在适当的条件下,从多部分束缚态中移除一个粒子会使其崩溃。这一特性被称为“Borromean 特性”,最近已在 Efi-mov 态中通过实验得到证实。人们可以预期,这种奇特的行为应该与强粒子间相关性的存在有关。然而,任何对这种联系的探索都受到表现出 Borromean 特性的物理系统的复杂性的阻碍。为了克服这个问题,我们引入了一个基于许多相互作用粒子的离散时间量子行走的简单动力学玩具模型。我们表明,它描述的粒子需要表现出 Greenberger-Horne-Zeillinger (GHZ) 纠缠才能形成 Borromean 束缚态。由于这种类型的纠缠很容易导致粒子丢失,我们的工作证明了相关性和系统的 Borromean 特性之间的直观联系。此外,我们在复合颗粒形成的背景下讨论了我们的发现。
操纵量子系统(例如自旋或人造原子)的常用方法是使用适当调整的控制脉冲。为了在相干性丧失之前完成量子信息任务,在尽可能短的时间内实现控制至关重要。本文我们报告了在 NMR 实验中以接近时间最优的方式制备保真度高于 99% 的贝尔态,这可以通过结合建模和实验的协同能力来实现。制备贝尔态的脉冲是通过实验发现的,这些实验通过与模型一起工作的基于梯度的优化算法递归辅助。因此,我们利用了基于模型的数值优化设计和基于实验的学习控制之间的相互作用。利用两种方法之间的平衡协同作用(由每种方法的特定情况能力决定),应该具有广泛的应用,可以加速寻找最佳量子控制。
摘要 量子行走的独特特征,例如行走者可以处于位置空间的叠加中并与位置空间纠缠,提供了固有的优势,可以利用这些优势来设计高度安全的量子通信协议。这里,我们提出了两种量子直接通信协议,一种量子安全直接通信协议和一种使用周期离散时间量子行走的受控量子对话 (CQD) 协议。所提出的协议对于各种攻击(例如拦截重发攻击、拒绝服务攻击和中间人攻击)是无条件安全的。此外,与基于量子位的 LM05/DL04 协议相比,所提出的 CQD 协议被证明可以无条件地抵御不受信任的服务提供商,并且这两种协议都对拦截重发攻击更安全。
量子步行已被视为通用量子计算的原始。通过使用描述单个粒子离散时间量子步行所需的操作,我们证明了在两个Qubit System上实现通用门的实现。这个想法是要收获单个量子位的有效希尔伯特空间及其在位置空间叠加中演变的位置空间,以实现多Qubit的状态和量子门上的通用量子集。与基于电路的计算模型相比,在拟议的量子步行模型中,以工程任意状态形式实现了许多非平凡的门。我们还将讨论模型的可扩展性和一些命题,以实现较大的量子系统中使用较少数量的Qubits。
给定一个闭二维流形或曲面上的大小为 L 的环或更一般的 1-循环 r(用三角网格表示),计算拓扑学中的一个问题是它是否与零同源。我们在量子环境中构建和解决这个问题。给定一个可以用来查询闭曲线上边的包含情况的 oracle,我们设计了一个用于这种同源性检测的量子算法,相对于环 r 上边的大小或边数,其运行时间为常数,只需要使用一次 oracle。相比之下,经典算法需要使用 Ω( L ) oracle,然后进行线性时间处理,并且可以通过使用并行算法将其改进为对数时间。我们的量子算法可以扩展以检查两个闭环是否属于同一个同源类。此外,它可以应用于同伦检测中的一个特定问题,即检查闭二维流形上的两条曲线是否不是同伦等价的。
硬币赋予的自由度,如 [3, 9] 所述。这与所谓的离散时间 QW 形成对比,在离散时间 QW 中,额外的硬币自由度会定期翻转 [3]。我们特意保留这种命名法,以便与 QW 社区建立联系。这也是合理的,因为周期性驱动的 Floquet 问题 [10] 的物理实现仍然会随时间不断演变,例如参见下面等式 (1) 中的 QKR 哈密顿量。我们现在利用 AOKR 实验的多功能性来实现基于这种 CTQW 的量子搜索协议。但我们的主要目标不是提高高度专业的计算机科学算法的性能,而是提出一种方法,通过该方法可以使用玻色-爱因斯坦凝聚态 (BEC) 的标准实验在由 BEC 形成的一维离散动量态网格基组内进行简单的量子搜索。该基础由周期性势能定义,该势能以双光子反冲为单位,以离散步骤改变 BEC 的动量。本文结构如下:第 2 部分,在简要介绍量子共振条件下 AOKR 的时间演化之后,我们介绍了适用于我们实验系统的搜索协议。因此,我们提出了两种不同的技术,以通过测量特定演化后的动量分布来获得所需状态。在第 3 部分,我们讨论了搜索协议的时间缩放,最后对用于搜索的 CTQW 的实现的重复性和命中时间进行了一般性评论。第 4 部分总结了本文。
摘要 我们提出了一种量子算法,用于按重要性顺序对网络节点进行排序。该算法基于有向离散时间量子行走,适用于所有有向网络。该算法理论上可以应用于整个互联网,因此可以用作量子 PageRank 算法。我们的分析表明,量子等级的层次结构与有向树和其他非循环网络的经典等级层次结构非常匹配。然而,对于循环网络,量子等级的层次结构并不完全匹配经典等级的层次结构。这凸显了量子干涉和网络中波动的作用以及使用量子算法对量子网络中节点进行排序的重要性。该算法可以设想的另一个应用是模拟模拟化学复合物的网络上的动态并按反应性顺序对活性中心进行排序。由于离散时间量子行走可以在当前的量子处理系统上实现,因此该算法在量子架构分析中也具有实际意义。
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:
如果选择了一个样本,则段阶段_seg1的持续时间可能在1到8个时间量子之间,如果选择了每位三个样本,则可能在2至8个时间量子之间。如果选择了每位三个样本,则最常见的采样值被视为位值。段阶段_SEG2的持续时间必须等于阶段_seg1,除非阶段_seg1小于信息处理时间(IPT),在这种情况下,阶段_seg2必须等于信息处理时间。信息处理时间等于表的2个时间量子,看来每位量子的最小时间数(nbt)为5。但是,许多CAN控制器每位至少需要8个时间量子。每位量子的最大时间数为25。
我们给出了一个多项式时间量子算法,用于求解具有确定多项式模噪比的带错学习问题 (LWE)。结合 Regev [J.ACM 2009] 所示的从格问题到 LWE 的简化,我们得到了多项式时间量子算法,用于求解所有 n 维格在 ˜ Ω(n4.5) 近似因子内的决策最短向量问题 (GapSVP) 和最短独立向量问题 (SIVP)。此前,还没有多项式甚至亚指数时间量子算法可以求解任何多项式近似因子内所有格的 GapSVP 或 SIVP。为了开发一种求解 LWE 的量子算法,我们主要介绍了两种新技术。首先,我们在量子算法设计中引入具有复方差的高斯函数。特别地,我们利用了复高斯函数离散傅里叶变换中喀斯特波的特征。其次,我们使用带复高斯窗口的窗口量子傅里叶变换,这使我们能够结合时域和频域的信息。使用这些技术,我们首先将 LWE 实例转换为具有纯虚高斯振幅的量子态,然后将纯虚高斯态转换为 LWE 秘密和误差项上的经典线性方程,最后使用高斯消元法求解线性方程组。这给出了用于求解 LWE 的多项式时间量子算法。