正文
测控系统
适当的控制机制是量子态操作、读出、错误纠正过程和容错量子计算的必要条件。
这一领域的一个重要开放问题是为计算准备量子系统，以及从量子态中提取有价值信息的测量实现。
在[http://refhub.elsevier.com/S1574-0137(18)30170-9/sb151]中，作者研究了具有部分先验知识的两个纯量子态的实际叠加。这些结果在实验量子信息处理中特别重要，因为产生任何两个未知纯态的叠加是一个挑战，因为它只能通过一些关于输入态的先验知识来实现，但只能以概率的方式。先验知识由两个未知状态相对于某个给定参照状态的重叠来表示。在文中，作者实现了在三量子比特核磁共振系统中叠加两个纯态的概率协议。他们还通过准备一系列输入状态来研究该协议的可行性，并确定了准备状态之间的平均保真度。由于达到的保真度是高的，作者也得出结论，提出的实现可以扩展到更复杂的情况和复杂的量子电路。
在[S. Dogra, G. Thomas, S. Ghosh, D. Suter, Superposing pure quantum states
with partial prior information, 2017, arXiv:1702.02418.]中，作者也研究了未知量子态的叠加问题。特别地，在这项工作中，作者定义了一个实验可行的方案来叠加一个d维量子系统的多个纯态。作者还提出了一种基于双量子比特核磁共振(NMR)量子处理器的实用实现。
在[http://refhub.elsevier.com/S1574-0137(18)30170-9/sb165]中，作者研究了一些量子采样问题，特别关注玻色子采样和量子至上。作者总结了在经典计算机难以模拟采样问题时用于推导的论点，特别是在玻色子采样方面。作者对这些类给出了结论，并回顾了最近在玻色子采样中与量子霸权有关的实验实现
在[http://refhub.elsevier.com/S1574-0137(18)30170-9/sb166]中，作者研究了微分方程在光子量子信息处理中的应用。介绍了一种由微分方程决定动力学的光子量子电路的实现模型。正如作者所总结的那样，所研究的模型能够实现量子反馈和前馈，而不需要在量子电路中进行任何中间测量。研究结果为基于芯片的集成量子控制提供了一种可行的方法。
在[http://refhub.elsevier.com/S1574-0137(18)30170-9/sb167]中，研究了一种基于机器学习的模型，用于量子比特退相干的预测和实时补偿。作者应用传统的控制理论和传统的机器学习技术来预测量子比特状态的未来演化。正如作者所总结的那样，研究的实验模型表明，与基于标准测量的反馈方法相比，量子比特相位稳定性有显著改善。由于作者发现所提出的模型不需要在硬件层上进行进一步的扩展，并且也很好地适用于通过投影测量实现测量的量子比特系统。
量子人工智能在超导电路领域的另一应用见于[http://refhub.elsevier.com/S1574-0137(18)30170-9/sb95]。分析了利用超导电路实现量子增强学习的一些基本协议。本文还假设这些超导电路具有反馈回路控制。本文还定义了超导电路的一些不同场景。
在[http://refhub.elsevier.com/S1574-0137(18)30170-9/sb168]中，作者研究了量子退火器中持续偏差的确定和修正。本文讨论了量子退火器的一些性能问题。作者定义了一种策略来确定和纠正可编程参数的实际值和用户指定值之间持久的、系统的偏差。作者还在实验中使用D-Wave量子器件实现测试了他们的模型。研究结果表明，该模型可以提高实际量子器件的性能。
在[http://refhub.elsevier.com/S1574-0137(18)30170-9/sb169]中，作者使用最小平均拷贝数研究了量子态鉴别。正如作者所说，在从多个副本中区分非正交量子态的任务中，关键参数是错误概率和使用的资源(副本数量)。作者定义了一个新的状态判别任务，因为在他们的框架中，平均资源在固定的容许误差概率下是最小的。他们得出的结论是，这项新任务不能通过之前已知的策略来实现最佳执行，他们也推导和实验测试。
在[http://refhub.elsevier.com/S1574-0137(18)30170-9/sb152]中，作者研究了一些未知量子态的叠加生成问题。作者提出了一个定理，禁止存在产生两个未知量子态叠加的通用概率量子协议。本文还介绍了一个建立两个未知态叠加的概率协议，使量子态与已知的参考纯态有固定的重叠。正如作者发现的，该协议可以在任意希尔伯特空间上实现，允许广泛的实际实现
在[http://refhub.elsevier.com/S1574-0137(18)30170-9/sb150]中，对未知光子量子态叠加的实验创造进行了研究。作者定义了一种方法来创造任意两个未知光子量子比特的叠加，只要它们与水平偏振态有非零重叠。正如论文所总结的，平均保真度高达0.99，因此一个实际的实现可能在实验量子计算中具有重要意义。该协议的一个可能的实际应用是通过相干叠加进行信息压缩。
在[http://refhub.elsevier.com/S1574-0137(18)30170-9/sb153]中，作者对目前关于两个未知状态叠加产生的结果增加了一些知识。作者指出，在类时间闭合曲线存在的情况下，有可能产生未知量子态的叠加，从而规避了[http://refhub.elsevier.com/S1574-0137(18)30170-9/sb152]的no-go结果。
量子纠错
量子纠错方法的发展使我们能够满足量子计算中高保真度和足够的相干时间的要求。
量子计算系统误差的性质与经典系统误差[http://refhub.elsevier.com/S1574-0137(18)30170-9/sb45]有显著的不同。为了实现可靠的、容错的量子计算，各种量子硬件实现引入了不同的物理技术，但量子纠错的通用模型仍然是一个开放的问题
量子纠错方法一般使用输入数据量子态和综合征量子态来识别错误信息。在实验量子计算中，量子态的逻辑表示和物理表示之间存在区别，因为逻辑量子系统是由物理层中的几个量子态编码的。所开发的量子纠错码(如拓扑纠错设计等)可适应不同物理实现的不同要求。
在[http://refhub.elsevier.com/S1574-0137(18)30170-9/sb46]中，作者研究了缺陷格上的表面码误差修正问题。这些错误修正方案背后的动机，正如作者也指出的那样，量子计算机的实现将容易以物理错误量子态的形式损失。因此，自适应纠错方案在实际量子计算和量子计算机的实现中具有重要意义。本文作者模拟了静态放置的单断层格和格。作者的结论是，在晶格外围的静态损失比在中心的静态损失的负面影响小。作者还分析了预测量子芯片性能的不同指标，他们得出结论，晶格中最深层稳定电路的深度与校正后的剩余错误率相关性最强。该结果对实验量子计算特别方便。
在[http://refhub.elsevier.com/S1574-0137(18)30170-9/sb170]中，作者研究了基于变形的表面程序的状态注入、晶格手术和密集填充问题。作者定义了一种基于变形的表面代码，使用超稳定器来检测连接超稳定器的短错误链。结果表明，在实际的量子计算中，将逻辑量子比特放在一起是可能的。作者还研究了基于缺陷的曲面编码的转换过程，并介绍了基于变形的曲面编码的布局设计。该结果为实验大规模量子计算提供了方便。
在[http://refhub.elsevier.com/S1574-0137(18)30170-9/sb44]中，作者研究了带错误学习的量子样本复杂性。针对一个学习问题，作者发现存在一种具有多项式样本和时间复杂度的高效量子学习算法。正如作者所总结的那样，研究结果对密码学有一些启示
在[http://refhub.elsevier.com/S1574-0137(18)30170-9/sb171]中，作者研究了硅基表面代码量子计算机的实现方面。重点研究了纳米分离与量子比特相互作用之间的冲突，通过建立固体自旋表面编码量子计算的可行性，提出了解决分离问题的方法。所提出的方法利用旨在进行机械分离的探针自旋，并包括一个由于自旋未完全定位而导致的误差修正协议。正如作者总结的那样，所定义的架构克服了固态量子计算面临的许多困难，并提供了比其他系统大几个数量级的量子比特密度。
在[http://refhub.elsevier.com/S1574-0137(18)30170-9/sb147]中，作者研究了凝聚态系统中准粒子激发的所谓马约拉纳零模。这些majorana零模式具有至关重要的意义，因为它们可以用作容错量子计算机的构建块。在他们的模型中，作者在纳米线段中使用了所谓的库仑-封锁光谱，从而产生了一个超导库仑岛(马约拉纳岛)。正如作者所发现的那样，所引入的模型有助于澄清有限系统中的琐事到拓扑的转换，并有助于研究拓扑保护的高级性质
作者在[http://refhub.elsevier.com/S1574-0137(18)30170-9/sb8]中证明了在超导电路中通过纠错可以延长量子比特的寿命。所实现的量子比特采用超导谐振腔Schrödingercat态的叠加编码。实际实现包括使用反馈控制机制的量子错误纠正协议。在提出的实现中，修正后的量子比特寿命为320微秒。正如作者所总结的，这些结果说明了硬件高效的量子比特编码比传统的量子纠错方案的好处。
在[http://refhub.elsevier.com/S1574-0137(18)30170-9/sb172]中，研究了量子霸权的问题(没有纠错的量子器件可以执行一个定义良好的计算任务，超出了目前可用的经典计算机的能力)。在这项工作中，作者分析了从(伪)随机量子电路的输出分布中采样的任务。正如作者所发现的那样，对分布进行经典的采样需要对电路进行高成本的数值模拟。这个代价是系统的量子位数的指数函数增长。作者分析了多达42个量子比特的量子电路。正如作者所发现的那样，在近50个超导量子位的量子器件中可以实现量子霸权。
在[http://refhub.elsevier.com/S1574-0137(18)30170-9/sb173]中，作者使用机器学习方法研究了去相干量子系统的表征。他们分析了自适应表征过程中的退相干效应，其中测量设置通过数据反馈更新。正如作者所发现的那样，自适应测量可以提供误差随着测量次数的增加而呈指数下降的估计。作者还开发了一个框架，以处理高初始参数不确定性和在退相干量子系统的读出不完善的存在。
在[http://refhub.elsevier.com/S1574-0137(18)30170-9/sb174]中，作者定义了用于高效压缩量子数据的量子自编码器。从理论上讲，自动编码器的任务是将输入映射到低维点，这样就可以从映射点恢复输入。作者定义了一个量子自编码器的模型来对量子数据进行这些操作。作者发现，量子自编码器的参数可以用经典的优化算法进行训练。作者还证明了量子系统压缩的结果。
另推荐相关论文(基础领域20篇,深化领域30篇）
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量子基础
离子和信息见[M.A. Nielsen, I.L. Chuang, Quantum Computation and Quantum Information,Cambridge University Press, 2000.]和
[http://refhub.elsevier.com/S1574-0137(18)30170-9/sb14],[http://refhub.elsevier.com/S1574-0137(18)30170-9/sb15]，
量子通信网络的主要属性见[http://refhub.elsevier.com/S1574-0137(18)30170-9/sb9]。
多伊奇关于量子理论和通用量子计算机的基础文章可以在[http://refhub.elsevier.com/S1574-0137(18)30170-9/sb24]中找到。
有关Feynman关于用传统计算机模拟量子计算的问题的文章，请参阅[http://refhub.elsevier.com/S1574-0137(18)30170-9/sb25]。
有关所谓的不可克隆定理的详细信息，请参见[http://refhub.elsevier.com/S1574-0137(18)30170-9/sb26]。
关于量子计算问题，参见[http://refhub.elsevier.com/S1574-0137(18)30170-9/sb27]。
关于在量子计算机中保持相干性的方法和属性的研究，参见Unruh 1995[http://refhub.elsevier.com/S1574-0137(18)30170-9/sb28]的论文。
有关量子编码的基础工作，请参阅[http://refhub.elsevier.com/S1574-0137(18)30170-9/sb29]。
有关量子计算的优缺点的讨论，请参阅[http://refhub.elsevier.com/S1574-0137(18)30170-9/sb30]。
在[http://refhub.elsevier.com/S1574-0137(18)30170-9/sb31]中发现了一篇关于量子复杂性理论的基础文章。
关于2000年DiVincenzo关于量子计算的开创性论文，请参阅[http://refhub.elsevier.com/S1574-0137(18)30170-9/sb21]。
Shor的主要研究是用量子计算机进行质因数分解，参见[http://refhub.elsevier.com/S1574-0137(18)30170-9/sb11]。
在[M. Mosca, Quantum algorithms, 2008, Arxiv preprint arXiv:0808.0369.]中可以找到关于量子算法的一个很好的综述。
有关代数问题的量子算法的研究，请参阅[http://refhub.elsevier.com/S1574-0137(18)30170-9/sb33]。
有关量子算法最近进展的论文，请参阅[http://refhub.elsevier.com/S1574-0137(18)30170-9/sb34]。
在[http://refhub.elsevier.com/S1574-0137(18)30170-9/sb35]中可以发现纠缠在量子计算加速中的作用。
关于量子自旋系统的矩阵积态、投影纠缠对态和变分重正化群方法的研究，见[http://refhub.elsevier.com/S1574-0137(18)30170-9/sb36]。
有关时间非结构化量子计算问题的检查，请参阅[http://refhub.elsevier.com/S1574-0137(18)30170-9/sb37]。
在[A. Broadbent, J. Fitzsimons, E. Kashefi, Universal blind quantum computation, in: 2009 50th Annual IEEE Symposium on Foundations of Computer Science, 2009, pp. 517–526]中讨论了通用盲量子计算的问题。
在[E. Kashefi, A. Pappa, Multiparty delegated quantum computing, 2016, arXiv:1606.09200.]中讨论了多方委托量子计算问题。
有关量子模拟主题的综述，请参阅[http://refhub.elsevier.com/S1574-0137(18)30170-9/sb40]。
量子计算基础
下面是关于量子计算的具体细节中论文推荐：
关于量子计算和信息的基础，见[http://refhub.elsevier.com/S1574-0137(18)30170-9/sb18]中的周年版[http://refhub.elsevier.com/S1574-0137(18)30170-9/sb17]。
关于量子密钥分发的基本原理，见[http://refhub.elsevier.com/S1574-0137(18)30170-9/sb175]和[http://refhub.elsevier.com/S1574-0137(18)30170-9/sb176]。
关于量子加法器的进一步性质，见[http://refhub.elsevier.com/S1574-0137(18)30170-9/sb19]。
关于相位估计的最优量子测量问题，见[http://refhub.elsevier.com/S1574-0137(18)30170-9/sb162]。
关于量子态估计问题，见[http://refhub.elsevier.com/S1574-0137(18)30170-9/sb177]。
Shor关于量子计算机内存中去相干化问题的基础论文见[http://refhub.elsevier.com/S1574-0137(18)30170-9/sb64]。
关于量子干涉测量的最优状态和几乎最优自适应测量的研究，见[http://refhub.elsevier.com/S1574-0137(18)30170-9/sb154]。
关于干涉相位估计的最优输入状态和反馈问题，见[http://refhub.elsevier.com/S1574-0137(18)30170-9/sb178]。
关于量子过程的极大似然估计的研究，见[http://refhub.elsevier.com/S1574-0137(18)30170-9/sb179]。
关于量子幅度放大和估计问题，见[http://refhub.elsevier.com/S1574-0137(18)30170-9/sb180]。
关于开放量子系统的理论，见[http://refhub.elsevier.com/S1574-0137(18)30170-9/sb181]。
关于量子测量和控制，我们建议[http://refhub.elsevier.com/S1574-0137(18)30170-9/sb164]。
用于在统一编程中比较、优化和基准化量子控制算法的研究框架,看到[http://refhub.elsevier.com/S1574-0137(18)30170-9/sb182]。
关于量子比特哈密顿参数估计算法的优化问题，见[http://refhub.elsevier.com/S1574-0137(18)30170-9/sb183]。
关于量子交换电路和复杂性的问题见[http://refhub.elsevier.com/S1574-0137(18)30170-9/sb184]。
关于任意量子容错计算的基础，参见Kitaev 2003年的论文[http://refhub.elsevier.com/S1574-0137(18)30170-9/sb148]。
关于一个容错的单向量子计算机模型，见[http://refhub.elsevier.com/S1574-0137(18)30170-9/sb185]。
对于一篇关于表面码的属性及其在实际大规模量子计算中的应用的大型论文，我们建议[http://refhub.elsevier.com/S1574-0137(18)30170-9/sb186]。
拓扑量子计算的基本原理见[http://refhub.elsevier.com/S1574-0137(18)30170-9/sb122],[http://refhub.elsevier.com/S1574-0137(18)30170-9/sb123]。
在[http://refhub.elsevier.com/S1574-0137(18)30170-9/sb121]中，提出了一种拓扑簇态量子计算机的体系结构设计。
有关使用四个超导量子比特的正方形晶格的量子错误检测码的演示，请参阅[http://refhub.elsevier.com/S1574-0137(18)30170-9/sb42]。
在[http://refhub.elsevier.com/S1574-0137(18)30170-9/sb49]中提出了一种利用稳定器测量来检测逻辑量子比特中位翻转误差的方法。
关于量子随机存取存储器的架构，请参阅[http://refhub.elsevier.com/S1574-0137(18)30170-9/sb58]。
关于所谓的桶旅量子RAM的鲁棒性，见[http://refhub.elsevier.com/S1574-0137(18)30170-9/sb187]。
关于带有误差校正的量子器件表征方法，参见[http://refhub.elsevier.com/S1574-0137(18)30170-9/sb41]。
关于利用弱测量和量子测量反转保护纠缠不退相干的问题，见[http://refhub.elsevier.com/S1574-0137(18)30170-9/sb159]。
有关拓扑误差修正的实验演示，请参阅[http://refhub.elsevier.com/S1574-0137(18)30170-9/sb51]。
[http://refhub.elsevier.com/S1574-0137(18)30170-9/sb63]研究了联想记忆召回的绝热量子优化问题。
关于量子计量的真正精度极限，见[http://refhub.elsevier.com/S1574-0137(18)30170-9/sb188]。
关于通过量子控制实现高保真单次托夫利门的实际实现，见[http://refhub.elsevier.com/S1574-0137(18)30170-9/sb189]。
利用超导量子比特进行相干控制的研究见[http://refhub.elsevier.com/S1574-0137(18)30170-9/sb94]。
关于量子测量的最优单次分辨策略，见[http://refhub.elsevier.com/S1574-0137(18)30170-9/sb163]。
在[http://refhub.elsevier.com/S1574-0137(18)30170-9/sb48]中，作者研究了由稳定器测量得到的相干误差源的估计。他们分析了给定图态的量子位具有不同错误通道的情况。正如作者总结的那样，在所有量子位上重构信道的可能性取决于图态的拓扑结构，这是一种非平凡的方式。
关于可观测值的最优量子测量，见[http://refhub.elsevier.com/S1574-0137(18)30170-9/sb160]。
[http://refhub.elsevier.com/S1574-0137(18)30170-9/sb190]研究了具有常on海森堡相互作用的量子计算问题。
在[http://refhub.elsevier.com/S1574-0137(18)30170-9/sb6]中，研究了无纠缠的海森堡有限相位估计问题。
关于双光子产生中的诱导相干、真空场和互补问题，见[http://refhub.elsevier.com/S1574-0137(18)30170-9/sb191]。
关于托夫利门和受控非门与通用量子计算的连接，见[http://refhub.elsevier.com/S1574-0137(18)30170-9/sb192]。
关于耗散驱动的量子计算和量子态工程的研究，见[http://refhub.elsevier.com/S1574-0137(18)30170-9/sb193]。
关于未探测光子的量子成像问题，见[http://refhub.elsevier.com/S1574-0137(18)30170-9/sb194]。
关于量子可观测物的仿生克隆，见[http://refhub.elsevier.com/S1574-0137(18)30170-9/sb195]。
关于进化多目标算法的量子控制实验，见[http://refhub.elsevier.com/S1574-0137(18)30170-9/sb196]。
关于使用投影模拟在变化环境中的自适应量子计算的属性，见[http://refhub.elsevier.com/S1574-0137(18)30170-9/sb197]。
关于量子力学力的动态机器学习的分子动力学主题，见[http://refhub.elsevier.com/S1574-0137(18)30170-9/sb198]。
关于所有参数几乎最优依赖的哈密顿模拟问题，见[http://refhub.elsevier.com/S1574-0137(18)30170-9/sb199]。
对所谓的禁量子加法器的刻画见[http://refhub.elsevier.com/S1574-0137(18)30170-9/sb74]。
