Fundamental limits for thermodynamic control with quantum feedback

Diese Arbeit leitet aus zwei grundlegenden physikalischen Prinzipien die fundamentalen unteren Grenzen für die Arbeitskosten der Quantenrückkopplungskontrolle ab, die zu einem verallgemeinerten zweiten Hauptsatz der Thermodynamik mit konditionaler Helmholtz-Energie führen und gleichzeitig die thermodynamische Bedeutung negativer bedingter Entropien in der Einzel-Shot-Situation aufklären.

Kaiyuan Ji, Gilad Gour, Mark M. WildeTue, 10 Ma⚛️ quant-ph

Output Prediction of Quantum Circuits based on Graph Neural Networks

Diese Arbeit stellt ein auf Graph-Neuronalen-Netzwerken (GNNs) basierendes Framework vor, das die Ausgabe von Quantenschaltkreisen unter Rauschbedingungen präziser vorhersagt als CNNs und durch einen direkten Vergleichsschema-Ansatz die Leistung verschiedener parametrisierter Quantenschaltkreise (PQCs) bei der Berechnung der Grundzustandsenergie von Wasserstoffmolekülen signifikant verbessert.

Yuxiang Liu, Fanxu Meng, Lu Wang, Yi Hu, Zaichen Zhang, Xutao YuTue, 10 Ma⚛️ quant-ph

Experimental observation of quantum interferences in CO-H2_2 rotational energy transfer at room temperature

Diese Studie liefert den experimentellen Nachweis quantenmechanischer Interferenzen bei der rotationsenergetischen Übertragung zwischen CO und H₂ bei Raumtemperatur und bestätigt durch den exakten Abgleich mit theoretischen Berechnungen die Zuverlässigkeit der zugrunde liegenden Potentialhyperflächen für astrophysikalische Modelle.

Hamza Labiad, Alexandre Faure, Ian R. SimsTue, 10 Ma⚛️ quant-ph

Realistic quantum network simulation for experimental BBM92 key distribution

Die Studie demonstriert, dass ein diskreter Ereignis-Simulator für Quantennetzwerke die experimentellen Schlüssel- und Fehlerraten des BBM92-Protokolls präziser nachbilden kann als analytische Theorien und gleichzeitig theoretische Vorhersagen für noch nicht experimentell realisierte Szenarien wie Quantenrepeater validiert.

Michelle Chalupnik, Brian Doolittle, Suparna Seshadri, Eric G. Brown, Keith Kenemer, Daniel Winton, Daniel Sanchez-Rosales, Matthew Skrzypczyk, Cara Alexander, Eric Ostby, Michael CubedduTue, 10 Ma⚛️ quant-ph

Flux Trapping Characterization for Superconducting Electronics Using a Cryogenic Widefield NV-Diamond Microscope

Die Autoren stellen ein kryogenes Weitfeld-Mikroskop auf Basis von NV-Diamanten vor, das eine schnelle, mikrometergenaue Abbildung von magnetischen Flussfängen in supraleitenden Bauelementen ermöglicht und durch die Analyse von Wirbel-Ausstoßfeldern neue Erkenntnisse für die Skalierbarkeit supraleitender Elektronik liefert.

Rohan T. Kapur, Pauli Kehayias, Sergey K. Tolpygo, Adam A. Libson, George Haldeman, Collin N. Muniz, Alex Wynn, Nathaniel J. O'Connor, Neel A. Parmar, Ryan Johnson, Andrew C. Maccabe, John Cummings, Justin L. Mallek, Danielle A. Braje, Jennifer M. SchlossTue, 10 Ma⚛️ quant-ph

Optimizing Sparse SYK

Diese Arbeit zeigt, dass bei der sparsifizierten SYK-Modellierung für pΩ(logn/n)p \geq \Omega(\log n/n) eine beweisbare Trennung zwischen klassischen Algorithmen, die auf Gauß-Zuständen basieren, und effizienten Quantenalgorithmen besteht, da erstere nur eine Θ(1/n)\Theta(1/\sqrt{n})-Approximation der Grundzustandsenergie erreichen, während letztere eine konstante Faktor-Approximation liefern.

Matthew Ding, Robbie King, Bobak T. Kiani, Eric R. AnschuetzTue, 10 Ma⚛️ quant-ph

From Wavefunctional Entanglement to Entangled Wavefunctional Degrees of Freedom

Diese Arbeit liefert neue physikalische Einsichten in das Verhältnis zwischen der Verschränkung optischer Moden und der Verschränkung der Wellenfunktionsfreiheitsgrade von Photonen, indem sie zeigt, wie durch Messkontexte echte Verschränkung zwischen beobachtbaren Photoneneigenschaften gewonnen werden kann, was neue Protokolle für die Quanteninformationsverarbeitung ermöglicht.

Aniruddha BhattacharyaTue, 10 Ma⚛️ quant-ph

A Neural-Guided Variational Quantum Algorithm for Efficient Sign Structure Learning in Hybrid Architectures

Die Studie stellt sVQNHE vor, einen hybriden quantenklassischen Algorithmus, der durch die Entkopplung von Amplituden- und Vorzeichenlernen mittels neuronaler Netze und flacher Quantenschaltkreise die Messkosten senkt, Konvergenzprobleme wie „Barren Plateaus" überwindet und die Lösung komplexer Optimierungsprobleme auf aktuellen und zukünftigen Quantenprozessoren effizienter gestaltet.

Mengzhen Ren, Yu-Cheng Chen, Yangsen Ye, Min-Hsiu Hsieh, Alice Hu, Chang-Yu HsiehTue, 10 Ma⚛️ quant-ph

Enhanced Rényi Entropy-Based Post-Quantum Key Agreement with Provable Security and Information-Theoretic Guarantees

Diese Arbeit stellt ein verbessertes postquantensicheres Schlüsselvereinbarungsprotokoll vor, das auf Rényi-Entropie basiert und durch informationstheoretische Sicherheit, verifizierbare Geheimhaltung und beweisbare Widerstandsfähigkeit gegen Quantenangriffe ohne Hardness-Annahmen eine langfristige kryptografische Sicherheit gewährleistet.

Ruopengyu Xu, Chenglian LiuTue, 10 Ma⚛️ quant-ph

Tunneling of bosonic qubits under local dephasing through microscopic approach

Diese Arbeit leitet eine mikroskopische Mastergleichung für tunnelnde bosonische Qubits unter lokaler Dephasierung her und zeigt, dass eine Resonanzbedingung zwischen Tunnel- und Badfrequenzen zu einem noise-induzierten Mechanismus führt, der Kohärenz und Verschränkung im stationären Zustand stabilisiert, anstatt sie zu unterdrücken.

Alberto Ferrara, Farzam Nosrati, Andrea Smirne, Jyrki Piilo, Rosario Lo FrancoTue, 10 Ma⚛️ quant-ph

Power and limitations of distributed quantum state purification

Die Studie untersucht die Möglichkeiten und Grenzen der verteilten Quantenzustandsreinigung durch lokale Operationen und klassische Kommunikation (LOCC) und zeigt, dass eine universelle, ziellose Reinigung bei depolarisierendem Rauschen unmöglich ist, während eine gezielte Reinigung für einzelne Zustände stets durch ein explizites analytisches Protokoll oder einen optimierungsbasierten Algorithmus erreichbar bleibt.

Benchi Zhao, Yu-Ao Chen, Xuanqiang Zhao, Chengkai Zhu, Giulio Chiribella, Xin WangTue, 10 Ma⚛️ quant-ph