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“量子算法—理论与应用”专题论坛 | CQCC & GQSF 2026
2026-07-014


第五届CCF量子计算大会暨第五届大湾区量子科学论坛将于8月3-5日在深圳举办。其中,专题论坛“量子算法——理论与应用”将于8月4日登场。


CQCC & GQSF 2026概况

第五届CCF量子计算大会暨第五届大湾区量子科学论坛(CQCC & GQSF 2026)将于2026年8月3日-5日首次落地深圳,以“量与智相融合,量超智共融算”为核心主题,预计将有逾1500人参会,延续往届跨学科交流传统,汇聚全球量子科技领域顶尖智慧,推动技术从实验室突破迈向规模化产业应用。


本届大会由中国计算机学会(CCF)和中国物理学会联合主办、CCF量子计算专业委员会及粤港澳大湾区(广东)量子科学中心、中国科学院东莞材料研究所、北京量子信息科学研究院共同承办。


大会聚焦学术引领与产业赋能双重价值:学术端设置理论算法、量子AI大模型、跨模态量子计算等前沿论坛;产业端举办高规格展览与政企对接活动,集中展示量子芯片量产、行业应用解决方案等核心成果,加速金融、生物医药等领域商业化落地,为产业链上下游搭建高效对接桥梁。

“量子算法——理论与应用” 专题论坛

??论坛时间:8月4日10:00-12:30

论坛介绍:

量子算法的发展是推动计算范式革新与信息技术跃迁的重要力量。早期,算法研究主要建立在经典计算模型之上,面对高维数据处理、复杂系统模拟、密码分析与优化求解等问题时,经典算法在计算效率与资源消耗方面逐渐显现出局限。随着量子计算理论、量子信息科学与量子硬件平台的持续发展,量子算法凭借量子叠加、量子纠缠与量子干涉等独特机制,展现出突破经典计算瓶颈、提升复杂问题求解能力的巨大潜力,成为重塑未来计算科学与应用体系的重要方向。


为满足科学计算、人工智能、材料设计、信息安全与工程技术等领域对高效计算方法的迫切需求,深入研究量子算法的理论基础与应用路径具有重要意义。目前,量子算法在复杂度分析、算法构造、误差控制、资源估计、可扩展实现以及与实际问题的适配等方面仍面临诸多挑战,制约了其从理论优势向实际应用优势的转化。量子算法的持续发展将有助于构建经典计算与量子计算协同的新型算法体系,拓展其在大规模数据处理、量子系统模拟、机器学习、密码学与组合优化等方向的应用边界。


本论坛将聚焦量子算法的前沿理论与应用实践,重点探讨量子计算模型与量子算法设计的基本原理,典型量子算法的复杂度优势与性能分析,量子硬件条件下的算法实现与资源需求,量子算法与经典算法的混合协同机制,以及量子算法在人工智能、科学计算、材料化学、金融建模、信息安全等领域中的应用前景与关键挑战,促进量子算法理论创新、技术突破与应用落地的深度融合。


论坛议程



顺序

主题

主讲嘉宾

单位

1

Optimization by Comparison: Classical and Quantum Algorithms

李彤阳

北京大学

2

Sign Embedding Quantum Algorithms for Matrix Equations and Matrix Functions

刘锦鹏

清华大学

3

基于黎曼优化框架的量子线路设计

赖志坚

北京大学

4

DQC1-completeness of normalized trace estimation for functions of log-local Hamiltonians

邵长鹏

中国科学院数学与系统科学研究院

5

Hamiltonian dynamics from pure dissipation

尚仲夏

哥本哈根大学



论坛主席



安冬



北京大学 研究员/助理教授

安冬,北京大学北京国际数学研究中心助理教授。2016年获得北京大学计算数学学士学位,2021年获得加州大学伯克利分校应用数学博士学位,自2021年9月起在马里兰大学量子信息和计算机科学联合中心(QuICS)担任哈特里博士后研究员,2024年9月入职北京大学。主要研究兴趣包括量子算法、计算量子力学,以及量子计算和应用数学的跨学科研究,包括隔热量子计算、量子模拟、线性系统和微分方程的量子算法等。

赖志坚



北京大学 博雅博士后

赖志坚,北京大学北京国际数学研究中心博雅博士后。2024年博士毕业于日本筑波大学,毕业至今在北京大学文再文课题组从事博士后研究工作。研究方向为流形优化,量子计算和优化。国家自然科学青年基金项目负责人。

李绎楠



武汉大学 特聘副研究员

2018年在澳大利亚悉尼科技大学获得博士学位。2018年至2022年在荷兰国家数学与计算机中心(CWI)和日本名古屋大学从事博士后研究。2022年9月入职武汉大学。主要研究兴趣包括量子计算理论及其在数学、物理和计算机科学中的交叉应用。


报告嘉宾及内容




李彤阳



北京大学 研究员/助理教授

Tongyang Li is currently an assistant professor at Center on Frontiers of Computing Studies, Peking University. Previously he was a postdoctoral associate at the Center for Theoretical Physics, Massachusetts Institute of Technology. He received Master and Ph.D. degrees in computer science from University of Maryland, and Bachelor of Engineering from IIIS, Tsinghua University with a second degree in mathematics. Tongyang’s research focuses on designing quantum algorithms for optimization and machine learning. He has published more than 40 papers in Nature Physics, Nature Communications, Journal of the ACM, Physical ReviewLetters, IEEE Transactions on Information Theory, STOC, ICML, NeurlPS, ICLR, and other top venues.


报告主题:Optimization by Comparison: Classical and Quantum Algorithms


摘要: In this talk, I will introduce optimization algorithms using comparisons. Specifically, given a smooth function f: R^n - R, we only assume a comparison oracle that inputs two points x1 and x2 and outputs 1 if f(x1)<=f(x2) and -1 otherwise. We cover the following problems: (1) gradient testing, (2) gradient estimation, (3) convex optimization, and (4) finding stationary points in nonconvex optimization. We introduce both classical as well as quantum algorithms for solving these problems, and also introduced both classical and quantum lower bounds.

刘锦鹏



清华大学 研究员/助理教授

刘锦鹏,清华大学丘成桐数学科学中心助理教授,博士生导师,入选国家海外高层次人才引进计划,2022-2024年在麻省理工和伯克利任博士后,2022年博士毕业于马里兰大学,2017年本科毕业于北航-中国科学院华罗庚班。研究方向为量子科学计算与量子科学智能,在PNAS、Nat.Commun. 、PRL、CMP、JCP、Quantum等期刊和NeurIPS、QIP、TQC等会议发表多篇论文,受到Quanta、SIAM News、MATH+等科技媒体报道,获得世界华人数学家大会ICCM毕业论文金奖,受邀在菲尔兹研究院作专题报告,担任量子信息权威期刊Quantum(JCR Q1,IF 6.4)的编委。


报告主题:Sign Embedding Quantum Algorithms for Matrix Equations and Matrix Functions


摘要:We develop a systematic framework of quantum algorithms for matrix equations (ordinary and generalized Sylvester equations, generalized Lyapunov equations, algebraic Riccati equations) and matrix functions (principal square roots, inverse square roots, geometric means).  Our algorithms relax non-normal and non-diagonalizable settings, given a field-of-values (FoV) gap or strip-resolvent hypotheses. Differing from the contour-integral treatment, our framework contains the three ingredients: matrix-sign embedding (real-line contour simplification), log-sinc rational approximation, and nodewise rebalancing of the shifted-inverse implementation.  The matrix-sign embedding route support a broad class of quantum algorithms and is resuable for structured operator-output quantum linear algebra.

赖志坚



北京大学 博雅博士后

2024年博士毕业于日本筑波大学,毕业至今在北京大学文再文课题组从事博士后研究工作。研究方向为流形优化,量子计算和优化。国家自然科学青年基金项目负责人。


报告主题:基于黎曼优化框架的量子线路设计


摘要:面向基态制备的量子线路设计是量子信息科学领域的基础研究问题。然而,标准变分量子算法普遍存在量子线路拟设表达能力有限、优化过程易陷入困境等瓶颈。为突破上述局限,本文从几何视角出发,将量子线路设计问题转化为酉群上的能量函数最小化问题,构建了基于回缩的黎曼优化框架,确保算法各步骤可直接在量子硬件上执行。依托该框架,本文提出黎曼随机子空间梯度投影法(Riemannian Random Subspace Gradient Projection, RRSGP),实现了对现有随机梯度类算法的统一表述。另外,相关几何优化方法多聚焦于一阶梯度下降算法,针对高效二阶算法的系统性研究仍较为匮乏。为此,本文还推导了黎曼 Hessian 的显式表达式,证明其可通过参数平移规则在量子硬件上直接估算。基于此,进一步提出黎曼随机子空间牛顿法(Riemannian Random Subspace Newton, RRSN),该算法为可扩展的二阶优化方法,能够依托测量数据构建牛顿方程。数值实验结果表明,相较于现有一阶算法及标准变分量子算法,RRSN 算法具备二次收敛特性,仅需更少迭代次数即可制备出高精度基态。综上,本工作为将各类高效黎曼优化算法系统性应用于量子线路设计奠定了理论与方法基础。

邵长鹏



中国科学院数学与系统科学研究院 副研究员

2023年入职中国科学院数学与系统科学研究院,担任副研究员。这之前,在英国布里斯托大学读博士后,主要从事量子算法与复杂度方面的研究,相关学术工作发表在权威期刊Communications in Mathematical Physics,SIAM Journal on Matrix Analysis and Applications和会议STOC上发表过论文,在量子计算权威会议QIP上做过4次报告。


报告主题:DQC1-completeness of normalized trace estimation for functions of log-local Hamiltonians


摘要:We study the computational complexity of estimating the normalized trace $2^{-n}\tr[f(A)]$ for a log-local Hamiltonian $A$ acting on $n$ qubits. This problem arises naturally in the DQC1 model, yet its complexity is only understood for a limited class of functions $f(x)$. We show that if $f(x)$ is a continuous function with approximate degree $\Omega(\mathrm{poly}(n))$, then estimating $2^{-n}\tr[f(A)]$ up to constant additive error is DQC1-complete, under a technical condition on the polynomial approximation error of $f(x)$. This condition holds for a broad class of functions, including exponentials, trigonometric functions, logarithms, and inverse-type functions. We further prove that when $A$ is sparse, the classical query complexity of this problem is exponential in the approximate degree. Together, these results identify the approximate degree as the key parameter governing the complexity of normalized trace estimation: it characterizes both the quantum complexity (via efficient DQC1 algorithms) and, conditionally, the classical hardness, yielding an exponential quantum–classical separation. Our proof develops a unified framework that cleanly combines circuit-to-Hamiltonian constructions, periodic Jacobi operators, and tools from polynomial approximation theory, including the Chebyshev equioscillation theorem. The talk is based on joint work with Zhengfeng Ji, Tongyang Li, Xinzhao Wang and Yuxin Zhang, see arXiv:2604.01519.

尚仲夏



哥本哈根大学 研究员

Zhong-Xia Shang is currently a postdoc of QMATH at the University of Copenhagen. Previously, he was an HKIQST postdoctoral fellow affiliated with the University of Hong Kong (HKU). He obtained his Ph.D. degree in Physics at University of Science and Technology of China (USTC) (2024). His advisor is Prof. Chao-Yang Lu. He also obtained his B.S. degree in Physics at the School of Gifted Young, USTC (2019). His current insterests are designing quantum algorithms and exploring quantum advantages


报告主题:Hamiltonian dynamics from pure dissipation


摘要:The fundamental difference between closed and open quantum dynamics lies in their environmental interaction: closed systems are perfectly isolated and evolve reversibly under unitary Hamiltonian dynamics, whereas open systems continuously couple to an external bath, resulting in irreversible dissipation and information loss. In this talk, I will show internal Hamiltonian dynamics can be "faked`` via external pure dissipation, i.e., Lindbladians without a coherent Hamiltonian part. More concretely, we show that, in a GKSL representation with zero explicit Hamiltonian, bounded-norm dissipative generators can approximate Hamiltonian dynamics within $\epsilon$ error in diamond norm using $\mathcal{O}(t^2/\epsilon)$ evolution time. We further prove that for time-independent dynamics this $\mathcal{O}(t^2/\epsilon)$ scaling is in the worst case, necessary and optimal from a geometric perspective, which captures the fundamental decoherence cost for catching up with the speed of Hamiltonian dynamics. For practical considerations, we establish an autonomous QDRIFT protocol and show how to exponentially improve the dependence on $\epsilon$ for expectation value estimation via extrapolations. Our construction leads to various implications, including the BQP-completeness of purely dissipative dynamics even before reaching approximate equilibrium, a Zeno-adjacent state-independent freezing effect, the no super-quadratic fast-forwarding theorem of a class of purely dissipative dynamics, and reducing Lindbladian simulation cost via gauge changing.


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