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三重自自旋纠缠：分子材料对高温量子信息处理的潜力
摘要最近，通过实验证明，带有旋转的分子具有巨大的潜力作为量子信息处理的基础，这是由于它们具有可调性，可移植性和可伸缩性的实质性优势。在这里，我们提出了一个理论模型，基于一个含有一个自由基的分子中开放量子系统的理论，该理论可以与由于光激发和间隔系统交叉而与分子的另一部分相互作用。初始状态是自由基1 2 -spin的经典混合物，自由基和三重态之间的交换相互作用会产生旋转相干状态，该状态有可能用于Qubit -Qutrit量子纠缠栅极。我们对时间分辨的电子顺磁共振光谱的计算与高温下自由基分子的相关实验结果表现出良好的定性一致（〜77 K（〜77 K，液氮的沸点）。因此，这项工作奠定了一个固体理论基石，用于在根部含有的分子材料中进行光学驱动的量子栅极操作，旨在用于高温量子信息处理。
量子计算拓扑的特征变体和代数曲面
摘要：证明了一些有限表示群由于其 SL 2 ( C ) 特征品种而与代数曲面相关的表示理论。我们利用代数曲面的 Enriques–Kodaira 分类和相关的拓扑工具来明确此类曲面。我们研究了 SL 2 ( C ) 特征品种与拓扑量子计算 (TQC) 的联系，作为任意子概念的替代方案。Hopf 链接 H 是我们对 TQC 观点的核心，其特征品种是 Del Pezzo 曲面 f H （交换子的迹）。从我们之前工作中的三叶结衍生而来的量子点和双量子比特魔法状态计算可以看作来自 Hopf 链接的 TQC。一些二生成 Bianchi 群的特征品种以及奇异纤维 ˜ E 6 和 ˜ D 4 的基本群的特征品种包含 f H 。与 K 3 曲面双有理等价的曲面是它们的特征簇的另一种复合体。
纯退相干量子系统的动态重构
摘要 本文介绍了纯退相干条件下的三元组和纠缠量子比特的有效量子态断层扫描方案。我们实现了通过相位衰减通道发送的开放系统的动态状态重建方法，该方法提出于：Czerwinski 和 Jamiolkowski Open Syst. Inf. Dyn. 23, 1650019 ( 2016 )。在本文中，我们证明在四个不同时刻测量的两个不同可观测量足以重建三元组的初始密度矩阵，其演化由相位衰减通道给出。此外，我们推广了该方法以确定纠缠量子比特的量子断层扫描标准。最后，我们证明了关于纯退相干条件下的三元组量子态断层扫描所需可观测量数量的两个普遍定理。我们相信动态状态重建方案为量子断层扫描带来了进步和新颖性，因为它们利用了海森堡表示并允许在时间域中定义测量。
通过信息扰乱量化非稳定器
量子技术的出现引起了人们对其提供的计算资源的理论表征的极大关注。量化量子资源的一种方法是使用一类称为魔单调和稳定器熵的函数，然而，对于大型系统而言，这些函数非常难以评估且不切实际。在最近的研究中，建立了信息扰乱、魔单调 mana 和 2-Renyi 稳定器熵之间的基本联系。这种联系简化了魔单调计算，但这类方法仍然会随着量子比特的数量而呈指数级增长。在这项工作中，我们建立了一种对非时间顺序相关器进行采样的方法，该相关器近似于魔单调和 2-Renyi 稳定器熵。我们用数字方式展示了这些采样相关器与量子比特和量子三元系统的不同非稳定器度量之间的关系，并提供了与 2-Renyi 稳定器熵的分析关系。此外，我们提出并模拟了一个协议来测量魔法对于局部汉密尔顿量的时间演化的单调行为。
量子态断层扫描作为数值优化问题
摘要 我们提出了一个框架，将寻找最有效的量子态断层扫描 (QST) 测量集的方法公式化为一个可以通过数值求解的优化问题，其中优化目标是最大化信息增益。这种方法可以应用于广泛的相关设置，包括仅限于子系统的测量。为了说明这种方法的强大功能，我们给出了由量子比特-量子三元组系统构成的六维希尔伯特空间的结果，例如可以通过 14 N 核自旋-1 和金刚石中氮空位中心的两个电子自旋态来实现。量子比特子系统的测量用秩三的投影仪表示，即半维子空间上的投影仪。对于仅由量子比特组成的系统，通过分析表明，一组半维子空间上的投影仪可以以信息最优的方式排列以用于 QST，从而形成所谓的相互无偏子空间。我们的方法超越了仅有量子比特的系统，我们发现在六维中，这样一组相互无偏的子空间可以用与实际应用无关的偏差来近似。
嘈杂环境中的有效量子态跟踪
摘要 量子态断层扫描旨在找到量子态的最佳描述——密度矩阵，是量子计算和通信中必不可少的组成部分。状态断层扫描的标准技术无法跟踪变化的状态，并且在存在环境噪声的情况下通常表现不佳。尽管理论上有不同的方法可以解决这些问题，但迄今为止实验演示很少。我们的方法，矩阵指数梯度 (MEG) 断层扫描，是一种在线断层扫描方法，允许状态跟踪，从第一次测量开始动态更新估计的密度矩阵，计算效率高，即使数据非常嘈杂也能快速收敛到良好的估计值。该算法通过单个参数控制，即其学习率，它决定了性能，并且可以在模拟中根据单个实验进行定制。我们展示了在以光子横向空间模式编码的量子系统上进行 MEG 断层扫描的实验实现。我们研究了我们的方法在静止和演化状态以及显著的环境噪声下的性能，并发现在所有情况下保真度约为 95%。
量子计算的新抽象
2 超越二进制 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 2.3 先前工作 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ... 19 2.5.1 Grover 算法 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 2.9.2 量子比特到 Ququart 压缩 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................................................................................................................................................................................................45 2.11 讨论与总结 .......................................................................................................................................................................................................46
量子容量的通用非附加性简单...
确定量子通道的能力是量子信息理论中的一个基本问题。尽管对跨量子通道进行了严格的编码定理来量化信息流，但由于超级效应的影响，它们的能力很差。研究这些现象对于加深我们对量子信息的理解至关重要，但简单而干净的超添加通道的例子很少。在这里，我们研究了一个称为鸭嘴兽通道的渠道家族。它最简单的构件，一种QUTRIT通道，显示与各种量子信道共同使用时，可以显示相干信息的超添加性。高维家族成员以及擦除通道的超级增强性。受伴侣论文[1]中引入的“自旋分支猜想”的约束，我们对量子能力的超添加性的结果扩展到较低维通道以及较大的参数范围。特别是，超级添加性发生在两个弱添加通道之间，每个通道本身具有很大的容量，与先前的结果形成鲜明对比。值得注意的是，在所有示例中，一种新颖的传播策略都可以达到超级添加。我们的结果表明，超级促进性比以前想象的要普遍得多。即使两个参与通道具有较大的量子容量，也可以在各种渠道上发生。
简单通道中量子容量的一般非加性
确定量子信道的容量是量子信息论中的一个基本问题。尽管有严格的编码定理来量化跨量子信道的信息流，但由于超加性效应，人们对其容量的理解甚少。研究这些现象对于深化我们对量子信息的理解非常重要，然而简单明了的超加性信道的例子却很少。在这里，我们研究了一类称为鸭嘴兽信道的信道。其最简单的成员是三元组信道，当与多种量子比特信道联合使用时，显示出相干信息的超加性。高维家族成员与擦除信道一起使用时表现出量子容量的超加性。受配套论文 [ 1 ] 中提出的“自旋对准猜想”的影响，我们关于量子容量超加性的结果扩展到了低维信道以及更大的参数范围。特别是，超加性发生在两个弱加性信道之间，每个信道本身都具有很大的容量，这与之前的结果形成了鲜明的对比。值得注意的是，单一、新颖的传输策略在所有示例中都实现了超可加性。我们的结果表明，超可加性比以前想象的要普遍得多。它可以发生在各种各样的通道中，即使两个参与通道都具有很大的量子容量。
标题：柏拉图式 Ququart 基准测试
计划摘要（摘要在第 3 页） 研讨会第一天：7 月 9 日星期二@量子计算研究所 08.45 - 09.00：欢迎 09.00 - 09.40：Maciej Lewenstein 小组：Pavel Popov 标题：使用量子计算机系统的格点规范理论的量子模拟 09.40 - 10.20：Ray Laflamme 小组：Cristina Rodriquez、Matt Graydon 标题：柏拉图式量子基准测试 10:20 - 10:50：咖啡休息（30 分钟） 10.50 - 11.30：Michel Devoret 小组：Benjamin Brock 标题：超越盈亏平衡的玻色子量子计算机的量子误差校正 11.30 - 12:10：Irfan Siddiqi 小组：Noah Goss、Larry Chen 标题：纠缠超导量子计算机12.10 - 12.50：Barry Sanders 标题：小猫、猫、梳子和指南针：叠加相干态 12.50 - 14.00：午餐休息 (70 分钟) 14.00 - 14.40：Hubert de Guise 标题：d 维幺正的简单因式分解和其他“良好”属性 14.40 - 15.20：Sahel Ashhab 标题：优化高维量子信息控制：(1) 量子三元组控制和 (2) 具有弱非谐量子比特的双量子比特门的速度限制 15.20 - 16.00：Martin Ringbauer 标题：使用囚禁离子量子比特的量子计算和模拟 16.00 - 16.30：咖啡休息 (30 分钟) 16.30 - 17.10：Adrian Lupascu 标题：控制和过程超导量子三元材料的特性分析 17.10 - 17.50：Susanne Yelin 题目：量子化学与量子计算机 18.00 - 20.00 = 海报展示 + 手持食物