我们是一个专注于量子计算和量子理论基础。该小组由乔纳森·巴雷特教授和教授亚历克斯·基辛格.小组中的其他教员马蒂教授霍班和Stefano Gogioso博士。
我们最感兴趣的研究领域包括：
- 量子软件、编译器和优化
- 量子理论中的因果关系与不确定因果结构
- 图解推理与ZX微积分
- 广义/操作概率理论
- 量子关联和自检
该集团的创始人也与该集团有关联教授鲍勃·科克（首席科学家数量)和教授萨姆森·阿布拉姆斯基（教授伦敦大学学院)和客座教授朱利奥·奇里贝拉（教授香港大学).
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量子软件、编译器和ZX演算
原则上，量子计算机可以解决即使是当今最强大的计算机也无法解决的计算问题超级计算机。量子软件是指在这些计算机上运行的代码。在这个领域中，最重要的是开发新的量子算法，以利用这些截然不同的计算平台。然而，就像在经典软件开发中，量子软件的领域远不止新算法的设计。
我们小组的一个中心研究主题是量子编译。这是一个研究整个寄主的相对较新的领域将量子算法的高级描述转化为某种东西所涉及的理论和实际问题这是可以运行的量子硬件。
此类问题的例子是设计新的量子编程语言，允许开发人员编写量子算法以抽象的方式远离分散注意力的细节，以更基本的方式思考计算量子。
另一个例子是量子电路的合成和优化。量子电路形成了一种事实上的“汇编语言”量子计算机，将计算描述为基本物理操作的序列，称为门，可以实现在硬件上。门占用时间并将噪声引入计算，因此减少了电路中门的数量或深度可以大大提高当今（非常有限的）量子计算机的能力。
除了对量子电路进行抽象优化之外，硬件编译技术还有很多好处，它考虑了硬件平台的特定功能和约束。离子阱量子计算机与超导特性截然不同，基于光学的量子计算最好用以下方式描述与电路完全不同。因此，可以设计这样的编译器电路布线要考虑量子存储器中的连接性约束，请利用本机和全局门可获得的在某些硬件平台上，并转换为/来自基于测量的量子计算（MBQC）其中更适合于光学硬件。
这项工作大多使用ZX-微积分，用于推理的基于图形的“瑞士军刀”关于量子计算。这个理论工具最初是在牛津大学开发的，现在成为量子编译的基础类似软件PyZX公司并越来越多地用于量子软件研究行业团队。
如果你是新手，这里有几个好地方可以开始：
以下是一些最近的论文：
我们还维护一些开源软件项目。
- PyZX公司：用于量子电路重写和优化的Python库使用ZX演算
- 奎兹克：PyZX的Rust端口，用于大规模的ZX重写量子电路的经典模拟
量子基础和量子因果结构
因果关系是基础物理和日常生活中的一个基本概念。在相对论中因果关系原理表明信息以有限的速率（即光速）在时空中传播。这个限制是什么使我们能够明确地说出事件在“之前”或“之后”发生，并避免逻辑悖论，即使在时间是相对概念的宇宙中。
另一方面，在统计建模中，因果关系意思完全不同。相对论因果关系原则上限制哪些事件可以相互影响，统计学中的因果关系衡量单个事件的影响程度A类做影响另一个事件B。我们的工作研究了这两个因果关系概念的交汇点，尤其是当量子过程进入混合态时会发生什么。
虽然经典的功能或统计因果模型目前已经很成熟，但在尝试时会受到限制理解涉及量子非定域性的情况。传统公式中描述的经典因果模型莱森巴赫的共同原因原理似乎不再起作用，因为量子理论预测了距离这些事件太强烈了，无法用任何局部的经典共同原因来解释。如果我们放弃这一原则，或者我们应该更新它来解释量子世界？无论哪种情况，结果应该是什么量子因果模型看起来像？
最近的理论工作和实验表明，因果关系与经典概念的背道而驰更加剧烈可能性不确定因果结构。这些场景涉及多个事件或代理，但不能通过假设任何固定的因果顺序来解释。这种情况可以通过粒子穿过装置来适度实现在路径的叠加中，甚至可能实现如预测的那样利用时空的叠加引力的量子理论。
在量子小组中，我们的重点是开发量子因果模型并研究其特性。一路上，我们开发了数学和逻辑工具，用于研究确定和不确定的因果结构，并对这些框架中的因果关系、一致性和悖论。
我们是国际财团的一部分时空的量子信息结构,它将量子信息、量子基金会和量子引力领域的专家联合起来，回答有关量子领域中的空间、时间和因果结构。
以下是该小组最近的一些论文：
量子复杂性、自检和非经典性
自我测试：此时，我们可以通过与如果可能的话，试着确定它的量子特性。最近纸张我们证明了我们可以确定任意数量系统的量子态（直到某些对称性）。
非古典资源理论：非经典现象可以被视为许多信息的资源处理任务，因此我们希望工具能够量化和描述此资源。在几个最近的
文件我们应该如何为一种特殊的类型做这件事非经典资源在与“爱因斯坦-波尔斯基-罗斯恩转向”相关的场景中的使用。
估计熵和纠缠的计算难度：我们不仅要确定非古典性比如“量子纠缠”，我们想有效地识别它。一种方法是通过估算纠缠系统的子系统产生的熵（称为纠缠熵）。当前的量子技术通常在量子系统变得嘈杂和无用之前，允许非常低深度的量子电路。因此，我们对确定低深度量子电路的非经典性。与Andru Gheorghiu我们表明这个问题即使对于量子计算机来说，假设错误学习对于量子计算机而言也是困难的（支撑后量子密码学中许多方案的假设）。
以下是一些最近的论文：
加入团队
如果您想了解更多有关加入该小组的信息，无论是博士后研究员还是DPhil学生，请联系乔纳森·巴雷特教授,教授亚历克斯·基辛格、和/或马蒂·霍班教授。我们支持优秀申请者的博士后奖学金申请。这个工程和物理科学研究委员会和英国皇家学会拥有年度博士后奖学金一些比赛对非英国公民开放。该部门还每年向以下人员颁发DPhil奖学金实力最强的英国和海外申请人。
如果你已经在牛津大学攻读硕士学位，并且可能有兴趣与我们团队的成员一起完成你的项目，请尽快与上述小组成员之一联系。
我们定期监督学生的硕士学位论文项目理学硕士高级计算机科学，的理学硕士数学和计算机科学基础，以及各种其他硕士学位，例如数学、物理或材料。
邮件列表
我们在量子计算和量子基金会上运行国际邮件列表。
我们还有一个单独的列表，用于宣布与我们团队活动相关的当地活动；要订阅，请发送一封空白电子邮件到定量公告-join@cs.ox.ac.uk.防止过多垃圾邮件，此列表主要限于牛津或牛津附近的人。来自牛津电子邮件地址的请求将自动获得批准，但如果您来自其他地方并想加入（例如，因为您要访问我们一段时间），请发送电子邮件至quantum-announcements-owner@cs.ox.ac.uk自我介绍。如果您正在寻找通用量子计算或基金会列表，请加入其中之一相反，上面列出了这两个列表。
基金
我们感谢空军科学研究办公室、约翰·邓普顿基金会和工程和物理科学研究委员会。
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