Fundamental Limits on Polarization Entanglement Distribution in Optical Fiber
この論文は、偏光モード分散や検出器の暗計数などの現実的なノイズを考慮した「消去・パウリチャネル」モデルを導入し、光ファイバーにおける偏光エンタングルメント分配の最適中継器なし性能の理論的上限を厳密に導出することで、長距離量子通信のベンチマーク確立に貢献したものである。
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1725 件の論文
Markovian quantum master equations are exponentially accurate in the weak coupling regime
この論文は、弱結合領域におけるガウス環境と結合した開放量子系が、結合強度の逆数に対して指数関数的に減少する補正項まで、反復可能な一般化されたボーン・マルコフ近似によって導出されるマルコフ型量子マスター方程式によって極めて高精度に記述可能であることを示しています。
Towards Predictive Quantum Algorithmic Performance: Modeling Time-Correlated Noise at Scale
本論文は、テンソルネットワークと量子自己回帰移動平均モデルを組み合わせることで、時間相関ノイズのスペクトル特性が量子アルゴリズムの誤り率スケーリングを決定し、中規模シミュレーションから大規模な量子回路の性能を予測する新たな手法を確立し、実験との連携による予測ベンチマークプロトコルを提案するものである。
Examination of classical simulations for Heisenberg-Langevin equations for spin-1/2
本論文は、スピンダイナミクスを古典確率過程で近似する手法を、ゼロ温度および高温極限におけるウェイスコプフ・ウィグナー理論に基づく既知の量子力学解と比較検証することで、その有効性を検討するものである。
Tight inapproximability of max-LINSAT and implications for decoded quantum interferometry
本論文は、 の仮定の下で max-LINSAT 問題の近似不可能性の厳密な限界をハスタッドの定理から直接導き、その限界値がデコード量子干渉法（DQI）の半円則における極限と一致することを示すことで、最悪ケースの計算困難性と潜在的な量子優位性の境界を明確にしている。
Linear-Time Encodable and Decodable Quantum Error-Correcting Codes
この論文は、量子 LDPC コードや局所テスト可能コードなどの進展を踏まえ、通信チャネル容量設定において対数深さかつ線形ゲート数で符号化・復号可能な漸近的に良い量子誤り訂正符号を構築し、さらに符号化・復号・デコードのすべてを線形ゲート数で実行可能な明示的な符号を提案するものである。
Transversal AND in Quantum Codes
この論文は、可逆性が保証された三値量子ビット（qutrit）を用いて AND ゲートを横断的に実装する新しい量子誤り訂正符号を構築し、その背後にある対称的な回路分解と CSS 符号の関係を明らかにするとともに、混合量子ビット・三値量子ビット符号や魔状態蒸留などのプロトコルを提案しています。
Feedback-Induced Advantage in Quantum Clockworks
この論文は、古典的時計ではフィードバック制御が性能限界を超えられないのに対し、量子時計ではフィードバックが信号対雑音比を向上させ、時間測定の根本的な限界を押し広げる可能性があることを示す新たな理論枠組みを提案しています。
How to improve the accuracy of semiclassical and quasiclassical dynamics with and without generalized quantum master equations
本論文は、一般化量子マスター方程式（GQME）を用いた半古典・準古典力学の精度向上メカニズムを解明し、短時間精度を高める「左側時間微分」の特性と長時間不安定性のジレンマを克服するメモリカーネルの適切な切断手法を確立することで、複雑系における量子ダイナミクス計算の信頼性を飛躍的に向上させることを示した。
Demonstrating Noise-adapted Quantum Error Correction With Break-Even Performance
この論文は、IBM の量子ハードウェア上で変分量子回路と動的デカップリングを組み合わせたノイズ適応型量子誤り訂正手法を実証し、物理量子ビットの寿命を超える論理量子ビットの寿命を達成して「ブレイクイーブン」性能を達成したことを報告しています。
Universal Hamiltonian control in a planar trimon circuit
本論文は、平面幾何構造に統合されたトリモン回路において、3 つのトランモンモード間の強いつながりを利用し、高忠実度で任意の 2 量子ビット演算や最大 8 状態のクディット操作を実現し、従来のトランモンを代替し得るコンパクトで高制御性のデバイスであることを示しています。
Necessary conditions for the Markovian Mpemba effect
この論文は、マルコフ過程における Mpemba 効果の発現に必要な遷移確率の条件を導き出し、最大エントロピーの原理に基づいてサブ・オーミックおよびオーミックスペクトルを持つ系ではこの効果が現れないことを示すことで、多段階系における Mpemba 効果のメカニズムと物理的限界を解明したものである。
Dirac Wave Functions of Positive Energy with Arbitrarily Small Position Uncertainty
この論文は、自由ディラック粒子の正エネルギー部分空間に属する波動関数においても位置の不確定性に正の下限が存在するという長年の予想が誤りであり、任意に狭い位置不確定性を持つ状態が存在することを示しています。
High Purity OAM Entangled Photons from SPDC with Reduced Spatial Spectral Correlations
この論文は、SPDC による高純度 OAM 絡み合い光子源を実現するため、空間スペクトル相関を低減し、OAM 空間純度の劣化を定量化する設計パラメータを提示しています。
Long-range waveguide-quantum electrodynamics with left-handed transmission lines
この論文は、左-handed 伝送線路を用いて、原子と光子の束縛状態における代数局在や光子の加速伝播など、本質的な長距離相互作用を備えた波導量子電磁力学系を提案し、分散関係と束縛状態・光フロントの関係を統一的に記述する手法を開発したことを報告しています。
Fault-tolerant execution of error-corrected quantum algorithms
Quantinuum のトラップドイオン量子プロセッサ上で、 スティーアン符号を用いた完全なフォールトトレラントな量子誤り訂正を実装し、QAOA や HHL などの複雑な量子アルゴリズムを、符号化されていない回路と同等かそれ以上の性能で実行することに成功しました。
Photon statistics in chiral waveguide QED: I Mean field and perturbative expansions
本研究では、カイラル導波路 QED における光子統計を記述するために、高次平均場近似と摂動論に基づく解析的解法を開発し、実験結果との整合性を確認するとともに、半古典的手法のベンチマークとなる体系的な理論枠組みを提示しています。
Quantum Cramér-Rao bound on quantum metric as a multi-observable uncertainty relation
この論文は、量子メトリックがパラメータ空間における変換生成子の共分散であるという性質に基づき、量子メトリックがその自身とベリー曲率の積によって制限されることを示し、これが多観測量の不確定性関係（特に 2 演算子の場合のロバートソン・シュレーディンガー不確定性関係の一般化）と等価であることを理論的に導き、3 次元トポロジカル絶縁体のスピン演算子を用いてその有効性を検証したものである。
Robustness as a thermodynamic currency: work advantages and preparation costs of nonclassical states
この論文は、量子もつれやコヒーレンスなどの非古典的性質が「頑健性（ロバストネス）」という尺度を通じて熱力学的な資源となり、より多くの仕事抽出を可能にする一方で、その状態の準備には非資源状態よりも多くの仕事コストがかかることを示し、量子資源の頑健性測度に熱力学的な意味付けを与えています。
Quantum foundations for quantum technologies in the International Year of Quantum (2025)
2025 年の国際量子年を踏まえ、量子力学の基礎的な問いが哲学的な思弁から実験的検証を経て量子技術へと発展し、その技術的進歩が再び基礎研究にフィードバックするという双方向的な対話が、理論的理解と実用化の両方を形作っていると要約されます。