某中心量子计算中心研究人员在QIP 2021联合发表13篇量子计算论文
隶属于某机构云服务（AWS）量子计算中心的研究人员，本周在量子信息处理会议（QIP）上展示了他们的研究成果。
从长远来看，量子计算机是一种新兴技术，有望比经典计算机更快地——甚至是指数级更快地——执行某些计算。经典计算机使用比特来表示信息，而量子计算机则使用量子比特（qubits），它利用了叠加和纠缠的量子现象。
2019年，某机构宣布成立新的AWS量子计算中心，由AWS量子硬件负责人、加州理工学院应用物理学的John G. Braun教授Oskar Painter，以及AWS量子算法负责人、加州理工学院理论物理学的Bren教授Fernando Brandão共同领导。该中心于去年开始在加州理工学院校园内建设新的研究空间。
包括Brandão以及某机构学者John Preskill和蒋良（Liang Jiang）在内的、与该中心相关的研究人员，共同撰写了13篇被本周量子信息处理会议（QIP）接收的论文。QIP是量子计算与信息理论领域的顶级会议。这些论文大致分为三个类别：
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，纠错涉及查看一系列彼此具有数学关系的比特，并识别违反这些关系的比特。然而，查看一个量子比特的值会破坏量子信息，因此量子纠错比其经典类比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学到黑洞物理等其他领域方面都取得了进展。
- "The XZZX surface code" - Pablo Bonilla Ataides, David Tuckett, Stephen Bartlett, Steven Flammia, and Benjamin Brown
- "The ghost in the radiation: Robust encodings of the black hole interior" - Isaac Kim, Eugene Tang, and John Preskill
- "The cost of universality: A comparative study of the overhead of state distillation and code switching with color codes" - Michael Beverland, Aleksander Kubica, and Krysta M. Svore
- "Quantum coding with low-depth random circuits" - Michael Gullans, Stefan Krastanov, David Huse, Liang Jiang, and Steven Flammia
量子算法与量子计算应用
一个经典比特的值可以是0或1，而一个量子比特的值可以是0、1或两者的叠加。然而，对量子比特进行测量会导致它脱离叠加态。设计量子算法的艺术在于将一个问题编码到一串纠缠的量子比特中，使得当这些量子比特脱离叠加态时，它们的值就代表了问题的解。这些论文发现了量子计算机从化学到机器学习等领域的新应用案例，同时也提供了对其局限性的见解。
- "Efficient classical simulation of random shallow 2D quantum circuits" - John Napp, Rolando La Placa, Alexander Dalzell, Fernando Brandão, and Aram Harrow
- "Nearly tight Trotterization of correlated electrons" - Yuan Su, Hsin-Yuan Huang, and Earl Campbell
- "Random quantum circuits anti-concentrate in log depth" - Alexander Dalzell, Nicholas Hunter-Jones, and Fernando Brandão
- "Fundamental aspects of solving quantum problems with machine learning" - Hsin-Yuan Huang, Richard Kueng, Michael Broughton, Masoud Mohseni, Ryan Babbush, Sergio Boixo, Hartmut Neven, Jarrod McClean, and John Preskill
- "Characterization of solvable spin models via graph invariants" - Adrian Chapman and Steven Flammia
量子计量学与通信
量子计算的许多重要应用将依赖于量子通信（即在保持纠缠和叠加的状态下将量子信息从一个点传送到另一个点）和量子计量学（即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" - Kyungjoo Noh, Stefano Pirandola, and Liang Jiang
- "Bipartite energy-time uncertainty relation for quantum metrology with noise" - Philippe Faist, Mischa Woods, Victor V. Albert, Joseph M. Renes, Jens Eisert, and John Preskill
- "Asymptotic theory of quantum channel estimation" - Sisi Zhou and Liang Jiang
- "Using quantum metrological bounds in quantum error correction: A simple proof of the approximate Eastin-Knill theorem" - Aleksander Kubica and Rafał Demkowicz-Dobrzański
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