Theoretical realization of a two qubit quantum controlled-not logic gate and a single qubit Hadamard logic gate in the anti-Jaynes-Cummings model
本研究在反-Jaynes-Cummings模型中理论实现了Hadamard门和量子受控非门，通过精确选择相互作用时间，在非正交基态子空间中获得单位成功概率，为量子计算提供了新方案。
2021-03-04 quant-ph
Deterministic Controlled-NOT gate for single-photon two-qubit quantum logic
我们展示了一个鲁棒的单光子双量子比特量子逻辑的确定性线性光学控制非（CNOT）门的实现。偏振Sagnac干涉仪与嵌入式45 $^{\circ}$ -定向的鸽子棱镜用于使偏振控制量子位作用于相同光子的动量（空间）目标量子位。CNOT门不需要主动稳定，因为两个空间模式共享一个公共路径，并且它用于纠缠极化和动量量子位。
2004-05-03 quant-ph
Experimental Controlled-NOT Logic Gate for Single Photons in the Coincidence Basis
我们报告的概率控制非门的单光子的原理证明演示。单光子控制和目标量子比特与单个辅助光子在仅使用线性光学元件构造的设备中混合。受控非门的成功操作依赖于后选择的三光子干涉效应，这需要在输出模式中检测光子。
2003-07-09 quant-ph
On quantum logic operations based on photon-exchange interactions in an ensemble of non-interacting atoms
最近提出的通过原子系综中的交换相互作用在光子态之间产生纠缠的想法（J.D. Franson和T. B. Pitman，Phys.Rev.A60，917（1999）和J.D. Franson等人，（quant-ph/9912121））使用S-matix方法进行讨论。结果表明，如果原子的非线性响应可以忽略，并且没有额外的原子-原子相互作用，交换作用在使原子返回到初始态的过程中不会产生光子态之间的纠缠.纠缠的产生需要存在非线性原子响应或原子-原子相互作用。
2000-06-08 quant-ph
Quantum logic via the exchange blockade in ultracold collisions
核自旋可以充当量子开关，即使在核自旋之间以及核自旋与电子自旋之间都没有相互作用的情况下，也可以打开或关闭原子之间的超冷碰撞。这种“交换封锁”是实现量子逻辑门的一种新机制，它源于复合全同粒子的对称性，而不是量子比特之间的直接耦合。我们研究了基于这种机制的纠缠$\sqrt{\text{SWAP}}$门的实现，并将其应用于自旋为1/2的$^1S_0$双原子光镊系统中。我们评估了基于一维双高斯阱绝热演化的原理验证协议，计算了操作保真度与相互作用强度、门时间和温度的函数关系。
2006-12-04 quant-ph
A Quantum Simulator Based on Locally Controlled Logical Systems
在数字量子模拟器中，通过快速局部控制操作来操纵基本的两量子比特相互作用，以建立所需的目标哈密顿量。在这里，我们考虑一个基于逻辑系统的量子模拟器，即其中几个物理量子位用于表示单个逻辑两级系统，以获得对逻辑系统之间有效交互的增强和简单控制。物理量子位之间的固定的、依赖于距离的成对相互作用导致逻辑系统之间的有效相互作用，这可以完全通过选择它们的内部状态来控制。这允许人们直接操纵逻辑系统之间有效交互的拓扑和强度。我们展示了如何选择和生成任何所需的交互模式和拓扑结构的逻辑系统所需的状态，如何执行任意的逻辑测量，以及如何仅使用固有的两体交互和单个物理量子位的控制来获得对单个逻辑系统的完全控制。这导致了基于逻辑系统的通用量子模拟器。我们讨论了这样一个逻辑量子模拟器的优势，标准的，包括可能性，以达到目标拓扑结构，只有访问大的开销，否则。我们提供了几个例子，如何获得不同的目标相互作用模式和拓扑结构，从初始的远程或短程量子比特与量子比特的相互作用与特定的距离依赖。
2023-02-07 quant-ph
Approximate exchange-only entangling gates for the three-spin-$1/2$ decoherence-free subsystem
三自旋- $1/2$无消相干子系统定义了受集体噪声保护的逻辑量子比特，并支持仅交换通用门。这样的逻辑量子比特非常适合于利用电定义的量子点来实现。精确的仅交换纠缠逻辑门存在，但构建和理解具有挑战性。我们使用解耦策略来获得简单的近似纠缠门。该策略的一个好处是，如果物理自旋对齐，那么它可以在纠缠哈密顿量下实现进化。可以直接实现可表示为不涉及$σ_y$的逻辑泡利乘积的线性组合的哈密顿算子。可以从这些哈密顿量构造的自逆门，例如CNOT，可以在不假设物理自旋的情况下实现。我们比较了控制复杂性的实现CNOT以前的方法，并发现，复杂的容错性能是有竞争力的。
2019-03-29 quant-ph
Demonstration of Controlled-Phase Gates between Two Error-Correctable Photonic Qubits
为了实现容错量子计算，需要将量子信息存储在具有纠错功能的逻辑量子比特中，通过在多个物理量子比特之间分配逻辑状态或通过在高维系统的希尔伯特空间中编码来实现。这些可纠错的逻辑量子比特之间的量子门操作对于实现任何实际的量子计算任务都是必不可少的，但还没有实验证明。在这里，我们展示了一种几何方法，实现控制相位门之间的两个逻辑量子比特编码的光子场存储在腔中。这些门是通过将辅助超导量子比特色散耦合到这些腔并驱动它根据腔的联合光子态进行循环演化来实现的，这产生了条件几何相位。我们首先实现了光子量子比特的相位门，其逻辑基态编码在两个准正交相干态中，这对基于连续变量的量子计算具有重要意义。然后，我们使用这种几何方法来实现两个二进制编码的逻辑量子比特之间的控制相位门，这具有纠错功能。
2020-03-26 quant-ph
High-Fidelity Controlled-Phase Gate for Binomial Codes via Geometric Phase Engineering
Tsinghua University（清华大学）；University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）
提出利用几何相位工程实现二项式编码逻辑量子比特的受控相位门，实验演示了97.4%的受控Z门过程保真度，超越了所有先前报道的玻色子码双逻辑量子比特门。
2025-11-09 quant-ph
Quantum Logic Network for Probabilistic Teleportation of Two-Particle State of General Form
给出了一般形式的二粒子态概率隐形传态的简化方案。通过单量子比特门、双量子比特控制非门、Von Neumann测量和经典控制操作等基本操作，构造了一个有效的量子逻辑网络，用于实现一般形式的两粒子态概率隐形传态新方案.
2003-09-23 quant-ph
Quantum Logic Networks for Probabilistic Teleportation of Many Particle State of General Form
提出了一般形式的N粒子态的概率隐形传态方案。作为特例，我们利用单量子比特门、双量子比特控制非门、冯·诺依曼测量和经典控制操作构造了实现一般形式的两粒子态、三粒子态和四粒子态概率隐形传态的有效量子逻辑网络.
2003-11-21 quant-ph
An Explicit Universal Gate-set for Exchange-Only Quantum Computation
单一的物理相互作用对于一般的量子计算来说可能不是通用的。然而，在某些情况下，它可以在子空间上产生通用的量子计算。例如，通过将逻辑量子比特编码到多个物理量子比特的阵列中，单个各向同性或各向异性交换相互作用可以生成通用逻辑门集。最近，交换相互作用的编码普遍性在三量子比特阵列上得到了明确的证明，这是最小的非平凡编码。我们现在提出一个四量子位阵列上的离散通用逻辑门集的确切规格。我们展示了如何用最多3个最近邻交换操作来精确地实现单量子比特操作，以及如何用29个并行最近邻交换相互作用或54个串行门来生成编码的受控非操作，这些操作是使用遗传算法和Nelder-Mead搜索从广泛的数值优化中获得的。我们的门序列可直接应用于具有交换相互作用的量子线路的实现。
2003-12-23 quant-ph
Experimental demonstration of a controlled-NOT wave-packet gate
我们报告的实验演示的受控非（CNOT）量子逻辑门之间的运动和内部状态的量子比特的一个单一的离子，而不是以前证明的门，条件动力学依赖于离子的波包的程度。这种CNOT门的优点是不受非谐振耦合引起的斯塔克位移的影响，并且不需要辅助内部电平。我们通过测量后门离子状态的人口逻辑基础和叠加输入状态的门逻辑的特征，我们证明了门的相干性通过干涉测量。
2002-08-28 quant-ph
One-spin quantum logic gates from exchange interactions and a global magnetic field
人们普遍认为，基于自旋的量子计算机中的单量子比特门存在严重的技术困难。我们表明，一个量子位门实际上可以产生使用只有适度的和目前可行的技术要求。我们的解决方案只使用全球磁场和可控海森堡交换相互作用，从而规避了单自旋寻址的需要。
2004-05-14 cond-mat quant-ph
A Lecture on Quantum Logic Gates
本文对量子逻辑门中的n重控制幺正门的构造作一简要评述。
2001-01-13 quant-ph
Quantum Computing with Globally Controlled Exchange-type Interactions
如果量子计算机中量子比特之间的相互作用具有非对角形式（例如海森堡相互作用），那么必须能够“关闭它”以防止状态的不受控制的传播。因此，这种QC方案通常需要对每对相邻量子位之间的相互作用强度进行局部控制。在这里，我们证明，这种程度的控制是不必要的：它足以切换的相互作用集体-这在原则上可以实现的全球领域，而不是与本地的操作。这种观察可以为各种固态、光晶格和NMR实现提供显著的简化。
2001-04-24 quant-ph
Gain-Assisted and Dynamically Controlled Optical Bistability for Quantum Logic Gate Applications
研究N型四能级冷原子系统中探测场的传播，通过相干控制实现透明与增益切换，利用增益降低光学双稳态阈值，结合轨道角动量结构化光定制特性，提出实现受控非门的理论方案，为量子逻辑应用提供支撑。
2025-08-25 quant-ph
Controlled exchange interaction between pairs of neutral atoms in an optical lattice
光囚禁的超冷原子具有强的量子相干性和可控性，为量子信息处理和凝聚态物理中复杂问题的模拟提供了一个有吸引力的系统。许多量子信息处理方案需要操纵单个量子位并使其彼此确定性地纠缠，这一过程通常通过量子位之间受控的、依赖于状态的相干相互作用来实现。最近的实验已经朝着这一目标取得了进展，通过证明纠缠之间的原子系综限制在一个光晶格。然而，到目前为止，还没有证明一个关键的操作：孤立对原子之间的受控纠缠。我们已经使用了双势阱的光晶格来隔离和操纵成对原子的阵列，在每对原子中诱导受控的纠缠相互作用。我们的实验是在中性原子系统中使用受控交换耦合的建议的第一个实现。虽然87Rb原子具有几乎与态无关的相互作用，但当我们将两个原子强制到同一物理位置时，这些相同玻色子的波函数交换对称性导致了态相关动力学。我们观察到占据不同振动能级的原子之间的自旋重复交换，相干时间超过10毫秒。这一观察结果首次证明了中性原子中量子SWAP门的基本组成部分。SWAP的“半实现”，即sqrt（SWAP）门，是纠缠的，与单个量子比特旋转一起形成了一组用于量子计算的通用门。
2007-08-15 quant-ph
Universal Quantum Logic from Zeeman and Anisotropic Exchange Interactions
一些最有前途的可扩展固态量子计算的建议，例如，在量子点中使用电子自旋或在Si中使用施主电子或核自旋的那些依赖于理想地由各向同性交换相互作用产生的两量子位量子门。然而，由自旋-轨道耦合引起的各向异性扰动是不可避免的。以前的研究集中在消除各向异性。在这里，我们介绍了一个新的通用的量子逻辑门，利用各向异性微扰。价格是一个恒定的，但适度的因素，在额外的脉冲。增益是一种与基于自旋的固态量子计算机中自然可用的相互作用兼容的方案。
2002-10-02 cond-mat quant-ph
Effective Hamiltonian for two interacting double-dot exchange-only qubits and their controlled-NOT operations
双点纯交换量子位代表了固态实现中高速和简单制造之间的一种有前途的折衷。利用分布在双量子点中的三个电子组成的一对相互作用的双量子点交换量子比特来实现受控非（CNOT）操作。复合系统的有效哈密顿模型仅由自旋对之间的交换相互作用表示。因此，演化算子具有简单的形式，并且代表了实现CNOT门的操作序列的研究的起点。两种不同的几何配置的对被认为是，和一个数值混合单纯形和遗传算法。我们比较了非物理的情况下，所有的相互作用是可控的，从外部和现实的条件下，点内的相互作用是固定的几何系统。在后一种情况下，我们发现CNOT序列的几何配置，我们认为一个量子比特系统中的电子被静电限制在两个量子点的硅纳米线。利用自旋密度泛函理论为基础的模拟器上的基本参数控制的量子比特的纳米线和栅极的几何尺寸的影响进行了研究。因此，CNOT门的性能进行评估。
2015-01-23 quant-ph
Encoded Universality for Generalized Anisotropic Exchange Hamiltonians
我们推导出一个编码的普遍性表示的广义各向异性交换哈密顿量，其中包含交叉产品的条款，除了通常的两粒子交换条款。利用最近发展起来的代数方法，证明了一个逻辑量子比特的最小普适性生成编码是基于三个物理量子比特的。我们展示了如何生成单量子比特和双量子比特操作的逻辑量子比特，使用适当的定时共轭运算来自分析的换向器代数。的操作的时间被认为是至关重要的，在允许简化的门序列的广义哈密顿量的形式类似于先前推导的对称（XY）各向异性交换哈密顿量。控制Z门到局部变换所需的操作总数为5。提出了一种可扩展的体系结构。
2002-04-04 quant-ph
Blockade-induced exchange primitives for scalable neutral-atom QPU
University of Tehran（德黑兰大学）；Niels Bohr Institute（尼尔斯·玻尔研究所）
该研究通过中性原子阵列中的集体激发态实现原生的交换操作，利用阻塞效应实现高效的交换控制，提高了量子处理器的可扩展性和操作保真度。
2026-05-21 quant-ph
Elementary gates for ternary quantum logic circuit
本文研究了三值量子逻辑电路的基本门。提出了三值控制X（TCX）门或三值控制Z（TCZ）门作为二元四元组基本门，它在任意二元四元组门的辅助下具有通用性。它简单、高效、易于实现。基于Cartan分解，我们还给出了四分之一基本门。然后研究了几种重要的三值门的综合，并讨论了它们的物理实现方案。最后，我们将这些基本门推广到更一般的量子情形，从而为二值和多值量子线路的综合提供了统一的描述。
2012-04-25 quant-ph
Quantum logic gates from time-dependent global magnetic field in a system with constant exchange
我们提出了一种方法来实现一个通用的一个和两个量子比特门的量子计算系统中的两个耦合电子与常数非对角交换相互作用。交换相互作用的抑制是通过一直重复单自旋旋转来实现的。电子的小g因子差异允许寻址量子位并避免强磁场脉冲。数值实验表明，对于单量子比特和双量子比特系统，只需在几个高斯范围内改变磁场的振幅，引入一个共振电子，然后引入另一个共振电子，就可以实现单量子比特和双量子比特系统的操作。
2015-01-26 cond-mat.mes-hall quant-ph
Comparison of the Cost Metrics for Reversible and Quantum Logic Synthesis
提出了一种确定由量子非门、量子控制非门、量子控制V门和量子控制V+门组成的最佳三线电路的宽度优先搜索方法。结果是简单的门计数和技术驱动的成本指标。最佳的NCV电路也比较NCV电路从最佳的非，CNOT和Toffoli（NCT）门电路。这里提出的工作提供了基本的结果和动机继续研究的直接综合的NCV电路，并建立在不同的电路成本指标的功能实现之间的关系。
2006-02-04 quant-ph
Quantum computer with atomic logical qubits encoded on macroscopic three-level systems in common quantum electrodynamic cavity
提出了一种基于宏观（或介观）共振系统--量子电动力学腔中的多原子相干系综、鱿鱼或量子点，在固态量子计算机中有效实现基本量子门通用集合的方法.我们利用一个编码的逻辑量子比特的对宏观的两个或三个层次的原子，是工作在希尔伯特子空间的所有国家固有的这些原子系统。在这个子空间中，逻辑单量子比特门通过经由虚拟光子的交换的对中的单个原子激发的受控可逆转移以及通过对中的原子系综中的一个的频移来实现。在二能级系统的情况下，逻辑双量子位门通过控制一个原子系综中的兰姆位移幅度来执行，分别允许/阻止一对中的激发转移，其由另一对的第三原子系统控制。当使用三能级系统时，我们描述了原子对中的非门，该非门由工作原子激发向由控制对激发的直接影响引起的附加第三能级的转移控制。最后，我们讨论了所提出的物理系统的优势，一些有用的量子门的加速计算。
2013-01-10 quant-ph
Quantum Logic with a Single Trapped Electron
我们建议使用一个被困的电子来实现量子逻辑操作。基本的控制非门被证明是可行的。这两个量子比特存储在内部和外部（运动）自由度中。
1999-12-02 quant-ph
Implementing fanout, parity, and Mod gates via spin exchange interactions
我们证明，对于任何n > 0，2n个量子比特（作为自旋1/2粒子）之间的海森堡相互作用可以用来精确地实现一个n量子比特奇偶校验门，这是等价于一个n量子比特扇出门的恒定深度。可以使用各向同性或非各向同性形式的相互作用。我们推广了我们的基本结果表明，任何哈密顿（作用于适当编码的逻辑量子比特），其特征值二次依赖于汉明重量的逻辑量子比特值，可以用来实现广义Mod_q门的任何q > 1。本文是quant-ph/0309163的续篇，并解决了该论文中的一个未解决的问题。
2004-07-16 quant-ph
Entanglement generation using a controlled-phase gate for time-bin qubits
量子逻辑门对于许多物理系统中的量子计算和量子信息处理是重要的。虽然时间仓量子比特适合于光纤上的量子通信，但它们的许多基本量子逻辑门尚未实现。在这里，我们展示了一个用于时间仓量子比特的受控相位（C相位）门，它使用基于电光调制器的2x2光开关。Hong-Ou-Mandel干涉测量表明，该开关可以作为一个随时间变化的分束器工作。我们证实了两个独立的时间仓量子比特纠缠作为一个结果的C相门操作与开关。
2020-03-10 quant-ph
Controlled phase gate in exchange coupled quantum dots affected by quasistatic charge noise
针对半导体量子比特中电荷噪声影响两比特门保真度的问题，研究了准静态失谐噪声对双量子点自旋比特受控相位门的作用，推导了弱噪声下相关解析表达式并验证了序列保真度指数衰减规律仍成立。
2023-12-20 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum parallelism of the controlled-NOT operation: an experimental criterion for the evaluation of device performance
结果表明，量子控制非门同时执行三个不同的条件本地操作的逻辑功能。这些局部操作中的每一个可以通过测量四个局部输入和四个局部输出的对应真值表来验证。然后，可以在一组三个简单的实验测试中直接观察到门的量子并行性，其中每个测试都有一个清晰直观的经典逻辑运算解释。具体来说，如果三个经典操作的平均保真度超过2/3，则实现量子并行。因此，它是可能的，以评估必要的量子并行性的实验控制非门测试只有三个典型的操作进行的门。
2005-04-21 quant-ph
Dipolar Exchange Quantum Logic Gate with Polar Molecules
我们提出了一个双量子位门的基础上偶极交换相互作用的可寻址的超冷极性分子在一个阵列的光学偶极陷阱。我们的建议将$^1Σ^+$分子NaCs的全部哈密顿量，利用一对核自旋态作为存储量子位。具有旋转-超精细耦合的第三旋转激发态使得两个分子之间的可切换偶极交换相互作用能够产生iSWAP门。所有三种状态对外部磁场和电场不敏感。由于耦合到其他分子状态，不完善的基态冷却，黑体辐射和真空自发发射的影响是小的，导致潜在的保真度以上$99.99~\%$在相干量子系统，可以通过纯光学手段缩放。
2018-07-31 physics.atom-ph physics.chem-ph quant-ph
Experimental demonstration of a non-destructive controlled-NOT quantum gate for two independent photon-qubits
用于两个量子比特（qubit）的通用逻辑门形成了量子信息处理的基本成分。然而，作为量子比特的最佳候选者之一的光子缺乏量子逻辑运算所需的强非线性耦合。在这里，我们将展示如何克服这一缺点，通过报告一个非破坏性的受控非（CNOT）门的原理验证实验演示两个独立的光子，仅使用线性光学元件结合单光子源和条件动力学。此外，我们还利用CNOT门在一个量子隐形传态实验中实现了对所有四种Bell态的区分。
2005-02-02 quant-ph
Optimizing electrically controlled echo sequences for the exchange-only qubit
最近，West和Fong [New J.Phys.14，083002（2012）]引入了用于仅交换量子位的回波方案，其完全依赖于交换相互作用。在这里，我们比较了两种不同的基于交换的序列和两种优化策略，Uhrig动态解耦（UDD）和优化的滤波函数动态解耦（OFDD），这是为单自旋量子比特引入的，并在本文中应用于三自旋交换量子比特。计算表明，优化概念的适应性可以通过直接计算来实现。我们考虑两种类型的噪声谱，洛伦兹和欧姆噪声。对于这两个频谱，结果揭示了一个轻微的依赖性的回声序列的选择上的性能。
2015-10-14 cond-mat.mes-hall quant-ph
Implementation of quantum logic operations and creation of entanglement in a silicon-based quantum computer with constant interaction
我们描述了如何在硅基量子计算机中实现量子逻辑运算，磷原子作为量子比特。信息存储在核自旋的状态中，条件逻辑操作通过电子自旋利用核-电子超精细和电子-电子交换相互作用来实现。我们计算机中的电子应该只在一个控制非门的实现过程中保持相干。交换相互作用是恒定的，并且由磁场梯度提供选择性激发。量子逻辑运算是由矩形射频脉冲实现的。这种架构是可扩展的，并且不需要制造纳米级电子门。如本文所示，量子协议的参数可以推导出解析，即使是一台计算机与大量的量子位使用我们的微扰方法。我们提出的协议初始化的核自旋和协议创建纠缠。所有的分析结果进行了测试，使用两个量子比特系统的数值。
2005-12-21 quant-ph
Quantum Fanout and GHZ states using spin-exchange interactions
本文利用2n个物理量子比特间非均匀自旋交换相互作用，给出常数深度实现n量子比特扇出和任意Mod_q门的精确耦合条件，并据此制备广义GHZ态。
2025-02-14 quant-ph
Efficient encoding of the 2D toric code logical state using local Clifford gates
提出一种仅用局域 $CX$ 和 $H$ 门、深度 $2L+1$ 的电路高效编码二维环面码逻辑态的算法。
2025-10-16 quant-ph
Addendum to "Single photon logic gates using minimum resources"
作者提请注意以前的工作[Qing Lin和Bing He，Phys.Rev.A80，042310（2009）]关于实现具有受控路径和合并门的多量子位逻辑门。我们补充的工作，显示如何有效地建立现实的量子线路，在这种方法，并给出了指导原则的任务。
2010-11-22 quant-ph
Entangling Dipole-Dipole Interactions and Quantum Logic in Optical Lattices
研究了在三维光晶格中利用偶极-偶极相互作用产生中性原子多粒子纠缠的方法。对于紧束缚的原子，偶极相互作用能可以远大于光子散射率，并且在退相干发生之前可以实现两原子态的相干演化。偶极的激发可以根据原子的状态而定，从而允许确定性地产生纠缠。我们推导出选择规则和偶极-偶极相互作用矩阵元的品质因数，碱金属原子具有超精细结构，并被困在局域化的质心状态。提出了用于实现双量子位量子逻辑门（诸如受控相位门和交换门）的不同协议。我们分析了我们的门设计的保真度，不完美的，由于从合作自发发射和相干耦合的逻辑基础之外的退相干。轮廓扩展我们的模型，包括完整的分子相互作用潜力进行了讨论。
1999-10-07 quant-ph
Parallel Position-Controlled Composite Quantum Logic Gates with Trapped Ions
我们展示了并行复合量子逻辑门的相位实现本地通过纳米级移动的离子在一个全球性的激光束的固定脉冲持续时间。我们表明，一个简单的四脉冲序列足以构建理想的任意单量子比特旋转的存在下，由于激光束指向或光束聚焦的离子阱的大强度不均匀性。使用这样的序列，我们进行平行的任意旋转离子在两个捕获区分离700 $μ$ m的结晶度与我们的标准激光控制的门。我们的方案改进了电流传输或区域相关的量子门，包括相位调制与离子的限制电位的本地控制。这使得能够利用单个激光调制器和光束路径在密集封装的量子比特上可扩展地实现任意数量的并行操作。
2017-02-12 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Controlled-NOT gate design for Josephson phase qubits with tunable inductive coupling: Weyl chamber steering and area theorem
具有可调耦合的超导量子比特非常适合于快速准确地实现量子逻辑。在这里，我们提出了一个简单的方法，基于外尔室转向，CNOT门设计的电感耦合相位量子比特与可调耦合强度g。在存在的同时射频脉冲上的各个量子比特，适当地跟踪耦合强度，因为它是变化的，我们表明，一个无限的家庭的开关序列保持时间积分或“面积”的g可以用来生成CNOT逻辑。我们通过考虑最有可能在实际实现中使用的时间依赖性来演示我们的方法：梯形，正弦和软四次曲线（也称为朗道帽）。
2007-03-22 quant-ph
Influence of qubit displacements on quantum logic operations in a silicon-based quantum computer with constant interaction
对硅中磷施主量子计算机中自旋链系综中量子比特偏离预定位置所引起的误差进行了解析估计和数值计算。我们表明，它是可能的，甚至与位移量子比特的核自旋之间使用受控非门的电子和核自旋的同一磷原子的初始化。然而，由于交换相互作用常数对量子比特之间的距离的指数依赖性，位移电子自旋之间的受控非门的实现具有很大的误差。如果量子计算是在许多自旋链的系综上实现的，那么如果具有位移量子位的链的数量很小，则误差可以很小。
2006-09-14 quant-ph
Quantum logical controlled-NOT gate in a lithium niobate-on-insulator photonic quantum walk
本研究在绝缘体上铌酸锂波导阵列中实验演示了双量子比特受控非门，利用多模干涉实现量子逻辑操作，传输矩阵保真度达0.938，为构建紧凑型大型量子电路提供了新方法。
2023-05-26 physics.optics quant-ph
Tomography of entangling two-qubit logic operations in exchange-coupled donor electron spin qubits
本文在硅中弱交换耦合的磷施主电子自旋系统中演示了通用单、双量子比特门，通过门集层析成像量化操作保真度，并成功创建了保真度约93%的纠缠贝尔态，为扩展基于施主的量子计算机奠定了基础。
2025-09-18 cond-mat.mes-hall quant-ph
Cultivating logical catalysts for fault-tolerant dyadic phase rotations
Cornell University（康奈尔大学）
提出表面码培养协议，通过相位反冲生成精确的二元相位门Z^{2^{-b}}的可重用逻辑催化剂状态，实现恒定深度的在线非克利福德操作，消除近似误差。
2026-06-26 quant-ph
Two-qubit logic with anisotropic exchange in a fin field-effect transistor
本研究在工业兼容硅鳍式场效应晶体管中实现24 ns的空穴自旋受控旋转双量子比特门，揭示强自旋轨道作用导致的各向异性交换可消除门速度与保真度的权衡，推动硅基空穴自旋量子比特向大规模量子计算迈进。
2022-12-05 cond-mat.mes-hall quant-ph
Energetic Suppression of Decoherence in Exchange-Only Quantum Computation
提出了一种只需要海森堡交换相互作用并通过能隙抑制退相干的普适量子计算。包括编码量子位的三个物理量子位与全局磁场之间的始终开启的交换相互作用的组合在感兴趣的子空间与所有其它状态之间生成能隙。该能隙抑制退相干。始终在线的交换耦合极大地简化了硬件规格和逻辑量子位间门的实现。受控相位门可以仅使用三个海森堡交换操作来实现，所有这些操作都可以同时执行。
2004-08-05 quant-ph
Simplified quantum logic with trapped ions
我们描述了一个简化的计划，量子逻辑与收集激光冷却囚禁原子离子。基于Cirac和Zoller的方案，我们展示了如何将离子运动的集体模式和单个离子的内部状态之间的基本受控非门减少到单个激光脉冲，并且可以消除对第三辅助内部电子状态的需要。
1996-12-17 quant-ph
Quantum logic control of a transition metal ion
本文针对过渡金属离子量子控制的难题，结合背景气体碰撞本征热化与远失谐拉曼激光量子逻辑技术，实现⁴⁸Ti⁺的纯量子态制备、相干操控及塞曼结构高分辨率测量，为扩展量子控制至复杂系统奠定基础。
2024-10-10 physics.atom-ph quant-ph
Quantum optimal control robust to $1/f^α$ noises using fractional calculus: voltage-controlled exchange in semiconductor spin qubits
利用分数阶微积分设计电压控制脉冲，针对半导体自旋量子比特中的$1/f^α$电荷噪声，实现高保真度交换门，并推导最优脉冲形状为对称贝塔分布，适用于多种电压控制量子比特架构。
2024-05-22 cond-mat.mes-hall math.OC quant-ph
Two-qubit Quantum Logic Gate in Molecular Magnets
提出了一种在交换耦合单分子磁体二聚体$[\textrm{Mn}_4]_2$中实现受控非量子逻辑门的方案。我们选择了有限纵向磁场中二聚体的基态和三个低激发态作为量子计算的基础，并引入了一个特定频率的脉冲横向磁场。脉冲横向磁场诱导量子计算基之间的跃迁，从而实现受控非量子逻辑门。评估和分析了量子计算基之间以及量子计算基与其他激发态之间的跃迁率。
2006-04-10 cond-mat quant-ph
Magnetically Controlled Exchange Process in an Ultracold Atom-Dimer Mixture
我们报告的观察原子和Feshbach分子的光学捕获的超冷样品中的元素交换过程。我们可以通过磁力控制这个过程的能量性质，并将其从吸能调节到放能，从而能够观察到明显的阈值行为。与弛豫到更深束缚的分子状态相反，交换过程不会导致陷阱损失。我们发现我们的实验观察和基于绝热超球表象下的三体薛定谔方程的计算结果非常吻合。交换过程的高效率可以通过初始和最终分子状态的晕轮特征来解释。
2009-11-10 cond-mat.other cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Voltage controlled exchange energies of a two electron silicon double quantum dot with and without charge defects in the dielectric
量子点是用于多种目的的人造原子。电荷缺陷通常存在，并且可以显著地干扰所设计的能谱和点的目的。硅双量子点（DQD）中的电压控制交换能代表了对电荷位置非常敏感的系统，并且是量子计算的感兴趣的。我们利用紧束缚单粒子波函数的全组态相互作用计算了硅双量子点系统的能谱。这种方法允许我们分析DQD的原子尺度电荷扰动，同时考虑硅的复杂动量空间物理的细节（即，谷和谷轨道物理学）。我们分析了DQD的能级和交换曲线如何受到附近电荷缺陷的影响，这些电荷缺陷位于相对于点的不同位置，这与金属氧化物半导体系统中预期的缺陷一致。
2011-12-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Exchange-controlled quantum beats and entanglement in an exciton--bimodal-cavity system
Federal University of Santa Maria（圣玛丽亚联邦大学）；Universidad Privada del Norte（北方私立大学）；Institute for Basic Science (IBS)（基础科学研究院）；Ewha Womans University（梨花女子大学）
本研究通过理论框架揭示激子-双模腔系统中交换相互作用控制量子拍频与纠缠，提出设计规则以实现长寿命纠缠和相干激子操作。
2026-10-12 cond-mat.mes-hall quant-ph
