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

Quantum teleportation methods

Lukáš Vojtek

Published Jan 1, 2026• 0 citations
OpenAlex

Abstract

Tato práce zkoumá kvantovou teleportaci z teoretického i praktického hlediska.Poskytuje detailní popis standardního teleportačního protokolu i jeho zobecnění na kvantové systémy dimenze N , přičemž zobecněný protokol je formulován v rámci kvantových kanálů.Práce také představuje implementace standardního i zobecněného teleportačního protokolu na reálném kvantovém hardwaru pomocí knihovny Qiskit.Experimenty byly provedeny na 156qubitovém kvantovém počítači IBM Kingston a zahrnovaly standardní qubitovou teleportaci a zobecněnou quditovou teleportaci pro systém dimenze 4. Na závěr se práce zabývá vlivem šumu na výsledky experimentů, včetně použití techniky potlačení chyb M3 za účelem snížení chyb měření.

Related papers

Programming and simulation with quantum computers

Yakovenko, Mykola

Tato práce zkoumá výkonnost a spolehlivost kvantového hardwaru éry NISQ při provádění kvantových algoritmů a simulaci otevřených kvantových systémů. Po přehledu základních konceptů kvantového výpočtu, simulace a dynamiky otevřených systémů představujeme techniky kolizních modelů pro emulaci nemarkovovských procesů. Následně implementujeme Deutsch-Jozsův a Groverův algoritmus na kvantových počítačích IBM a charakterizujeme přesnost výsledků. Na téže platformě implementujeme nemarkovovský kolizní model a ukazujeme, že kvantový hardware dokáže tyto procesy úspěšně simulovat. Také pozorujeme, že šum v hardwaru negativně ovlivňuje paměťové efekty, které jsou pro nemarkovovské procesy zásadní. Pro zmírnění tohoto šumu aplikujeme techniky mitigace chyb a systematicky porovnáváme nemitigované a mitigované výsledky, abychom vyhodnotili zlepšení přesnosti. Naše zjištění ukazují, že ačkoliv zařízení NISQ mohou věrně reprodukovat klíčové kvantové jevy, mitigace chyb není nezbytná pro kvantitativně spolehlivou simulaci paměťových efektů.

•Aug 4, 2025•0 citations

Hybrid Quantum Computing: Practical Applications and Implementation

Jan Swiatkowski

Tato práce se zabývá metodikou mapování a spuštění prakticky uplatnitelných optimalizačních úloh jako Exact Set Cover, Knapsack, SAT na kvantových počítačích. Na rozdíl od klasických počítačů, které pracují s bity, využívají kvantové počítače kvantové qubity a jevy jako superpozice a provázanost, což jim umožňuje paralelně prohledávat rozsáhlé stavové prostory. Jsou proto vhodné zejména pro řešení složitých kombinatorických problémů, kde klasické algoritmy narážejí na výpočetní limity.Jádrem práce je hybridní solver pro problém Exact Set Cover využívající strategii Branch-and-Bound. V jejím rámci jsou selektivně generovány kvantové obvody založené na Groverově algoritmu pro relevantní podproblémy. Groverův algoritmus poskytuje kvadratické zrychlení pro nestrukturované prohledávání, což je důležité pro nalezení konfigurací. S ohledem na omezení současné generace hardwaru NISQ práce obsahuje komparativní analýzu výsledků ze simulátorů a reálných systémů IQM Star24 a IBM Marrakesh (Heron R2), včetně porovnání frameworků Qrisp a Qiskit. Výsledky těchto implementací optimalizačních úloh byly zhodnoceny pomocí Z-Score a byly porovnány požadavky daných kvantových obvodů pro experimentální instance problémů daných úloh. Dále byly provedeny experimenty zhodnocující prahovou hloubku kvantového obvodu, kdy se stane očekávaný výsledek obvodu nerozlišitelným. K potlačení šumu byla využita technika Matrix-free Measurement Mitigation (M3).Práce je zakončena praktickou metodickou příručkou pro vývoj hybridních kvantově-klasických aplikací. Také diskutuje výhody integrace kvantového počítače se superpočítačem v jedné fyzické lokaci a koordinaci alokace jejich zdrojů.

•Jan 1, 2026•0 citations

The study of crosstalk effects on quantum coomputers and their security implications

Matěj Holubička

Tato diplomová práce se zabývá analýzou kvantového crosstalku a jeho zneužitím při kybernetických útocích na supravodivé kvantové systémy. Teoretická část definuje fyzikální principy supravodivých qubitů a také architekturu supravodivých procesorů s důrazem na topologii qubitů. Hlavní pozornost je pak věnována fyzikálnímu modelu kvantového crosstalku, metodám jeho detekce a popisu útoku ZKTA. Praktická část pak realizuje simulace v prostředí frameworků Qiskit, PyGSTi, Cirq a QuTiP, kde zkoumá dopad crosstalku na výsledky měření u dvouqubitových i vícequbitových modelů. Výzkum využívá také fake-backendy reálných kvantových zařízení a to k emulaci reálných parametrů hardwaru a analyzuje vliv topologie procesorů na šíření crosstalku. Získaná data jsou pak validována na reálných procesorech společností IBM a IQM. Práce tedy nabízí komplexní srovnání simulačních přístupů s reálnými kvantovými počítači.

•May 8, 2026•0 citations

QKD protocols and their penetration

Matěj Holubička

Tato bakalářská práce se zabývá kvantovou distribucí klíče (QKD) a analýzou možných útoků na QKD protokoly. Cílem práce bylo simulovat a experimentálně realizovat vybraný protokol a také nějaký kvantový útok na jeho realizaci, konkrétně se jednalo o protokol BBM92. Práce zahrnuje jak úvod do kvantových sítí, tak detailní popis QKD protokolů a to včetně BB84, E91 a BBM92. Dále také zahrnuje analýzu kvantových útoků jako například PNS a jejich možné detekce. Praktická část obsahuje popis námi realizovaného typu útoku. Zahrnuje také už zmíněné simulace a experimentální realizaci BBM92 a útoku na něj, které potvrzují hypotézy o vlivu útoků na hodnoty QBERu, což odpovídá možné detekci útočníka. V praktické části je také podle výsledků této práce řešeno možné využití QKD v praxi. Výsledky simulací a experimentů jsou detailně diskutovány a porovnávány.

•Aug 21, 2024•0 citations

Quantum key distribution and its implementations

Olga Galkina

Kvantová distribuce klíče umožňuje zajistit bezpečnou výměnu kryptografických klíčů mezi dvěma stranami, a to využitím principů kvantové informace. Tato práce se zaměřuje nejdříve na popis optické komunikace a následně přechází ke zkoumání kvantové komunikace, konkrétně kvantové distribuce klíče. Praktická část se zabývá implementací kvantové distribuce klíče na příkladě protokolu BB84. Tato část byla provedena na zařízení qutools quED, které je způsobilé ke generování a analýze provázaných fotonových párů. Byla námi uskutečněna měření s různým nastavením zařízení, výsledky jsme analyzovali z hlediska spolehlivosti detekce a úrovně bezpečnosti. Tento experiment ukázal vysokou míru bezpečnosti při různých konfiguracích systému a prokázal, že kvantová distribuce klíče není jenom teoreticky možná, ale i prakticky realizovatelná.

•Aug 21, 2024•0 citations

Programming quantum computers

Vlastimil Hudeček

Díky rychlému vývoji kvantových počítačů v nedávné době, narůstá zájem o kvantové algoritmy a jejich využití. V prvních kapitolách této práce je podán stručný úvod do tématu kvantové výpočetní techniky a algoritmů. Dále jsou v nich shrnuty principy, vlastnosti a použití dvou významných kvantových algoritmů, variační algoritmus hledání vlastních čísel (VQE) a kvantový aproximační optimalizační algoritmus (QAOA). V dalších kapitolách jsou nastíněny v současné době dostupné softwarové nástroje pro vývoj kvantových programů, důraz je zde kladen na SDK Qiskit od IBM. Poslední část práce se věnuje implementaci zkoumaných algoritmů.

•Jan 27, 2023•0 citations
Tato práce zkoumá kvantovou teleportaci z teoretického i praktického hlediska.Poskytuje detailní popis standardního teleportačního protokolu i jeho zobecnění na kvantové systémy dimenze N , přičemž zobecněný protokol je formulován v rámci kvantových kanálů.Práce také představuje implementace standardního i zobecněného teleportačního protokolu na reálném kvantovém hardwaru pomocí knihovny Qiskit.Experimenty byly provedeny na 156qubitovém kvantovém počítači IBM Kingston a zahrnovaly standardní qubitovou teleportaci a zobecněnou quditovou teleportaci pro systém dimenze 4. Na závěr se práce zabývá vlivem šumu na výsledky experimentů, včetně použití techniky potlačení chyb M3 za účelem snížení chyb měření.
Tato práce zkoumá výkonnost a spolehlivost kvantového hardwaru éry NISQ při provádění kvantových algoritmů a simulaci otevřených kvantových systémů. Po přehledu základních konceptů kvantového výpočtu, simulace a dynamiky otevřených systémů představujeme techniky kolizních modelů pro emulaci nemarkovovských procesů. Následně implementujeme Deutsch-Jozsův a Groverův algoritmus na kvantových počítačích IBM a charakterizujeme přesnost výsledků. Na téže platformě implementujeme nemarkovovský kolizní model a ukazujeme, že kvantový hardware dokáže tyto procesy úspěšně simulovat. Také pozorujeme, že šum v hardwaru negativně ovlivňuje paměťové efekty, které jsou pro nemarkovovské procesy zásadní. Pro zmírnění tohoto šumu aplikujeme techniky mitigace chyb a systematicky porovnáváme nemitigované a mitigované výsledky, abychom vyhodnotili zlepšení přesnosti. Naše zjištění ukazují, že ačkoliv zařízení NISQ mohou věrně reprodukovat klíčové kvantové jevy, mitigace chyb není nezbytná pro kvantitativně spolehlivou simulaci paměťových efektů.
Tato práce se zabývá metodikou mapování a spuštění prakticky uplatnitelných optimalizačních úloh jako Exact Set Cover, Knapsack, SAT na kvantových počítačích. Na rozdíl od klasických počítačů, které pracují s bity, využívají kvantové počítače kvantové qubity a jevy jako superpozice a provázanost, což jim umožňuje paralelně prohledávat rozsáhlé stavové prostory. Jsou proto vhodné zejména pro řešení složitých kombinatorických problémů, kde klasické algoritmy narážejí na výpočetní limity.Jádrem práce je hybridní solver pro problém Exact Set Cover využívající strategii Branch-and-Bound. V jejím rámci jsou selektivně generovány kvantové obvody založené na Groverově algoritmu pro relevantní podproblémy. Groverův algoritmus poskytuje kvadratické zrychlení pro nestrukturované prohledávání, což je důležité pro nalezení konfigurací. S ohledem na omezení současné generace hardwaru NISQ práce obsahuje komparativní analýzu výsledků ze simulátorů a reálných systémů IQM Star24 a IBM Marrakesh (Heron R2), včetně porovnání frameworků Qrisp a Qiskit. Výsledky těchto implementací optimalizačních úloh byly zhodnoceny pomocí Z-Score a byly porovnány požadavky daných kvantových obvodů pro experimentální instance problémů daných úloh. Dále byly provedeny experimenty zhodnocující prahovou hloubku kvantového obvodu, kdy se stane očekávaný výsledek obvodu nerozlišitelným. K potlačení šumu byla využita technika Matrix-free Measurement Mitigation (M3).Práce je zakončena praktickou metodickou příručkou pro vývoj hybridních kvantově-klasických aplikací. Také diskutuje výhody integrace kvantového počítače se superpočítačem v jedné fyzické lokaci a koordinaci alokace jejich zdrojů.
Tato diplomová práce se zabývá analýzou kvantového crosstalku a jeho zneužitím při kybernetických útocích na supravodivé kvantové systémy. Teoretická část definuje fyzikální principy supravodivých qubitů a také architekturu supravodivých procesorů s důrazem na topologii qubitů. Hlavní pozornost je pak věnována fyzikálnímu modelu kvantového crosstalku, metodám jeho detekce a popisu útoku ZKTA. Praktická část pak realizuje simulace v prostředí frameworků Qiskit, PyGSTi, Cirq a QuTiP, kde zkoumá dopad crosstalku na výsledky měření u dvouqubitových i vícequbitových modelů. Výzkum využívá také fake-backendy reálných kvantových zařízení a to k emulaci reálných parametrů hardwaru a analyzuje vliv topologie procesorů na šíření crosstalku. Získaná data jsou pak validována na reálných procesorech společností IBM a IQM. Práce tedy nabízí komplexní srovnání simulačních přístupů s reálnými kvantovými počítači.
Tato bakalářská práce se zabývá kvantovou distribucí klíče (QKD) a analýzou možných útoků na QKD protokoly. Cílem práce bylo simulovat a experimentálně realizovat vybraný protokol a také nějaký kvantový útok na jeho realizaci, konkrétně se jednalo o protokol BBM92. Práce zahrnuje jak úvod do kvantových sítí, tak detailní popis QKD protokolů a to včetně BB84, E91 a BBM92. Dále také zahrnuje analýzu kvantových útoků jako například PNS a jejich možné detekce. Praktická část obsahuje popis námi realizovaného typu útoku. Zahrnuje také už zmíněné simulace a experimentální realizaci BBM92 a útoku na něj, které potvrzují hypotézy o vlivu útoků na hodnoty QBERu, což odpovídá možné detekci útočníka. V praktické části je také podle výsledků této práce řešeno možné využití QKD v praxi. Výsledky simulací a experimentů jsou detailně diskutovány a porovnávány.
Kvantová distribuce klíče umožňuje zajistit bezpečnou výměnu kryptografických klíčů mezi dvěma stranami, a to využitím principů kvantové informace. Tato práce se zaměřuje nejdříve na popis optické komunikace a následně přechází ke zkoumání kvantové komunikace, konkrétně kvantové distribuce klíče. Praktická část se zabývá implementací kvantové distribuce klíče na příkladě protokolu BB84. Tato část byla provedena na zařízení qutools quED, které je způsobilé ke generování a analýze provázaných fotonových párů. Byla námi uskutečněna měření s různým nastavením zařízení, výsledky jsme analyzovali z hlediska spolehlivosti detekce a úrovně bezpečnosti. Tento experiment ukázal vysokou míru bezpečnosti při různých konfiguracích systému a prokázal, že kvantová distribuce klíče není jenom teoreticky možná, ale i prakticky realizovatelná.
Díky rychlému vývoji kvantových počítačů v nedávné době, narůstá zájem o kvantové algoritmy a jejich využití. V prvních kapitolách této práce je podán stručný úvod do tématu kvantové výpočetní techniky a algoritmů. Dále jsou v nich shrnuty principy, vlastnosti a použití dvou významných kvantových algoritmů, variační algoritmus hledání vlastních čísel (VQE) a kvantový aproximační optimalizační algoritmus (QAOA). V dalších kapitolách jsou nastíněny v současné době dostupné softwarové nástroje pro vývoj kvantových programů, důraz je zde kladen na SDK Qiskit od IBM. Poslední část práce se věnuje implementaci zkoumaných algoritmů.