Данное исследование прокладывает путь к пониманию оптимального сочетания доступного программного и аппаратного обеспечения для выполнения практических квантовых алгоритмов.

Предлагается подход к решению задачи классификации запутанности в многочастичных системах, который основан на методе машинного обучения без учителя известном как «обучение путаницей». Предлагаемый подход используется для запутанного двухкубитного состояния, запутанного двухкутритного состояния и запутанного двухкуквартного состояния, где стандартные меры запутанности уже не работают эффективно.

Задача распределения запутанности осложнена выбором начального запутанного состояния, которое будет выдерживать действие шумов как можно дольше. Неправильным будет считать, что в контексте состояний с непрерывной переменной и гауссовских каналов лучшим выбором будет гауусовское состояние. В работе показано, что некоторые негауссовские двухмодовые состояния сохраняют запутанность в большем диапазоне параметров, чем произвольные гауссовские, при детерминированном локальном ослаблении или усилении.

Рак является одной из ведущих причин смерти во всем мире. Крайне важно найти дозировки, которые максимизируют полезные эффекты лекарств и минимизируют их неблагоприятные побочные эффекты. Предлагаемая гибридная квантовая нейронная сеть, протестированная на наборе данных GDSC, превосходит свой классический аналог на 15% в прогнозировании значений эффективности лекарств IC50. 

Многие задачи обучения на последовательностях (например, задачу генерации текста) можно решать при помощи рекуррентных нейронных сетей (RNN), в частности, таких архитектур, как LSTM и GRU. В этой работе исследуется возможность решения таких задач при помощи гибридных квантово-классических рекуррентных нейросетей.

Квантовые алгоритмы вполне успешно применяются для решения некоторых задач дискретной оптимизации, но имеют ряд недостатков: есть ограничения на постановку задачи, решатель может найти не оптимальное решение и т д. В работе предлагается компенсировать эти недостатки квантовых решателей при помощи классической декомпозиции. На полученной схеме решается простая задача оптимизации без ограничений, даётся сравнение нескольких разных доступных квантовых решателей.  

В работе проведены оценки эффективности измерения магнитного поля с помощью флаксониума, а также оптимизация существующих алгоритмов измерения.

Наблюдаемая, примененная к сцепленному состоянию, создаёт ансамбль квантовых состояний в другой подсистеме и потребляет сцепленность. Подход является обобщением описания соотношений корпускулярно-волнового дуализма в эксперименте Юнга. Мы строим неравенство, связывающее независящую от базиса когерентность ансамбля, сцепленность и неопределенность наблюдаемой. Разработанная теория показывает, что сцепленность совпадает с величиной Холево ансамбля, которая сверху ограничивает информацию о путях

В работе показана возможность использования уникальных неоднородностей внутренней структуры волоконно-оптического световода для проведения удалённой аутентификации пользователей волоконно-оптических линий связи (ВОЛС).

Оценка многокубитных наблюдаемых является важной задачей обработки квантовой информации. Общеприменимый подход, разложение наблюдаемых на взвешенные суммы многокубитных Паули строк, подвержен накоплению дробового шума. Мы предлагаем метод когерентного суммирования Паули (КСП), устраняющего это ограничение, используя доступ к квантовой памяти с одним кубитом, в котором может храниться и накапливаться информация об измерениях.

Описываемая работа состояла в реализации квантового протокола распределения ключа между двумя пользователями. Представленный протокол является квантово защищенным благодаря контролю потерь в линии. Также описываемый протокол позволяет распределять ключ на сверхдальние расстояния без использования доверенных узлов на оптической линии.

Повсеместно используемые оптоволоконные линии связи обладают уникальной рассеивающей микроструктурой, формирующейся неоднородностями, возникающими в процессе застывания аморфного кремния. В данной работе теоретически и практически рассматривается формирование уникальнного рассеивающего отклика на оптический импульс у таких волокон, а также рассматривается возможность использования волокна в качестве физически неклонируемых функций.

Во время передачи когерентного состояния по оптоволоконной линии сигнал принимает множество искажений, связанных с неидеальностью квантового канала или возможным наличием перехватчика. Мы предлагаем реализацию схемы ретрансляции сигнала на дальние расстояния и его программную обработку, которая включает в себя как эффективное различение квантовых состояний при использовании соответствующей кодировки на входе, так и анализ криптостойкости системы на основе её текущего состояния.

В работе исследуются способы совершения квантовых операций над кубитами, построенными на основе трёх туннельно-связанных квантовых точек. Разработана концепция реализации операции CNOT на кубитах, построенных из трех квантовых точек. Получена динамика произвольного начального чистого двухкубитного состояния при выполнении предлагаемой операции CNOT. В рамках изученной модели релаксации электронных состояний в системе трех квантовых точек найдены оценки сверху и снизу для меры декогерентности.

Опираясь на законы квантовой термодинамики и метод физического контроля линии, мы показываем, что квантовое распределение секретного ключа может быть осуществлено на беспрецедентно больших расстояниях. В качестве иллюстрации мы рассматриваем конкретный протокол, предполагающий использование оптических усилителей.

• Одной из главных проблем, стоящих на пути проектирования полноценного квантового компьютера, является декогерентность квантовой системы. Данное исследование прокладывает путь к пониманию оптимального сочетания конструктивных параметров системы, необходимых для успешного разрешения данной задачи.

В работе описывается система передачи дискретных сигналов с помощью FPGA, цифро-аналогового преобразователя и амплитудного модулятора, на высоких скоростях. Амплитудный модулятор не стабилен с течением времени, поэтому, для его коррекции, подключен дополнительный аналого-цифровой преобразователь. Описываемая система может использоваться для распределения квантового ключа на большие расстояния.

При экспериментальном исполнении задач квантовой обработки информации неизбежно возникают ошибки. В данной работе рассматриваются меры, характеризующие различие между реальными и идеализированными квантовыми процессами. Обсуждаются их достоинства и недостатки. Также с помощью этих мер были произведены оценки того, насколько изменяется состояние кубита под воздействием шума. Были рассмотрены 3 модели шума: деполяризующий канал, амплитудное и фазовое затухание.

В работе исследуются непрерывные квантовые блуждания по графу Клебша, для которых находится точная динамика в случае унитарной эволюции и приближенные аналитические решения в случаях слабой и сильной декогеренции в модели Гурвица. Дается оценка точности решений, полученных примененными приближенными методами, которая верна для произвольного графа и может быть использована как для аналитических, так и для численных расчетов.

High-finesse filtering cavities are proposed to improve quantum gate fidelities and improve coherence of Rydberg excitation.