Challenges
Datasets
Workspaces
Papers
Discussions
Leaderboard
Log inSign up
Challenges
Datasets
Workspaces
Papers
Discussions
Leaderboard
Blog
Job Board
Q3AS

© 2026 Aqora Quantum S.A.S.

TermsPrivacyLegal Notice

Search and Transport in Quantum Walks

Matej Prekop

Published Jan 5, 2026• 0 citations
OpenAlex

Abstract

V posledných rokoch, bolo do výzkumu kvantových počítačov vynaložené veľke úsilie, s ktorým prišla aj potreba porozumieť kvantovému počítaniu. Kvantové algoritmy sú nevyhnutnými nástrojmi, ktoré potrebujeme vymyslieť a vylepšiť, aby sme efektívne využili teoretickú výpočetnú silu kvantových počítačov. Táto bakalárska práca, sa zaoberá čím viac populárnejším kvantovým modelom nazývaným kvantová prechádzka, konkrétne variantou diskrétneho času. V tejto práci skúmame základy kvantového počítania spolu so základnými pojmami parametrov riadiacich vlastnosti kvantových prechádzok. Rozsiahlo popisujeme kvantové prechádzky, vymenujeme a krátko predstavujeme rôzne modely kvantových prechádzok a ukážeme prepojenie medzi nimi a Groverovým algoritmom. Okrem toho, skúmame využitie kvantových prechádzok na vyľadávanie v databázach, perfektný prenos stavu a transport, kde táto časť tvorí jadro tejto práce. Následne vyšetrujeme vlastnosti vyhĺadávania a transportu na konkrétnych grafoch ako hviezdový graf a kompletý graf.

Related papers

Programming and simulation with quantum computers

Jiří Viták

Přestože kvantové počítače, které mohou překonat konvenční počítače, jsou stále ve vývoji, je pro přípravu na budoucnost kvantové výpočetní techniky zásadní, abychom pokročili v porozumění a vývoji kvantových algoritmů. Tento bakalářský projekt zkoumá rozvíjející se oblast kvantového programování a simulace na aktuálně dostupných kvantových počítačích. Studujeme základy kvantového počítání a shrnujeme běžně používané principy používané v této oblasti. Teoreticky popisujeme kvantové procházky s klíčovým důrazem na varianty s diskrétním časem, které tvoří stěžejní část této práce. Dále představujeme optimalizovanou metodu pro efektivní implementaci kvantových procházek v diskrétním čase vhodnou pro současnou architekturu kvantových počítačů. Ukazujeme, že tato metoda je ve srovnání s běžnými metodami úspěšnější při zkoumání aspektů souvisejících s kvantovými procházkami, jako je dynamika šíření a dokonalý přenos stavu.

•Aug 21, 2024•0 citations

Identifying topological properties of quantum walks using quantum classification algorithms

Hudeček, Vlastimil

Diskrétní časové kvantové procházky se ukázaly jako užitečný nástroj v oblasti kvantového počítání. Je známo, že DTQW (kvantové procházky s diskreditovaným časem) mohou vykazovat řadu topologických fází, které lze využít při navrhování využití, které jsou odolné vůči různým typům šumu a poruch. Schopnost určit topologickou fázi, ve které se DTQW nachází, je jedním z klíčových úkolů pro jakoukoli aplikaci. Tato práce se zaměřuje na prozkoumání možnosti využití kvantových klasifikačních metod pro určení topologické fáze kvantových procházek. Text práce pokrývat vývoj metod a jejich implementaci na kvantových počítačích.

•May 9, 2025•0 citations

State preparation for quantum machine learning

Martin Vidmar

Použitelnost mnohých kvantových algoritmů závisí na možnosti připravit vhodný kvantový stav, na němž bude algoritmus vyhodnocen. Toto platí zejména pro kvantové strojové učení, kde datové sady (které mohou být velké) musí být kvantovému zařízení předány skrz přípravu stavu. Avšak NISQ zařízení (kvantové počítače současné doby) trpí šumem, tudíž kvalita výsledku se značně zhoršuje s počtem hradel. Toto činí exaktní metody přípravy stavu nepoužitelnými pro větší počet qubitů kvůli exponenciální hloubce jejich obvodů. V této práci zkoumáme možnost připravování kvantových stavů aproximativně za účelem snížení vlivu šumu, přičemž se omezujeme na metody, které nepoužívají pomocné qubity. Vyhodnocujeme a porovnáváme tři existující metody přípravy stavu: zaprvé, známou exaktní metodu založenou na uniformně řízených rotacích; zadruhé, navrhnutou aproximativní metodu využívající Schmidtův rozklad; zatřetí, přetvoříme VQE do techniky pro přípravu stavu. Tyto tři metody vyhodnocujeme na simulátorech se šumem. Naše výsledky sestávají ze zevrubné teoretické diskuze těchto algoritmů, velké datové sady výsledků experimentů, a důkladné diskuze těchto výsledků doprovázené mnohými vizualizacemi.

•May 16, 2025•0 citations

Selected Quantum Imaging Techniques and Their Simulation Analysis

Timea Szollosova

Táto práca poskytuje komplexnú analýzu vybraných techník kvantového zobrazovania založenú na simuláciách, pričom prepája teoretickú kvantovú optiku so príkladmi simulácií. Hlavná časť práce sa zameriava na tri hlavné použitia, konkrétne tzv. Ghost Imaging (doslovné fantómové zobrazovanie), kvantový radar a metrológiu. Každá z týchto techník sa porovnáva so svojimi klasickými ekvivalentmi s cieľom identifikovať špecifické podmienky prostredí v ktorých sa prejavuje kvantová výhoda, napríklad prostredia s nedostaočným zdrojom fotónov, či naopak s veľkým rušením. Prínosom tejto práce je vývoj viacúrovňového simulačného frameworku implementovaného v jazyku Python. Skúmané sú tri odlišné prístupy, a to modelovanie diskrétnych fotónových interakcií pomocou knižnice QuTiP, analýza stlačených (squeezed) premenných v režime spojitých premenných prostredníctvom Strawberry Fields a využitie štatistického prístupu pomocou klasickej knižnice NumPy. Výsledky ukazujú, že hoci kvantové zobrazovanie poskytuje vyššiu odolnosť voči šumu a lepší kontrast, jeho praktická implementácia je v súčasnosti obmedzená potrebou pracovať v nekonečne dimenzionálnych Hilbertových priestoroch pri presných simuláciách. Práca zároveň slúži aj ako didaktický materiál a je doplnená o interaktívne Jupyter notebooky, ktoré predstavujú prístupný vzdelávací zdroj pre študentov a výskumníkov vstupujúcich do oblasti kvantovej optiky.

•May 22, 2026•0 citations

SEARCH AND STATE TRANSFER OVER NETWORKS VIA QUANTUM WALK

S. Skoupý

Tématem této práce jsou kvantové procházky a algoritmy na nich založené, především algoritmus pro vyhledávání a algoritmus pro přenos stavu. V první části této práce představíme kvantovou procházku v diskrétním čase s mincí, která je hlavní model používaný v této práci. Dále představíme vyhledávací algoritmus a algoritmus pro přenos stavu, které budou na těchto modelech založené. Další 3 kapitoly po teoretickém úvodu jsou tvořeny publikovanými články, které se zabývají vyhledáváním a přenosem stavu na různých typech grafů. V prvním článku se zabýváme vyhledáváním a přenosem stavu na M-partitním grafu, ve druhém článku se zabýváme vyhledáváním a přenosem na hyperkrychli, poslední vložený článek se zabývá huby u náhodné sítě. V poslední kapitole opět pracujeme s huby, tentokrát napojenými k d-regulárnímu grafu.

•Sep 8, 2025•0 citations

Inkrementální učení kvantové generativní adversariální sítě

Artem Kandaurov

Obor strojového učení ukázal neuvěřitelný dopad na mnoho druhů optimalizačních problémů. Nedávno byla síla strojového učení použita k zrychlení přípravy kvantových stavů. Navzdory skutečnosti, že aproximace stavu pomocí kvantové generativní soupeřící sítě je jeden z nejrychlejších způsobů přípravy generického kvantového stavu, doba trénovaní pro takové modely je významná a může snadno eliminovat výhody plynoucí z použití kvantového algoritmu. Tato práce zkoumá využití inkrementalní učení kvantové generativní soupeřící sítě pro problém nahrání kvantových stavů a ukazuje nové případy použití v nichž se zkracuje trénovaní modelu.

•Jun 5, 2021•0 citations
V posledných rokoch, bolo do výzkumu kvantových počítačov vynaložené veľke úsilie, s ktorým prišla aj potreba porozumieť kvantovému počítaniu. Kvantové algoritmy sú nevyhnutnými nástrojmi, ktoré potrebujeme vymyslieť a vylepšiť, aby sme efektívne využili teoretickú výpočetnú silu kvantových počítačov. Táto bakalárska práca, sa zaoberá čím viac populárnejším kvantovým modelom nazývaným kvantová prechádzka, konkrétne variantou diskrétneho času. V tejto práci skúmame základy kvantového počítania spolu so základnými pojmami parametrov riadiacich vlastnosti kvantových prechádzok. Rozsiahlo popisujeme kvantové prechádzky, vymenujeme a krátko predstavujeme rôzne modely kvantových prechádzok a ukážeme prepojenie medzi nimi a Groverovým algoritmom. Okrem toho, skúmame využitie kvantových prechádzok na vyľadávanie v databázach, perfektný prenos stavu a transport, kde táto časť tvorí jadro tejto práce. Následne vyšetrujeme vlastnosti vyhĺadávania a transportu na konkrétnych grafoch ako hviezdový graf a kompletý graf.
Přestože kvantové počítače, které mohou překonat konvenční počítače, jsou stále ve vývoji, je pro přípravu na budoucnost kvantové výpočetní techniky zásadní, abychom pokročili v porozumění a vývoji kvantových algoritmů. Tento bakalářský projekt zkoumá rozvíjející se oblast kvantového programování a simulace na aktuálně dostupných kvantových počítačích. Studujeme základy kvantového počítání a shrnujeme běžně používané principy používané v této oblasti. Teoreticky popisujeme kvantové procházky s klíčovým důrazem na varianty s diskrétním časem, které tvoří stěžejní část této práce. Dále představujeme optimalizovanou metodu pro efektivní implementaci kvantových procházek v diskrétním čase vhodnou pro současnou architekturu kvantových počítačů. Ukazujeme, že tato metoda je ve srovnání s běžnými metodami úspěšnější při zkoumání aspektů souvisejících s kvantovými procházkami, jako je dynamika šíření a dokonalý přenos stavu.
Diskrétní časové kvantové procházky se ukázaly jako užitečný nástroj v oblasti kvantového počítání. Je známo, že DTQW (kvantové procházky s diskreditovaným časem) mohou vykazovat řadu topologických fází, které lze využít při navrhování využití, které jsou odolné vůči různým typům šumu a poruch. Schopnost určit topologickou fázi, ve které se DTQW nachází, je jedním z klíčových úkolů pro jakoukoli aplikaci. Tato práce se zaměřuje na prozkoumání možnosti využití kvantových klasifikačních metod pro určení topologické fáze kvantových procházek. Text práce pokrývat vývoj metod a jejich implementaci na kvantových počítačích.
Použitelnost mnohých kvantových algoritmů závisí na možnosti připravit vhodný kvantový stav, na němž bude algoritmus vyhodnocen. Toto platí zejména pro kvantové strojové učení, kde datové sady (které mohou být velké) musí být kvantovému zařízení předány skrz přípravu stavu. Avšak NISQ zařízení (kvantové počítače současné doby) trpí šumem, tudíž kvalita výsledku se značně zhoršuje s počtem hradel. Toto činí exaktní metody přípravy stavu nepoužitelnými pro větší počet qubitů kvůli exponenciální hloubce jejich obvodů. V této práci zkoumáme možnost připravování kvantových stavů aproximativně za účelem snížení vlivu šumu, přičemž se omezujeme na metody, které nepoužívají pomocné qubity. Vyhodnocujeme a porovnáváme tři existující metody přípravy stavu: zaprvé, známou exaktní metodu založenou na uniformně řízených rotacích; zadruhé, navrhnutou aproximativní metodu využívající Schmidtův rozklad; zatřetí, přetvoříme VQE do techniky pro přípravu stavu. Tyto tři metody vyhodnocujeme na simulátorech se šumem. Naše výsledky sestávají ze zevrubné teoretické diskuze těchto algoritmů, velké datové sady výsledků experimentů, a důkladné diskuze těchto výsledků doprovázené mnohými vizualizacemi.
Táto práca poskytuje komplexnú analýzu vybraných techník kvantového zobrazovania založenú na simuláciách, pričom prepája teoretickú kvantovú optiku so príkladmi simulácií. Hlavná časť práce sa zameriava na tri hlavné použitia, konkrétne tzv. Ghost Imaging (doslovné fantómové zobrazovanie), kvantový radar a metrológiu. Každá z týchto techník sa porovnáva so svojimi klasickými ekvivalentmi s cieľom identifikovať špecifické podmienky prostredí v ktorých sa prejavuje kvantová výhoda, napríklad prostredia s nedostaočným zdrojom fotónov, či naopak s veľkým rušením. Prínosom tejto práce je vývoj viacúrovňového simulačného frameworku implementovaného v jazyku Python. Skúmané sú tri odlišné prístupy, a to modelovanie diskrétnych fotónových interakcií pomocou knižnice QuTiP, analýza stlačených (squeezed) premenných v režime spojitých premenných prostredníctvom Strawberry Fields a využitie štatistického prístupu pomocou klasickej knižnice NumPy. Výsledky ukazujú, že hoci kvantové zobrazovanie poskytuje vyššiu odolnosť voči šumu a lepší kontrast, jeho praktická implementácia je v súčasnosti obmedzená potrebou pracovať v nekonečne dimenzionálnych Hilbertových priestoroch pri presných simuláciách. Práca zároveň slúži aj ako didaktický materiál a je doplnená o interaktívne Jupyter notebooky, ktoré predstavujú prístupný vzdelávací zdroj pre študentov a výskumníkov vstupujúcich do oblasti kvantovej optiky.
Tématem této práce jsou kvantové procházky a algoritmy na nich založené, především algoritmus pro vyhledávání a algoritmus pro přenos stavu. V první části této práce představíme kvantovou procházku v diskrétním čase s mincí, která je hlavní model používaný v této práci. Dále představíme vyhledávací algoritmus a algoritmus pro přenos stavu, které budou na těchto modelech založené. Další 3 kapitoly po teoretickém úvodu jsou tvořeny publikovanými články, které se zabývají vyhledáváním a přenosem stavu na různých typech grafů. V prvním článku se zabýváme vyhledáváním a přenosem stavu na M-partitním grafu, ve druhém článku se zabýváme vyhledáváním a přenosem na hyperkrychli, poslední vložený článek se zabývá huby u náhodné sítě. V poslední kapitole opět pracujeme s huby, tentokrát napojenými k d-regulárnímu grafu.
Obor strojového učení ukázal neuvěřitelný dopad na mnoho druhů optimalizačních problémů. Nedávno byla síla strojového učení použita k zrychlení přípravy kvantových stavů. Navzdory skutečnosti, že aproximace stavu pomocí kvantové generativní soupeřící sítě je jeden z nejrychlejších způsobů přípravy generického kvantového stavu, doba trénovaní pro takové modely je významná a může snadno eliminovat výhody plynoucí z použití kvantového algoritmu. Tato práce zkoumá využití inkrementalní učení kvantové generativní soupeřící sítě pro problém nahrání kvantových stavů a ukazuje nové případy použití v nichž se zkracuje trénovaní modelu.