途的途径。在这里，我们介绍了一种量子处理器寄存器的原理验证实现，该寄存器使用线性阱中的光寻址 171 Yb + 离子量子比特。171 Yb + 离子的丰富能级结构允许使用 435.5 nm 四极时钟跃迁的塞曼子能级进行高效且稳健的量子比特编码。我们展示了由单量子比特旋转和双量子比特 Mølmer-Sørensen 操作组成的通用门集的实现，该操作使用双量子系统，形式上等同于基于通用门的四量子比特处理器。我们的研究结果为进一步研究使用基于捕获离子的处理器更有效地实现量子算法铺平了道路，特别是探索 171 Yb + 离子量子比特的性质。
MIT开放访问文章量子瓦斯坦...
摘要 - 我们提出了订单1的Wasserstein距离与N Qudits的量子状态的概括。该提案在规范基础的向量中恢复了锤距，更通常是在规范的基础上，量子状态的经典瓦斯坦距离。相对于作用于一个Qudit的Qudits和单一操作的排列，所提出的距离是不变的，并且相对于张量产品是加法的。我们的主要结果是相对于所提出的距离，冯·诺伊曼熵的连续性结合，这显着增强了相对于痕量距离的最佳连续性。我们还提出了将Lipschitz常数的概括为量子可观察到的。量子Lipschitz常数的概念使我们能够使用半限定程序来计算提出的距离。我们证明了Marton的运输不平等的量子版本和量子Lipschitz可观察到的量子的量子高斯浓度不平等。此外，我们在浅量子电路的收缩系数以及相对于所提出的距离方面的张量量量的张量。我们讨论了量子机学习，量子香农理论和量子多体系统中的其他可能应用。
UC Berkeley
三元量子处理器具有与传统量子技术相比的显着计算优势，利用Qutrits（三级系统）中量子信息的编码和处理。要评估和比较此类新兴量子硬件的性能，必须具有适用于高维希尔伯特空间的强大基准测试方法。我们演示了行业标准随机基准测试（RB）协议的扩展，该协议广泛用于Qubits，适用于三元量子逻辑。使用超导五个QUTRIT处理器，我们发现单Qutrit门的限制性低至2。38×10-3。通过交织的RB，我们发现该QUTRIT门误差在很大程度上受到天然（值类）栅极限制的限制，并使用同时的RB来充分表征交叉词错误。最后，我们将循环基准测试应用于两Qutrit CSUM门，并获得0的两Qutrit过程限制。82。我们的结果展示了一种基于RB的工具，可以表征QUTRIT处理器的总体性能，以及一种诊断未来QUDIT硬件控制错误的通用方法。