机构:如果没有 Nick Montfort 和 Lillian-Yvonne Bertram 的指导,这篇论文就不可能完成。我非常感谢他们的指导,并不断受到他们创造性和学术工作的启发。感谢 Nick 指导这篇论文,并聘请我担任研究和教学助理,我身边的人已经开始称之为计算文学的“上蜡,下蜡”。在过去的两年里,我学到的东西比我想象的要多,也比我所知道的要多。Trope Tank 的亮点包括:学习在 ZX Spectrum 上编写 BASIC 程序并将其保存到磁带上,学习如何正确使用录音机,我有幸见证的一些最书呆子的说唱比赛,以及精彩的计算机生成的印刷书籍集合。我非常感谢 Allison Parrish、Ross Goodwin 和 David Jhave Johnston 回答了我所有的问题,允许我发表我们的对话,并以多种方式激励我。
量子密码学中一个尚未解决的主要问题是是否有可能混淆任意量子计算。事实上,即使在经典的 Oracle 模型中,人们仍然很难理解量子混淆的可行性,在经典的 Oracle 模型中,人们可以免费混淆任何经典电路。在这项工作中,我们开发了一系列新技术,用它们来构建量子态混淆器,这是 Coladangelo 和 Gunn (arXiv:2311.07794) 最近在追求更好的软件版权保护方案时形式化的一个强大概念。量子态混淆是指将一个量子程序(由一个具有经典描述的量子电路 C 和一个辅助量子态 | ψ ⟩ 组成)编译成一个功能等价的混淆量子程序,该程序尽可能隐藏有关 C 和 | ψ ⟩ 的信息。我们证明了我们的混淆器在应用于任何伪确定性量子程序(即计算(几乎)确定性的经典输入/经典输出功能的程序)时是安全的。我们的安全性证明是关于一个高效的经典预言机的,可以使用经典电路的量子安全不可区分混淆来启发式地实例化它。我们的结果改进了 Bartusek、Kitagawa、Nishimaki 和 Yamakawa (STOC 2023) 的最新工作,他们也展示了如何在经典预言机模型中混淆伪确定性量子电路,但仅限于具有完全经典描述的电路。此外,我们的结果回答了 Coladangelo 和 Gunn 的一个问题,他们提供了一种关于量子预言机的量子态不可区分混淆的构造,但留下了一个具体的现实世界候选者的存在作为一个悬而未决的问题。事实上,我们的量子状态混淆器与 Coladangelo-Gunn 一起为所有多项式时间函数提供了“最佳”复制保护方案的第一个候选实现。我们的技术与之前关于量子混淆的研究有很大不同。我们开发了几种新颖的技术工具,我们期望它们在量子密码学中得到广泛应用。这些工具包括一个可公开验证的线性同态量子认证方案,该方案具有经典可解码的 ZX 测量(我们从陪集状态构建),以及一种将任何量子电路编译成“线性 + 测量”(LM)量子程序的方法:CNOT 操作和部分 ZX 测量的交替序列。
Oxera Consulting LLP 是一家有限责任合伙企业,在英国注册编号为 OC392464,注册办事处:Park Central, 40/41 Park End Street, Oxford OX1 1JD, UK;在比利时注册编号为 0651 990 151,分公司:Avenue Louise 81, 1050 Brussels, Belgium;在意大利注册编号为 REA 编号为 RM - 1530473,分公司:Via delle Quattro Fontane 15, 00184 Rome, Italy。Oxera Consulting (France) LLP,法国分公司,注册办事处:60 Avenue Charles de Gaulle, CS 60016, 92573 Neuilly-sur-Seine, France,在楠泰尔注册,RCS 编号为。 844 900 407 00025。Oxera Consulting (Netherlands) LLP,荷兰分公司,注册办事处:Strawinskylaan 3051, 1077 ZX Amsterdam,荷兰,在阿姆斯特丹注册,KvK 编号 72446218。Oxera Consulting GmbH 在德国注册,编号 HRB 148781 B(夏洛滕堡地方法院),注册办事处:Rahel-Hirsch- Straße 10, Berlin 10557,德国。
Oxera Consulting LLP 是一家有限责任合伙企业,在英格兰注册编号为 OC392464,注册办事处:Park Central, 40/41 Park End Street, Oxford OX1 1JD, UK;在比利时注册编号为 0651 990 151,分公司:Spectrum, Boulevard Bischoffsheim 12-21, 1000 Brussels, Belgium;在意大利注册编号为 REA 编号 RM - 1530473,分公司:Via delle Quattro Fontane 15, 00184 Rome, Italy。Oxera Consulting (France) LLP,法国分公司,注册办事处:60 Avenue Charles de Gaulle, CS 60016, 92573 Neuilly-sur- Seine, France,在楠泰尔注册,RCS 编号为。 844 900 407 00025。Oxera Consulting (Netherlands) LLP,荷兰分公司,注册办事处:Strawinskylaan 3051, 1077 ZX Amsterdam,荷兰,在阿姆斯特丹注册,KvK 编号 72446218。Oxera Consulting GmbH 在德国注册,编号 HRB 148781 B(夏洛滕堡地方法院),注册办事处:Rahel-Hirsch-Straße 10, Berlin 10557,德国。
代码 公司 1381 粤丰环保集团股份有限公司 1519 J&T Global Express Ltd. - W 1541 宜明昂科生物制药(上海)有限公司 - B - H 股 1735 中原新能源控股集团有限公司 1963 重庆银行股份有限公司 - H 股 1969 中国春来教育集团股份有限公司 2169 沧港铁路股份有限公司 2268 药明康德医疗科技股份有限公司 2429 北京优博在线科技股份有限公司 - H 股 2511 HighTide Therapeutics, Inc. - B 2517 国泉食品(上海)有限公司 - H 股 2877 中国神威药业集团有限公司 6666 恒大物业服务集团有限公司 6682 北京第四范式科技股份有限公司 - H 股 6683 星光联想控股有限公司 6990 四川科伦博泰生物制药股份有限公司 - B - H 沪 9638 Ferretti SpA - F 9676 时光道天集团股份有限公司 - H 股 9880 优必选机器人股份有限公司 - H 股 9890 ZX Inc. 移除:
已经确定局部晶格自旋汉密尔顿量可用于通用绝热量子计算。然而,这些证明中使用的双局部模型汉密尔顿量是通用的,因此不限制自旋之间所需的相互作用类型。为了解决这一问题,本文提供了两个简单的模型汉密尔顿量,它们对于致力于实现通用绝热量子计算机的实验者来说具有实际意义。所提出的模型汉密尔顿量是已知的最简单的量子 Merlin-Arthur 完备 QMA 完备双局部汉密尔顿量。使用一系列技术实现的具有单局部横向场的双局部 Ising 模型可能是最简单的量子自旋模型,但不太可能适用于绝热量子计算。我们证明,通过添加可调的双局部横向 xx 耦合,该模型可以实现通用和 QMA 完备。我们还展示了仅具有单局部 z 和 x 场以及双局部 zx 相互作用的自旋模型的通用性和 QMA 完备性。
图 3.11:系统性能比较…………………………………………………………………….56 图 3.12:初级双极线圈和初级单极线圈的互操作性研究…………..58 图 4.1:模拟中的线圈结构…………………………………………………………………………62 图 4.2:所提线圈结构的 MAXWELL 模拟模型概览和正面视图…………………………………………………………………………………….63 图 4.3:用于接收器的空心圆柱体……………………………………………………………………...64 图 4.4:所提线圈结构和同轴线圈结构中的设计变量…………………………………...64 图 4.5:所提线圈结构中的旋转角、同轴线圈结构中的旋转角以及随旋转角变化的互感……………………………………...66 图 4.6:YZ 平面中的磁通密度…………………………………………………………...68 图4.7:ZX 平面的磁通密度………………………………………………………………...68 图 4.8:XY 平面的磁通密度………………………………………………………………...69 图 4.9:线圈参数说明…………………………………………………………………………72 图 4.10:发射器 A 处的全桥逆变器和接收器 c 处的全桥整流器……………..73 图 4.11:接收器 c 和发射器 A 的等效互感模型………………………………..75 图 4.12:第 4.4 节中提出的线圈结构的仿真和实验模型……………………………………………………………………………………77 图 4.13:随气隙变化的自感和互感………………………………..79 图 4.14:实验设置……………………………………………………………………………………80 图 4.15: P out = 1.0 kW 和 CR = 12 Ω 时的波形……………………………………………………81 图 4.16:环境空气条件下 CR 模式和 CV 模式下的系统性能…………...81 图 4.17:三种条件下的系统性能………………………………………………………………...82 图 5.1:所提出的理想线圈结构和仿真模型概述……………………………………………...84 图 5.2:所提出的理想线圈结构和之前的线圈结构中的旋转错位……………………………………………………………………………………86 图 5.3:第 4 章中提出的理想线圈结构和之前的线圈结构的总互感随旋转错位的变化…………………………………………………87 图 5.4:所提出的分段线圈设计……………………………………………………………………...88 图 5.5:所提出的分段线圈设计与之前的线圈设计中总互感随旋转错位的变化错位..………………89 图 5.6:YZ 平面、ZX 平面和 XY 平面的磁场分布………………..90 图 5.7:电路图………………………………………………………………………………92 图 5.8:线圈原型的仿真模型………………………………………………………………95 图 5.9:总互感的模拟和测量结果………………………………………………96 图 5.10:采用所提出的线圈结构的无线充电系统的实验装置…………………………97 图 5.11:系统完全对齐且旋转错位为 30° 时的波形…….97 图 5.12:旋转错位时输出功率和 DC-DC 效率的实验结果……………………………………………………………………………………98
存在几种用于量子信息处理的图形语言,例如量子电路、ZX 演算、ZW 演算等。每种语言都形成一个 † -对称幺半范畴(† -SMC),并带有一个指向有限维希尔伯特空间的 † -SMC 的解释函子。近年来,量子力学范畴化方法的主要成就之一是为大多数这些图形语言提供了几种方程理论,使它们能够完成纯量子力学的各种片段。我们讨论如何将这些语言扩展到纯量子力学之外的问题,以便推理混合态和一般量子操作,即完全正映射。直观地说,这种扩展依赖于丢弃图的公理化,它允许人们摆脱量子系统,而这在纯量子力学中是不允许的。我们引入了一种新的构造,即丢弃构造,它将任何 † -对称幺半范畴转换为配备丢弃图的对称幺半范畴。粗略地说,这种构造在于使任何等距因果化。使用这种构造,我们为几种图形语言提供了扩展,我们证明这些语言对于一般量子操作是完整的。然而,这种构造对于一些边缘情况(如 Clifford+T 量子力学)不起作用,因为该类别没有足够的等距。
变分量子算法已被引入作为一类有前途的量子-经典混合算法,它已经可以通过采用参数化量子电路与当今可用的嘈杂量子计算硬件一起使用。考虑到量子电路编译的非平凡性质和量子计算的微妙性,验证这些参数化电路是否已正确编译至关重要。已经存在处理无参数电路的既定等效性检查程序。但是,尚未提出能够处理带参数电路的方法。这项工作填补了这一空白,表明可以使用基于 ZX 演算的等效性检查方法以纯符号方式验证参数化电路的等效性。同时,可以利用参数化电路固有的自由度,用传统方法有效地获得不等式证明。我们实现了相应的方法并证明了最终的方法是完整的。实验评估(使用 Qiskit 提供的整个参数化 ansatz 电路库作为基准)证明了所提方法的有效性。该实现是开源的,作为等效性检查工具 QCEC(https://github.com/cda-tum/qcec)的一部分公开可用,该工具是慕尼黑量子工具包(MQT)的一部分。
1. 雷坤, 朱子, 殷子, 严鹏, 李凤, 陈静, 化学, 2019, 5, 3220-3231. 2. JH Jo、JU Choi、YJ Park、YH Jung、D. Ahn、T.-Y。 Jeon、H. Kim、J. Kim 和 S.-T。 Myung, Advanced Energy Materials,2020,10,1903605。3. Q. Zhang, C. Didier, WK Pang, Y. Liu, Z. Wang, S. Li, VK Peterson, J. Mao 和 Z. Guo, Advanced Energy Materials,2019,9,1900568。4. X. Zhang, D. Yu, Z. Wei, N. Chen, G. Chen, ZX Shen 和 F. Du,ACS Applied Materials & Interfaces,2021,13,18897-18904。5. N. Naveen, SC Han, SP Singh, D. Ahn, K.-S. Sohn 和 M. Pyo,Journal of Power Sources,2019,430,137-144。 6. C. Vaalma、GA Giffin、D. Buchholz 和 S. Passerini,《电化学学会杂志》,2016 年,163,A1295。 7. H. Kim,D.-H。 Seo,JC Kim,S.-H。 Bo, L. Liu, T. Shi 和 G. Ceder,先进材料,2017, 29, 1702480。 8. Y. Hironaka, K. Kubota 和 S. Komaba,化学通讯,2017, 53, 3693-3696。