On the nonadiabatic geometric quantum gates
基于容错量子计算的需要，绝热几何相移量子门得到了广泛的研究。本文证明了几何相移和条件几何相移的非绝热格式。本质上，新方案只是添加一个适当的附加字段。利用这个附加场，可以精确地控制态的演化，使其在动态相位自由路径上进行，并给出了单量子比特的几何量子门和双量子比特的受控非门。
2001-08-26 quant-ph
Implementation of universal quantum gates based on nonadiabatic geometric phases
提出了一种实验上可行的基于非绝热几何相移实现量子计算的方案，即利用循环几何相位实现一组通用的量子门.这组门的物理实现是为约瑟夫森结和NMR系统设计的。有趣的是，我们发现在适当的可控条件下，非绝热相移可能与操作时间无关。目前的非绝热几何门的一个显着特点是，没有本质上的限制的操作时间，不像绝热几何门。除了基本的兴趣，我们的结果可以简化基于固态系统的几何量子计算的实现，其中退相干时间可能很短。
2002-08-08 quant-ph
Geometric phase shift in quantum computation using superconducting nanocircuits: nonadiabatic effects
非绝热几何量子计算可以用耦合的低电容约瑟夫森结来实现。我们指出，非绝热效应和绝热条件对这些系统是非常重要的。此外，我们发现，它可能是很难检测到的绝热Berry的相位在这种超导纳米电路，但非绝热相位可以测量与电流技术。我们的结果可能为几何量子计算的实现提供有用的信息。
2002-10-25 quant-ph
Experimental realization of nonadiabatic geometric gates with a superconducting Xmon qubit
几何相位只依赖于演化路径而不依赖于演化细节，具有一定的抗噪特性。基于不同的几何相位，人们提出了各种各样的量子门，如基于非绝热阿贝尔几何相位的非绝热几何门和基于非绝热非阿贝尔几何相位的非绝热完整量子门。到目前为止，非绝热完整单量子比特门已被实验证明与超condunting transmon，其中三个级联配置的最低水平都应用在操作中。然而，第二激发态的transmons具有相对较短的相干时间，这导致量子门的保真度降低。在这里，我们实验上实现了基于阿贝尔几何相位的非绝热几何单量子比特门与超导Xmon量子比特。该实现在Xmon量子比特的两个最低能级上执行，从而避免了第二激发态的短相干时间的影响。实验结果表明，单比特量子门的平均正确率可以分别达到99.6%和99.7%。
2019-09-22 cond-mat.supr-con quant-ph
Nonadiabatic Geometric Quantum Computation Using A Single-loop Scenario
提出了一种单圈方案来实现非绝热几何量子计算。传统上，使用所谓的多回路方法来去除几何量子门在操作过程中积累的动态相位。更有趣的是，我们在这里详细说明了如何使用一个特殊的单回路方法来消除动力学相位，从而构建一组通用的量子门的基础上的非绝热几何相移。本方案适用于NMR系统，并可能在其他物理系统中是可行的。
2005-02-15 quant-ph
Realization of universal nonadiabatic geometric control on decoherence-free qubits in the XY model
量子信息处理的一个基本要求是防止退相干和噪声的不利影响。消相干子空间和几何处理是量子信息保护的重要步骤。在这里，我们提供了一个新的实验上可行的方案，结合消相干自由子空间与非绝热几何操作，以实现一个通用的量子计算。该方案不同于以往的方案，它基于典型的XY相互作用耦合，可以在各种纳米工程系统中建立，从而为在无消相干子空间中实现非绝热完整量子计算开辟了道路.
2017-12-03 quant-ph
Proper magnetic fields for nonadiabatic geometric quantum gates in NMR
在核磁共振（NMR）系统中的非绝热纯几何量子门方案中，我们提出了适合于实验的适当大小的磁场。我们施加一个自然条件，并减少自由度的磁场的程度。通过改变磁场的一维自由度，任意自旋态都可以获得任意的纯几何相位θ g =-2π（1-cos θ），0 < cosθ < 1.这是构造通用几何量子门的基本要素。
2003-05-20 quant-ph
Implementations of Nonadiabatic Geometric Quantum Computation using NMR
几何相位由于其几何特性而具有一定的容错性，近年来在量子计算理论研究中得到了广泛的关注。到目前为止，只有一个绝热几何门的实验报告与核磁共振通过贝瑞相位。但它也有两个缺点：第一，Berry相的绝热条件使得这种门的速度很慢。第二，消除动态相位的额外操作。我们知道，几何相位既可以存在绝热（Berry相位），也可以存在非绝热（Aharonov-Anandan相位）。本文报道了利用核磁共振技术通过条件AA相实现非绝热几何门的首次实验结果。在我们的实验中，门可以做得更快，更容易，并消除了上述两个缺点。
2002-07-03 quant-ph
One-step implementation of nonadiabatic geometric fSim gate in superconducting circuits
本文提出一种在超导电路中一步实现非绝热几何fSim门的新方案，通过结合非绝热全息CP门与非循环几何iSWAP门，耗时减半且对参数波动和环境干扰具有鲁棒性，易于实验实现。
2024-04-12 quant-ph
Nonadiabatic Geometric Quantum Computation in Non-Hermitian Systems
本文提出在非厄米量子系统中利用非幺正演化产生的几何相位实现高保真通用几何门，并证明非绝热过程不会因裸态衰变而损失保真度。
2023-07-11 quant-ph
Super-robust nonadiabatic geometric quantum control
非绝热几何量子计算（NGQC）和非绝热完整量子计算（NHQC）被提出来减少几何量子门的运行时间。然而，在对实验控制误差的鲁棒性方面，现有的NGQC和NHQC方案在大多数情况下与标准动态门相比没有优势。在这里，我们给出了非绝热几何门对控制误差敏感的原因，并进一步提出了一种超鲁棒非绝热几何量子控制方案，其中的超鲁棒条件可以保证几何门的高速性和鲁棒性.为了说明超鲁棒几何量子门的工作机制，我们分别给出了二能级和三能级量子系统的SR-NGQC和SR-NHQC的两个简单例子。理论和数值结果与实验参数表明，我们的计划可以显着提高门性能相比，以前的NGQC，NHQC，和标准的动力学计划。超鲁棒的几何量子计算可以应用于各种物理平台，如超导量子比特、量子点和囚禁离子。所有这些都充分表明，我们的方案提供了一个很有前途的方法来实现鲁棒的几何量子计算。
2021-09-16 quant-ph
Fast magnetic field manipulations and nonadiabatic geometric phases of nitrogen-vacancy center spin in diamond
快速的量子自旋操纵是设计基于自旋的量子逻辑门和其他量子应用所必需的。本文构造了金刚石中氮空位中心（NV）自旋在外加磁场作用下的精确演化算符，并研究了NV自旋系统的非绝热几何相位，包括循环和非循环.我们相信，在未来的实验中可以测量到非绝热几何相位，这些快速的量子操纵可以在设计基于自旋的量子应用中是有用的。
2017-04-06 cond-mat.mes-hall quant-ph
Recent Advances on Nonadiabatic Geometric Quantum Computation
本文综述了非绝热几何量子计算的最新进展，探讨了非绝热实现提高门保真度和鲁棒性的方法及性能评估。
2025-11-10 quant-ph
Automatical generation of nonadiabatic conditional geometric phase shift via a noncoplanar fiber system
本文提出了一种利用非共面（盘绕）光纤系统实现非绝热条件几何相移的新方案。结果表明，描述偏振光子与光纤介质相互作用的有效哈密顿量是Wang-Keiji型哈密顿量。因此，这意味着螺旋光纤系统可能是实现拓扑量子计算的非绝热几何相位门的理想实现。本方法的显著特点是能自动满足Wang-Keiji方案提出的条件和要求：（i）在螺旋光纤系统中，由相互作用哈密顿量引起的光子波函数的动力学相位自动消失，（ii）Wang-Keiji对Wang-Keiji哈密顿量中参数的要求在光纤系统中能自动精确地满足;（iii）条件初始态可以通过操纵偏振光子的初始波矢容易地实现。由于这三个优点，盘绕光纤系统可能是实现非绝热条件几何相移（以及因此实现非绝热几何量子门）的潜在实用方式。
2004-03-28 quant-ph
Nonadiabatic Geometric Phase and Hannay Angle: A Squeezed State Approach
在压缩态的框架下讨论了具有非绝热时间周期参数的广义谐振子循环态的几何相位。将一类循环态表示为无限个压缩态的叠加。然后，它们的几何相位被明确地得到，并发现是$-(n+1/2)$倍的经典非绝热Hannay角。结果表明，基于压缩态方法的分析提供了一个清晰的图像的几何意义的量子相位。
1998-08-08 chao-dyn cond-mat nlin.CD
Implementing conventional and unconventional nonadiabatic geometric quantum gates via SU(2) transformations
我们提出了一个简单但通用的协议，工程师的几何量子计算的时间相关的哈密顿逆。利用SU（2）变换，在设计控制参数时有更大的自由度，从而实现了门操作的加速目标。作为应用，该方案通过控制金刚石氮空位中心系统中的微波脉冲，使传统和非传统的非绝热几何量子门具有期望的演化路径。结果表明，反向设计的哈密顿量可以实现更经济的演化时间的几何门，并进一步降低了环境噪声对门保真度的影响。
2021-03-30 quant-ph
State-independent geometric quantum gates via nonadiabatic and noncyclic evolution
本文提出基于光滑演化路径的纯非绝热非循环几何相位通用量子门方案，数值证明其鲁棒性优于动力学门和循环几何门，并在超导电路上实现单比特门99.97%和两比特门99.87%的高保真度。
2024-02-20 quant-ph
Consistency between adiabatic and nonadiabatic geometric phases for nonselfadjoint hamiltonians
我们发现，绝热近似的非自伴哈密顿似乎诱导两个非相等的几何相位的表达式。第一个问题与绝热定理中的谱投影有关，第二个问题与非绝热几何相位的绝热极限有关。这种明显的不一致性是通过观察两个表达式之间的差异被动态相位中的小偏差所补偿来解决的。
2022-06-14 math-ph math.MP quant-ph
Dynamical-decoupling-protected nonadiabatic holonomic quantum computation
实现高保真度量子门的主要障碍是由于对量子系统的不精确操纵而产生的控制误差和由于量子系统与环境相互作用而引起的退相干。非绝热完整量子计算允许全几何量子门的高速实现，使得量子计算对控制误差具有鲁棒性。无论是集体退相干还是独立退相干，动态退耦合都为保护量子门免受环境诱导退相干的影响提供了一种有效的方法。本文提出了一个具有动力学解耦保护的非绝热完整量子计算方案。由于非绝热完整量子计算和动力学解耦的结合，我们的协议不仅具有对控制误差的内在鲁棒性，而且还保护量子门免受环境诱导的退相干。
2021-01-14 quant-ph
Nonadiabatic geometric quantum computation with cat qubits via invariant-based reverse engineering
提出了一种基于不变量的逆向工程实现小振幅薛定谔猫量子比特非绝热几何量子计算的方案。我们考虑了一个双光子驱动的克尔非线性系统，它提供了一对修饰的奇偶相干态，即，容错量子计算的薛定谔猫态。外加一个相干场线性驱动腔模，诱导缀饰猫态之间的振荡。通过基于不变量的逆向工程设计这种线性驱动器，可以实现猫量子比特的非绝热几何量子计算。该协议的性能估计，考虑到系统误差，加性高斯白噪声的影响，和退相干，包括光子损失和移相。数值结果表明，我们的协议对这些负面因素是强大的。因此，该方案可能为玻色子系统中的非绝热几何量子计算提供一种可行的方法。
2022-04-02 quant-ph
Anomalous dynamical evolution and nonadiabatic level crossing in exactly solvable time-dependent quantum systems
利用逆向工程方法研究了精确可解含时量子系统的反常动力学演化和非绝热能级交叉。通过利用一个典型的驱动模型，我们阐明了它的动力学与反常行为的特点：绝热态和非绝热态的演化表现出相反的行为，其代表矢量从平行态演化到反平行态：非绝热能级交叉被认为是必然的结果，因为交叉点正好对应于两个矢量在参数空间根据这些结果，我们可以设计出各种具有反常动力学演化的驱动模型，它们为量子态控制提供了替代方案。
2019-07-27 quant-ph
Electric nonadiabatic geometric entangling gates on spin qubits
量子纠缠的产生和维持是量子操作最优构造的核心，也是实现通用量子计算的基本问题。我们在这里介绍一个自旋量子位的设置，它允许在具有任意纠缠功率的寄存器量子位之间几何实现纠缠门。我们通过演示一个通过自旋链的电路来证明这一点，该电路执行通用非绝热完整两量子比特纠缠。所提出的门都是电的和几何的，这将有助于在自旋量子比特上实现快速和鲁棒的纠缠门。这个纠缠门家族包含与量子算法中的CNOT门一样有效的门。我们在一定程度上研究了电路的鲁棒性。
2017-07-10 quant-ph
Noise-resilient nonadiabatic geometric quantum computation for bosonic binomial codes
Fujian Key Laboratory of Quantum Information and Quantum Optics, College of Physics and Information Engineering, Fuzhou University（福州大学物理与信息工程学院）；School of Physics, Hangzhou Normal University（杭州师范大学物理学院）；Center for Joint Quantum Studies and Department of Physics, School of Science, Tianjin University（天津大学理学院）；Institute of Quantum Science and Technology, Yanbian University（延边大学量子科学与技术研究院）；Quantum Information Physics Theory Research Team, Center for Quantum Computing, RIKEN（理研量子计算中心）
本文提出利用二项码实现抗噪声的非绝热几何量子计算，通过结合几何相位与反向工程和优化控制，提高误差容忍度和噪声鲁棒性，实验参数显示在参数波动和退相干下仍能保持较高的门保真度。
2026-03-18 quant-ph
Nonadiabatic geometric phase for the cyclic evolution of a time-dependent Hamiltonian system
在压缩态的框架下讨论了具有非绝热时间周期参数的广义谐振子循环态的几何相位。结果表明，循环压缩态和拟循环压缩态分别对应于扩展相空间上有效哈密顿量的周期解和拟周期解。循环压缩态的几何相位是由周期轨道扫过的相空间区域。此外，一类循环态被表示为无限个压缩态的叠加。它们的几何相位与$\hbar$无关，等于$-(n+1/2)$乘以经典非绝热Hannay角.
1998-06-23 chao-dyn cond-mat nlin.CD
Dynamical-Corrected Nonadiabatic Geometric Quantum Computation
本文提出一种结合动力学校正技术的非绝热几何量子计算方案，可在单环和双环复合脉冲策略上构造超鲁棒几何门，有效抵抗系统误差和集体退相干误差，为大规模容错量子计算提供新途径。
2023-07-11 quant-ph
Single-atom verification of the noise-resilient and fast characteristics of universal nonadiabatic noncyclic geometric quantum gates
几何相位诱导的量子门由于其演化路径的全局性而具有固有的抗噪声能力。与传统的非绝热几何量子计算（NGQC）相比，最近提出的非绝热非循环几何量子计算（NNGQC）在保持几何运算鲁棒性的同时，具有更快的计算速度.在这里，我们实验性地在单个捕获的超冷$^{40}$ Ca $^{+}$离子中实现NNGQC，以验证噪声弹性和快速特征。通过在非理想条件下执行幺正操作，我们见证了NNGQC的优势与测量的量子过程层析成像相比，其他两个量子门由传统的NGQC和直接的动力学演化的结晶度。我们的结果提供了第一个证据，证实了即使在不完美的情况下，也有可能在有限的系统误差下加速量子信息处理。
2021-06-18 quant-ph
Path-optimized nonadiabatic geometric quantum computation on superconducting qubits
基于非绝热几何相的量子计算因其快速操作和固有的抗噪性而引起了广泛的兴趣。然而，它仅限于某些特殊的演化路径，且门时间通常比传统的动态门长，导致所实现的几何门的鲁棒性减弱，不稳定性增加。在这里，我们提出了一个路径优化的超导transmon量子比特的几何量子计算方案，高保真和强大的通用非绝热几何门可以实现，基于传统的实验设置。具体地说，我们发现，通过选择适当的演化路径，所构造的几何门可以优于其相应的动力学在不同的局部误差。数值模拟表明，单比特几何相位门、$π/8$门和Hadamard门的量子效率分别为$99.93\%$、$99.95\%$和$99.95\%$.值得注意的是，双量子位控制相位门的保真度可以高达$99.87\%$。因此，我们的方案为几何量子计算提供了一个新的视角，使其在大规模容错量子计算中的应用更有前景。
2021-11-04 quant-ph
Nonadiabatic noncyclic geometric quantum computation in Rydberg atoms
非绝热几何量子计算（NGQC）是为了实现快速、鲁棒的几何门而发展起来的。然而，传统的NGQC是，所有的门执行完全相同的时间量，无论几何旋转角度是大还是小，由于循环条件的限制。本文提出了一种非绝热非循环几何量子计算（NNGQC）方案，即通过非循环非阿贝尔相位构造任意的单比特和双比特几何量子门。因此，该方案可以加速实现的几何门，以对抗环境退相干的影响。此外，这种可扩展的方案可以应用于各种量子平台，如超导量子比特和里德伯原子。具体而言，对于单比特量子门，我们在中性原子系统中用实际参数进行了模拟，以显示NNGQC的鲁棒性，并与NGQC用最近的实验参数进行了比较，表明NNGQC可以显著抑制退相干误差。此外，我们还证明了在现有的实验技术条件下，非平凡的两量子比特几何门可以通过非常规的Rydberg封锁机制来实现。因此，我们的方案为基于中性原子的快速、稳健的量子计算提供了一种很有前途的方法。
2020-10-26 quant-ph
Composite nonadiabatic geometric quantum gates with optimization on superconducting circuits
School of Mathematics and Physics, Anqing Normal University（安庆师范大学数学与物理学院）；School of Electronic Engineering and Intelligent Manufacturing, Anqing Normal University（安庆师范大学电子工程与智能制造学院）；School of Electrical and Photoelectronic Engineering, West Anhui University（皖西大学电气与光电工程学院）；Key Laboratory of Atomic and Subatomic Structure and Quantum Control (Ministry of Education), Guangdong Basic Research Center of Excellence for Structure and Fundamental Interactions of Matter, and School of Physics, South China Normal University（华南师范大学原子和亚原子结构及量子控制教育部重点实验室、广东省物质结构和基本相互作用卓越研究中心、物理学院）；Guangdong Provincial Key Laboratory of Quantum Engineering and Quantum Materials, Guangdong-Hong Kong Joint Laboratory of Quantum Matter, and Frontier Research Institute for Physics, South China Normal University（华南师范大学广东省量子工程与量子材料重点实验室、粤港澳量子物质联合实验室、前沿物理研究院）
本文提出一种优化的复合非绝热几何量子门方案，通过优化路径参数提升门的鲁棒性，适用于超导量子比特实现。
2025-09-29 quant-ph
Nonadiabatic geometric quantum gates that are insensitive to qubit-frequency drifts
基于几何相位的量子操纵为实现鲁棒的量子门提供了一条很有前途的途径。然而，在非绝热几何相位的当前实现中，操作和/或随机误差倾向于破坏引起几何相位的条件，从而模糊它们的噪声弹性特征。在最近的一项实验中，[Y。Xu等人，物理修订信函124，230503（2020）]，高保真通用几何量子门已经在超导电路中实现，其在几何演化路径的不同配置下对不同类型的错误是鲁棒的。在这里，我们应用路径设计策略来详细解释为什么这两种配置可以实现通用量子门在一个单一的环路的方式。同时，我们有目的地诱导我们的几何操作，通过选择对量子比特频率漂移引起的误差是鲁棒的路径配置，这是现实超导电路上的主要误差源，并没有被故意解决。此外，我们的建议可以进一步结合复合计划，以提高门的鲁棒性，这是通过数值模拟验证。因此，我们的方案提供了一个很有前途的方法走向实际实现的高保真和鲁棒的非绝热几何量子门。
2021-03-16 quant-ph
Fast Super Robust Nonadiabatic Geometric Quantum Computation
针对现有非绝热几何量子计算增强鲁棒性却延长门操作时间的问题，提出 FSR-NGQC，在小角度旋转门下更快，并在退相干环境中验证其具有更高保真度。
2024-04-09 quant-ph
Experimental implementation of universal nonadiabatic geometric quantum gates in a superconducting circuit
利用几何相位实现抗噪声量子计算是提高控制保真度的重要方法。在这项工作中，我们在超导量子比特链中实验实现了一个通用的非绝热几何量子门。我们实现的单和两个量子比特的几何门的特点与量子过程层析成像和随机基准测试方法。单量子比特旋转门和双量子比特控制Z门的平均量子效率分别为0.9977（1）和0.977（9）。此外，我们还通过实验证明了实现的单量子比特几何门的抗噪声特性，通过比较它们的性能与传统的动态门与不同类型的错误在控制领域。因此，我们的实验证明了一种方法来实现高保真几何量子门的鲁棒量子计算。
2020-06-25 quant-ph
Nonadiabatic geometric quantum computation with optimal control on superconducting circuits
量子门是量子计算机的基本组成部分，但它非常脆弱。因此，实现高保真度的鲁棒量子门是量子操纵的最终目标。在这里，我们提出了一个非绝热几何量子计算方案的超导电路工程任意量子门，它既共享几何相位的鲁棒性优点，并结合最优控制技术，以进一步提高门的鲁棒性的能力。具体地说，在我们的建议中，任意几何单量子比特门可以在transmon量子比特上实现，通过谐振微波场驱动，驱动的幅度和相位都是时间相关的。同时，非平凡的两量子比特几何门可以由两个电容耦合的transmon量子比特实现，其中一个transmon量子比特的频率被调制以获得它们之间的有效谐振耦合。因此，我们的计划提供了一个有前途的一步容错固态量子计算。
2020-07-14 quant-ph
Robust nonadiabatic geometric quantum computation by dynamical correction
除了固有的抗噪声特性外，非绝热几何相位具有快速演化的性质，因此可以自然地用于构造具有优异性能的量子门，即，非绝热几何量子计算（NGQC）然而，以前的单回路NGQC方案对操作控制误差敏感，即，$X$错误，由于实施的限制。在这里，我们提出了一个强大的计划NGQC结合动态校正技术，它仍然只使用简化的脉冲，从而实验友好。数值结果表明，我们的方案可以大大提高门的鲁棒性在以前的协议，保留了几何相位的固有优点。此外，为了对抗由于$Z$误差引起的失相噪声，我们可以结合无消相干子空间编码策略。通过这种方式，我们的方案可以对这两种类型的错误都具有鲁棒性。最后，我们也提出如何在超导量子线路上以实验验证的技术来实现这个方案。因此，由于固有的鲁棒性，我们的方案提供了一个有前途的替代未来的可扩展容错量子计算。
2022-08-02 quant-ph
Floquet dynamical quantum phase transition in the extended XY model: nonadiabatic to adiabatic topological transition
研究了周期含时扩展XY模型中纯态和混合态Floquet动力学量子相变（DQPT）.我们精确地证明了所提出的相互作用自旋的Floquet哈密顿量可以表示为由有效的含时磁场施加的非相互作用准自旋的和（Schwinger-Rabi模型）。计算的Chern数表明存在从非绝热到绝热的拓扑转变。在绝热状态下，准自旋跟踪随时间变化的有效磁场，然后在自旋向上和自旋向下状态之间振荡。而在非绝热区，准自旋不能跟随随时间变化的有效磁场而感受到平均磁场。我们找到了准自旋经历绝热循环过程的驱动频率范围。此外，我们还得到了该Floquet系统的Loscherton振幅和广义Loscherton振幅的精确表达式。结果表明，当系统演化时，无论是纯态还是混合态都发生了动态相变。换句话说，Floquet DQPT出现所需的最小驱动频率等于从非绝热状态转变到绝热状态所需的阈值频率。
2020-09-18 cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con quant-ph
Experimental Implementation of Noncyclic and Nonadiabatic Geometric Quantum Gates in a Superconducting Circuit
基于几何相位的量子门具有固有的抗噪声特性，因而受到广泛关注。然而，以前的几何量子计算的实现通常需要很长的门脉冲时间。结果，由于时间消耗过大，它们的实验控制不可避免地遭受系统误差的累积干扰。在这里，我们实验上实现了一组非循环和非绝热几何量子门的超导电路，大大缩短了门时间。此外，我们还通过随机基准测试方法，实验验证了我们的通用单量子比特几何门对Rabi频率误差和量子比特频率偏移引起的误差的鲁棒性，与传统的动态门相比。此外，该方案还可以用来构造两量子比特的几何运算，同时证明了最大纠缠Bell态的产生。因此，我们的结果为在超导量子线路中实现快速、高保真度和抗错误的量子门提供了一个有希望的方法。
2022-10-07 quant-ph
State-independent Nonadiabatic Geometric Quantum Gates
量子计算已经证明了在特殊的困难问题，其中一组通用的量子门是必不可少的经典计算的优势。几何相位对局部噪声具有很强的抵抗能力，已被用来构造性能优良的量子门。然而，这一优势在以往的方案中被抹去了。在这里，我们提出了一个状态独立的非绝热几何量子门方案，能够实现一个更充分的几何门比以前的方法，允许取消动态相位积累的任意状态。数值模拟表明，我们的计划有显着更强的门鲁棒性比以前的几何和动力学。同时，我们给出了基于Rydberg阻塞效应的Rydberg原子系统的详细物理实现，特别是多量子位控制相位门，在所考虑的误差范围内，它超过了多量子位量子门的容错阈值.因此，我们的方案为原子系统中的容错量子计算提供了一种很有前途的方法。
2023-02-18 quant-ph
Nonadiabatic geometric phase induced by a counterpart of the Stark shift
我们分析了几何相位由于斯塔克位移的玻色子场组成的系统中，由时间相关的线性放大驱动，相互作用色散与两个级别（费米子）系统。我们表明，几何相位因子的联合状态的系统，这取决于费米子状态（导致形式的斯塔克位移），是由放大过程中引入的。这种现象提供了一个明确的几何解释。我们还展示了如何在干涉实验中测量这种效应，并产生几何“薛定谔猫”的状态。最后，考虑到目前可用的技术，我们讨论了一个可行的方案来控制和测量这种几何相位的背景下，腔量子电动力学。
2005-09-26 quant-ph
Mitigation of systematic amplitude error in nonadiabatic holonomic operations
针对非绝热全同操作易受脉冲时序或激光强度控制不完善引发的系统振幅误差影响的问题，提出引入监控量子比特并结合条件测量的方案，以滤除误差、提升操作性能。
2024-07-10 quant-ph
Nonadiabatic geometric quantum computation with parametrically tunable coupling
非绝热几何量子计算是很有前途的，因为它对某些类型的局部噪声是鲁棒的。然而，由于需要对多能级和/或多量子系统进行复杂的控制，其实验实现具有挑战性。在这里，我们建议在二维正方形超导量子比特晶格上实现它。在我们的几何量子门的构造中，我们只使用最简单的和实验上可实现的对所涉及的量子系统的量子比特状态的控制，而不引入任何辅助状态。具体来说，我们的方案是通过参数可调的全共振相互作用，这导致高保真度的量子门。同时，这种简单的实现可以方便地推广到复合场景，这可以进一步抑制门操作期间的系统误差。此外，基于两个传输子比特之间的可调谐耦合，不需要考虑多个量子比特，仅用两个物理量子比特编码一个逻辑量子比特，也可以实现无消相干子空间中的通用非绝热几何量子门.因此，我们的建议提供了一个很有前途的高保真几何操作的鲁棒固态量子计算。
2018-11-22 cond-mat.supr-con quant-ph
Nonadiabatic holonomic quantum computation based on commutation relation
本文提出基于对易关系而非平行输运条件设计非绝热和乐量子计算的新策略，通过分离并去除动力学相位，提高了实现灵活性并允许优化演化时间与路径。
2023-08-13 quant-ph
Bounds for nonadiabatic transitions
我们从绝热微扰理论和量子速度极限的观点讨论了非绝热跃迁的边界。我们证明了从$n$ th能级到$m$ th能级的非绝热跃迁的数量受$m$ th能级的量子几何张量的函数的限制。我们从绝热微扰理论的观点分析了这个界限。此外，这个界和量子速度极限的观点表明动力学变换和绝热变换之间的非平凡关系。我们还得到了一个普遍的限制任何非绝热过渡。这个界限是用反绝热哈密顿量来表示的。
2020-06-29 cond-mat.stat-mech quant-ph
Universal quantum gates by nonadiabatic holonomic evolution for the surface electron
本文提出在表面电子系统中利用非均匀磁场耦合Rydberg态与自旋态，通过非绝热完整演化实现高保真度任意受控U门，为二维平台量子计算提供鲁棒方案。
2023-10-29 quant-ph
Quantum computation in silicon-vacancy centers based on nonadiabatic geometric gates protected by dynamical decoupling
本文首次提出在金刚石硅空位中心中结合非绝热几何门与动力学解耦实现量子计算，利用长寿命基态编码抑制自发辐射，并通过数值模拟验证了该方案在固态系统中实现高保真几何量子计算的可行性与鲁棒性。
2023-08-24 quant-ph
Nonadiabatic geometric quantum computation with shortened path on superconducting circuits
近年来，非绝热几何量子计算由于其快速操作和内在的抗错特性而受到广泛关注。然而，为了获得通用的几何量子控制，只能提出有限的和特殊的演化路径，这通常需要更长的门时间和更多的操作步骤，从而导致实现的量子门的质量较低。本文提出了一种在传统几何量子计算条件下寻找最短几何路径的有效方案，该方案只需单循环演化就可以实现高保真、鲁棒的几何门，且性能优于相应的动力学几何门.此外，我们可以在我们的方案中优化脉冲形状，以进一步缩短选通时间，这取决于路径的行进速度。此外，我们还提出了它的物理实现超导电路，由电容耦合transmon量子位，几何单和双量子位门的结晶度可以高于$99.95\%$和$99.80\%$在当前最先进的实验技术，分别。这些结果表明，我们的方案是有希望的大规模容错量子计算。
2021-11-02 cond-mat.supr-con quant-ph
Engineered Robustness for Nonadiabatic Geometric Quantum Gates
Southern University of Science and Technology (SUSTech)（南方科技大学）；Harbin Institute of Technology（哈尔滨工业大学）；International Quantum Academy（国际量子科学院）
本文提出非绝热几何量子门框架，通过引入辅助约束提升鲁棒性，实现高保真单量子门，其保真度随Rabi振幅误差呈ε^4级衰减，优于传统动力学门的ε^2级。
2025-11-06 quant-ph
Machine-learning-inspired quantum optimal control of nonadiabatic geometric quantum computation via reverse engineering
本文提出基于平均保真度、以周期特征增强神经网络为拟设的量子最优控制方法，显著提升猫态非绝热几何量子计算单比特门保真度与抗噪性，并支持玻色系统级联多比特门。
2023-09-28 quant-ph
Nonadiabatic dynamics and geometric phase of an ultrafast rotating electron spin
旋转坐标系中的自旋不仅与赝磁场和几何相位等基础物理密切相关，而且与陀螺传感器等应用密切相关，因此近年来受到了广泛的关注。然而，以前的研究只集中在绝热极限，旋转频率远小于自旋频率。在这里，我们建议使用一个悬浮的纳米金刚石与内置的氮空位（NV）中心来研究动力学和几何相位的旋转电子自旋没有绝热近似。我们发现，当旋转频率与零磁场下的自旋频率相当时，自旋能级之间出现跃迁。然后利用Floquet理论数值求解自旋能谱，研究自旋动力学，计算有限磁场下的几何相位，其中满足共振跃迁条件的旋转频率可以大大降低。
2018-11-05 quant-ph
Full investigation of nonadiabatic dynamical characterization in arbitrary quenching process
本文以二维陈绝缘体为例全面研究非绝热慢淬火动力学，发现时间平均自旋极化可同时表征初末态拓扑不变量并区分不同淬火过程类型。
2023-02-11 quant-ph
Geometric phases for neutral and charged particles in a time-dependent magnetic field
众所周知，自旋为1/2的中性粒子在任意磁场中运动的任何循环解都具有与自旋迹线所对的立体角成正比的非绝热几何相位。对于具有更高自旋的中性粒子，这对于具有特殊初始条件的循环解是正确的。然而，对于更一般的循环解，这并不成立。作为一个例子，我们考虑这种粒子在旋转磁场中运动的最一般的解决方案。如果系统的参数选择适当，则所有解都是循环的。非绝热几何相位和立体角都明确计算。结果表明，非绝热几何相位除了与立体角成比例的项外，还包含一个额外的项。当自旋为1/2时，额外项自动消失。然而，对于更高的自旋，它取决于初始条件。我们还考虑了碱性原子的价电子。对于任意强磁场中具有特殊初始条件的循环解，我们证明了非绝热几何相位是轨道和自旋角动量迹对着的两个立体角的线性组合.对于在强旋转磁场中的更一般的循环解，非绝热几何相位除了线性组合外还包含额外的项。
2002-01-08 quant-ph
Dynamically Optimized Super-Robust Nonadiabatic Holonomic Quantum Gates Based on Superconducting Circuits
提出一种动态优化的超鲁棒非绝热和乐量子计算方案，通过设计动态校正脉冲将误差校正至四阶，结合超导电路无退相干子空间编码，实现了对控制误差和集体相位误差均具鲁棒性的高保真量子门。
2025-09-16 quant-ph
Nonadiabatic holonomic one-qubit gates
绝热量子门的实现通常需要较长的时间，这在退相干方面是不利的。在这份报告中，我们实现了几个基本的单量子位量子门non-concernately利用与哈密顿量的动力学不变量。此外，我们要求这些门是完整的，也就是说，与门相关联的动力学阶段消失。我们的实现是基于我们最近的工作[J。83，034001（2014）]，并且通过数值优化找到实现所需的栅极参数。
2014-04-09 quant-ph
Topologically correct quantum nonadiabatic formalism for on-the-fly dynamics
在飞行中的量子非绝热动力学的大系统大大受益于绝热表示容易从电子结构程序。然而，经常发生在这个表示圆锥形交叉引入非平凡的几何或Berry阶段，需要一个特殊的治疗充分的核动力学建模。我们分析了利用含时变分原理和绝热表象求解非绝热动力学的两种方法。第一种方法采用绝热电子函数与核坐标的全局参数依赖。第二种方法使用仅在移动局域核基函数（例如冻结宽度高斯）的中心获得的绝热电子函数。除非使用规范变换来强制执行单值边界条件，否则第一种方法无法捕获几何相位。与此相反，第二种方法自然地解释了几何相位，因为在电子函数中没有全局核坐标依赖性。
2016-11-14 physics.chem-ph physics.comp-ph quant-ph
Spintronics meets nonadiabatic molecular dynamics: Geometric spin torque and damping on noncollinear classical magnetism due to electronic open quantum system
我们分析了一个量子-经典混合系统的稳定进动缓慢的经典局域磁矩，形成一个头对头畴壁，嵌入到一个开放量子系统的快速非平衡电子。电子驻留在连接到宏观储存器的金属线内。该模型抓住了自旋电子学中动力学非共线、非共面磁织构的本质，同时使获得电子系统精确的含时非平衡密度矩阵成为可能，并将其分解为四个分量。费米面贡献产生耗散（或自旋电子学术语中的阻尼）自旋力矩的时刻，和两个费米海的贡献之一产生的几何力矩占主导地位的绝热制度。当耦合到水库减少，几何扭矩是唯一的非零贡献。在局域情况下，它既有非耗散（或自旋电子学术语中的类场）分量，又有类阻尼分量，但后者之和为零，它们在非绝热分子动力学中充当几何磁力和电子摩擦的对应物。这种与电流无关的几何力矩在广泛使用的基于Landau-Lifshitz-Gilbert方程的磁化动力学的微磁学或原子自旋动力学模型中是不存在的，其中先前对费米表面型力矩的分析严重低估了其大小。
2020-06-14 cond-mat.mes-hall quant-ph
