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无符号问题的绝热量子计算的（亚）指数优势
只要绝热演化的运行时间是绝热路径上任何哈密顿量的最小谱隙的倒数的多项式大，量子绝热定理就能保证计算与所需基态高度重叠 [3]。该模型得到了深入研究，不仅因为它本身很有趣，还因为它是量子退火的零温度极限。一般来说，已知绝热量子计算等同于基于标准电路的量子计算 [1]。然而，一个非常有趣的问题是，当所有哈密顿量都是“stoquatic”的，即限制为没有符号问题时，绝热量子计算的威力有多大。这意味着在某个基础上，𝐻的所有非对角线项都非正。没有符号问题的绝热量子计算包括最自然的情况，其中最终的哈密顿量是对角的，表示要优化的目标函数，初始哈密顿量由作用于每个量子位的泡利𝑋算子组成，基态是所有𝑛位串的均匀叠加。这个问题也是通过理解 D-Wave 公司实现的量子退火器的计算极限而产生的，其中所有的哈密顿量都是 stoquatic 的。Bravyi 和 Terhal [ 8 ] 证明，对于没有符号问题的无挫折哈密顿量，计算基态是经典可处理的，从而提出了一个问题，即对于没有符号问题的一般哈密顿量来说这是否也是如此。事实上，一个更有力的猜想是，量子蒙特卡罗（一种广泛用于计算凝聚态物理学的启发式方法）已经提供了一种有效的经典模拟技术。后一种可能性被 Hastings 和 Freedman [20] 的结果排除，他们证明了在此类问题上量子蒙特卡罗收敛存在拓扑障碍。对于没有符号问题的一般哈密顿量，经典可处理性问题一直悬而未决，直到 Hastings [19] 的最新突破性进展解决了这个问题，他证明了经典算法和绝热量子计算之间的拟多项式 Oracle 分离，没有符号问题。随后，Gilyén 和 Vazirani [18] 扩展并简化了 Hastings 的结果。他们证明了存在形式为 2 𝑛 𝛿 的（亚）指数 Oracle 分离
半导体量子点自旋链中的绝热量子态转移
半导体量子点自旋量子比特是一种很有前途的量子计算平台，因为它们可扩展并拥有较长的相干时间。然而，为了充分发挥这一潜力，量子纠错和高效算法需要高保真度的信息传输机制。在这里，我们展示了半导体量子点电子自旋链中绝热量子态转移的证据。通过绝热修改交换耦合，我们在不到 127 纳秒的时间内实现了远距离电子之间的单自旋态和双自旋态转移。我们还表明，这种方法可以级联用于长自旋链中的自旋态转移。基于模拟，我们估计，对于本文研究的实验参数，正确转移单自旋本征态和双自旋单重态的概率可以超过 0.95。未来，将需要状态和过程层析成像来验证保真度超过经典界限的任意单量子比特态的转移。绝热量子态转移对噪声和脉冲定时误差具有鲁棒性。该方法对于基于门的量子计算的大型自旋量子比特阵列中的初始化、状态分布和读出非常有用。它还为半导体量子点自旋量子比特中的通用绝热量子计算开辟了可能性。
量子狂犬模型的绝热捷径
，我们提出了一种通过快速到可绝化的（STA）动力学快速生成Rabi模型的非经典基态的方法。通过将参数放大器应用于Jaynes-Cummings模型来模拟时间依赖性量子Rabi模型。使用实验可行的参数驱动器，该STA协议可以通过与绝热协议快的速度快10倍的过程来生成大尺寸的SchréodingerCat状态。如此快速的进化增加了我们的方案抵抗耗散的鲁棒性。我们的方法可以自由设计参数驱动器，以便可以在实验室框架中生成目标状态。在很大程度上失调的光 - 物质耦合使协议可与实验中操作时间的缺陷进行鲁棒性。
补充信息“通过绝热捷径加速量子感知器”
T F = 0的相应传输函数。15，其中虚线曲线代表2 = - 50，a 3 = - 3980。（b）对于t f = 0。15，在使用θ= p 3 i = 0 a i t i（固体蓝色）的情况下，使用θ= p 5 i = 0 a = 0 a i t i具有最佳参数a 2 = - 50，a 3 = -3980（dotted-y/ y/ y/ y/ f = 12 fur = fur = fure）， 15。在T min f = 0时最小的操作时间t f到达。 15用于c <0。 01。 数值计算证明，进一步设置更高的多项式ANSATZ（S> 5）并不能改善缩短t min f。 参考文献中介绍了STA与最佳控制理论之间的详细比较。 [1]，证明IE方法允许通过在多项式或三角分析中引入更多自由dom来从最佳控制理论中获得的性能。 在这里，我们通过将IE与多项式函数θ= p n i = 0 a i t i，三角函数θ= a 0 + a 1 t + p n i = 2 a i sin [（i-1）πt/t f]和指数函数θ= a 0 e e 1 e t + a 2 e e-t + a 2 25以及表I所示的Faquad，表明较高的多名ANSATZ提供了准最佳时间解决方案。15。在T min f = 0时最小的操作时间t f到达。15用于c <0。01。数值计算证明，进一步设置更高的多项式ANSATZ（S> 5）并不能改善缩短t min f。参考文献中介绍了STA与最佳控制理论之间的详细比较。[1]，证明IE方法允许通过在多项式或三角分析中引入更多自由dom来从最佳控制理论中获得的性能。在这里，我们通过将IE与多项式函数θ= p n i = 0 a i t i，三角函数θ= a 0 + a 1 t + p n i = 2 a i sin [（i-1）πt/t f]和指数函数θ= a 0 e e 1 e t + a 2 e e-t + a 2 25以及表I所示的Faquad，表明较高的多名ANSATZ提供了准最佳时间解决方案。
通过绝热捷径实现非绝热几何门的数字量子模拟
摘要：几何相位用于构造量子门，因为它可以自然地抵抗局部噪声，充当几何量子计算的模块化单元。同时，需要快速非绝热几何门来减少退相干引起的信息损失。在这里，我们提出了一种非绝热几何量子门的数字模拟，以达到绝热的捷径 (STA)。更具体地说，我们将基于不变量的逆向工程与最优控制理论相结合，在两级量子比特系统的背景下设计快速且鲁棒的阿贝尔几何门，以抵抗系统误差。我们以 X 和 T 门为例，其中的保真度和鲁棒性是通过理想量子电路中的模拟来评估的。我们的结果还可以扩展到构造两量子比特门，例如受控相位门，它与单个量子比特绕 Z 轴旋转共享等效有效哈密顿量。这些受 STA 启发的非绝热几何门可以在物理上实现量子纠错，从而实现噪声中型量子 (NISQ) 时代的容错量子计算。
表征有限温度下量子多体系统的绝热性
量子绝热定理是时间相关量子系统的基础，但能够定量表征多体系统中的绝热演化却是一项挑战。这项工作表明，使用适当的状态和粒子密度度量是一种可行的方法，可以定量确定量子多体系统动态中的绝热程度。该方法还适用于有限温度下的系统，这对于量子技术和量子热力学相关协议非常重要。通过与将量子绝热标准扩展到有限温度所获得的结果进行比较，讨论了考虑记忆效应的重要性：结果表明，这可能会产生构造上为准马尔可夫的错误读数。由于所提出的方法可以通过仅跟踪系统局部粒子密度来表征绝热演化的程度，因此它可能适用于非常大的多体系统的理论计算和实验。
通用绝热量子计算机的可实现哈密顿量
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。
简单量子系统中绝热不变量的Ehrenfest方法及进入能量发射过程的时间间隔的计算
第一步，将有关角轨道动量绝热不变性的埃伦费斯特推理应用于氢原子中的电子运动。结果表明，从氢原子中考察的轨道角动量可以推导出从量子能级 1 n + 到能级 n 的能量发射时间。发现这个时间恰好等于焦耳-楞次定律规定的电子在能级 1 n + 和 n 之间跃迁的时间间隔。下一步，将输入量子系统的机械参数应用于计算电子跃迁特征时间间隔。这涉及氢原子中的相邻能级以及受恒定磁场作用的电子气中的朗道能级。