某中心量子计算研究团队在QIP 2021发表13篇论文

量子计算机是一种新兴技术，从长远来看，它有望比经典计算机更快（甚至是指数级更快）地执行某些计算。经典计算机使用比特表示信息，而量子计算机使用量子比特（qubit），其利用了叠加和纠缠的量子现象。

2019年，某中心宣布成立新的某云计算中心量子计算中心。该中心的研究人员，以及相关学者，是本周量子信息处理会议接受的13篇论文的共同作者。这些论文分为三大类：

量子纠错与容错

由于当今大多数量子比特都存在噪声（因此容易出错），量子纠错对所有现有的量子计算机设计都至关重要。在经典计算机中，纠错涉及查看具有数学关系的比特序列，并识别违反这些关系的比特。然而，查看量子比特的值会破坏量子信息，因此量子纠错比其经典对应物更具挑战性和复杂性。这些论文在量子纠错方案的设计以及将量子纠错工具应用于从量子计量到黑洞物理等其他领域都取得了进展。

• "The XZZX surface code"
• "The ghost in the radiation: Robust encodings of the black hole interior"
• "The cost of universality: A comparative study of the overhead of state distillation and code switching with color codes"
• "Quantum coding with low-depth random circuits"

量子算法与量子计算应用

经典比特的值可以是0或1，而量子比特的值可以是0、1或两者的叠加。然而，对量子比特执行测量会导致其脱离叠加态。设计量子算法的艺术在于将问题编码成一串纠缠的量子比特，以便当量子比特脱离叠加态时，它们的值就代表了问题的解。这些论文为量子计算机找到了从化学到机器学习等领域的新用例，同时也揭示了其局限性。

• "Efficient classical simulation of random shallow 2D quantum circuits"
• "Nearly tight Trotterization of correlated electrons"
• "Random quantum circuits anti-concentrate in log depth"
• "Fundamental aspects of solving quantum problems with machine learning"
• "Characterization of solvable spin models via graph invariants"

量子计量与通信

量子计算的许多重要应用将依赖于量子通信（在不丢失纠缠和叠加的情况下将量子信息从一个点传递到另一个点）和量子计量（对量子系统进行精确测量）。这些论文解决了这两个领域的问题。

• "Enhanced energy-constrained quantum communication over bosonic Gaussian channels using multi-channel strategies"
• "Bipartite energy-time uncertainty relation for quantum metrology with noise"
• "Asymptotic theory of quantum channel estimation"
• "Using quantum metrological bounds in quantum error correction: A simple proof of the approximate Eastin-Knill theorem"