非互易性——即允许信号单向传输同时反向阻断的特性——已成为量子技术中的重要资源，可实现定向放大、量子信息路由和拓扑保护的量子态。近期实验突破通过在低损耗全集成器件中应用合成规范场、光机械相互作用和手性光-物质耦合，实现了弱磁偏置或无磁偏置条件下的非互易行为。这些成果克服了传统方案的局限性，使非互易技术与超导电路、可扩展量子光子架构兼容，并成为模块化量子计算机…

在量子计算架构中，传输子（Transmon）因其对电荷噪声的工程化不敏感性和较长的弛豫时间而被广泛采用。尽管具有这一优势，不同器件之间甚至同一器件内的量子比特间，传输子通常表现出显著的退相干时间波动。现有传输子量子比特被认为对电荷噪声不敏感，但近期极少有研究关注退相干与局域电荷环境的关联性。该研究发现退相干时间Tϕ的波动与电荷偏移量存在相关性：虽然电荷偏移波…

该研究团队引入了一种图形演算方法，由一组配备张量网络方程的费米子张量构成，可完全通过图示方式实现费米子多体物理中的各类计算。这些张量的指标主要对应费米子模式，同时包含量子比特和固定奇宇称态。该图形演算体系将适用于量子比特系统的ZX演算进行了扩展。研究人员运用该方法表征了物理学中的多种对象、操作和计算，包括费米子高斯态、马约拉纳模的部分迹、纯化协议、费米子化与…

高效制备高斯分布态的能力对众多量子算法的成功至关重要。当前该子程序最主流的算法（基塔耶夫-韦布方案）虽然具有理想的多项式资源扩展性，但其巨大的资源开销使其实际应用受限。本研究提出了一种更直观的新方法，仅需精确使用n-1个旋转门、(n-1)(n-2)/2个双量子比特受控旋转门及⌊(n-1)/2⌋个辅助量子比特，即可完成n量子比特高斯态的制备。该工作进一步通过电…

无论是与宏观环境接触还是遵循复杂动力学演化的多体系统，通常都可以用杰恩斯最大熵原理所选取的“热态”来建模。在此工作中，该研究团队发现了一组类似的根本原理，用于识别一个能模拟系统动力学的噪声量子通道𝒯，从而超越了对系统最终平衡态的研究。该团队提出的“最大通道熵原理”指出：在满足所有可获得的宏观约束条件下，𝒯应当最大化其通道熵（经适当定义）。这些约束可能关联输入…

热态在物理学、信息论、量子计算和机器学习等诸多领域发挥着重要作用。它源自杰尼斯的最大熵原理，是在线性约束条件下具有最大熵的状态，同时也是系统与宏观环境的微正则态约化结果。该研究团队提出了最大通道熵原理，将热通道定义为在通道线性约束条件下使通道熵度量最大化的量子通道，并证明此类通道具有类似热态的指数形式。研究人员探讨了包括保持系统平均能量的热化通道、泡利协变通…

量子算法为高能物理研究提供了一个极具前景的框架，尤其适用于通过将费曼传播子与量子比特对应来揭示多圈费曼图的因果构型——这一挑战类似于图论中有向无环图的查询问题。本工作提出了“最小团优化量子算法”(MCA)，这是一种自动化量子算法，专为高效查询“圈-树对偶性”中的因果结构而设计。该算法通过借鉴图论技术（特别是类比于“最小团分割问题”）实现优化，并通过分析转译后…

量子机器学习模型专为执行学习任务而设计。已有研究提出若干量子分类器模型，通过保真度测量实现输入数据的类别划分。量子Hadamard测试作为计算此类保真度的经典量子算法，其基本实施条件要求输入空间需映射至L2归一化向量空间，因此所得保真度对应于映射输入空间中的余弦相似度。该研究团队提出具备有界输入空间内积计算功能的增强型量子Hadamard测试——广义量子Ha…

当前最先进的T门数量优化（QCO）量子电路优化算法，往往会导致双量子位门数量（2Q-count）显著增加——这一缺陷是现有2Q-count优化技术难以有效解决的。该工作提出了一种创新的惰性重综合方法，专门针对现代基于真值表的量子电路优化流程，可显著缓解Clifford+T电路中因T门数量优化引发的双量子位门激增问题。实验表明，该方法相较基于真值表、ZX演算和…

量子电荷耦合器件架构中众多电极的独立控制对布线和硬件扩展性提出了重大挑战。为解决该问题，该研究团队展示了一种基于时分复用（TDM）的电压控制方法。该方法利用单个高速更新率的数模转换器（DAC）依次为多个电极生成控制信号，从而减少所需DAC数量及相关布线。研究人员通过开发仅需两个DAC即可运行的10通道系统进行实验验证，并将这套基于TDM的电压控制系统应…