Experimental Measurement and Theoretical Analysis of Energy Relaxation Rates of an Interacting Two-Qubit System on a D-Wave Quantum Annealer
Tokyo University of Science（东京科学大学）；RIKEN（理化学研究所）；Department of Electrical, Electronic, and Communication Engineering, Faculty of Science and Engineering, Chuo University（中央大学理工学部电气电子通信工程系）
本研究在D-Wave量子退火机上测量并分析了单量子比特和相互作用双量子比特系统的能量弛豫速率，验证了局域噪声模型，并展示了利用单比特测量预测多比特系统弛豫速率的可行性。
2026-09-21 quant-ph
Sudden death of entanglement with Hamiltonian ensemble assisted by auxiliary qubits
本文提出通过哈密顿量系综方法将单量子比特与具有随机能级间距的辅助量子比特耦合来模拟纵向弛豫，发现纵向弛豫必然导致纠缠猝灭，而横向弛豫会加速有限时间内的解纠缠。
2023-08-04 quant-ph
Dressed-state relaxation in coupled qubits as a source of two-qubit gate errors
Beijing Academy of Quantum Information Sciences（北京量子信息科学研究院）；Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院物理研究所）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）
研究揭示了耦合量子比特中频率匹配的 dressed-state 松弛机制导致双量子比特门误差，扩展了 T₁ρ 松弛概念，适用于多种平台。
2026-01-16 quant-ph
Effective qubit dephasing induced by spectator-qubit relaxation
本研究在超导多量子比特平台上揭示旁观者量子比特自发弛豫经 ZZ 耦合引起控制量子比特的随机 Z 相位冲击与额外退相位，并通过 Ramsey、动力学解耦和随机化基准测试加以验证。
2022-04-06 quant-ph
Purcell effect with microwave drive: Suppression of qubit relaxation rate
我们分析了耦合到谐振器的超导量子比特的Purcell弛豫速率，该谐振器耦合到传输线并由外部微波驱动器泵浦。考虑到量子比特测量的典型机制，我们专注于量子比特频率与谐振器频率显著失谐的情况。令人惊讶的是，当微波驱动的强度增加时，Purcell速率降低。这种抑制在非线性区域变得显著。在存在微波驱动的情况下，光子到传输线的损失也会导致量子比特的激发;然而，激发速率通常远小于弛豫速率。我们的分析也适用于一个更一般的情况下，一个两能级量子系统耦合到一个腔。
2014-03-21 quant-ph
Enhanced energy relaxation process of quantum memory coupled with a superconducting qubit
对于量子信息处理，每个物理系统对于实现具有不同的优势，因此从多个系统受益的混合系统将能够提供有希望的方法。一种常见的混合方法是将一个超导量子比特作为可控量子比特，另一个具有长相干时间的量子系统作为存储量子比特。超导量子比特使我们能够对量子态具有良好的可控性，而存储量子比特能够长时间存储信息。通过调节超导量子比特和存储量子比特之间的能量分裂，人们相信可以实现它们之间的选择性耦合。然而，我们已经证明，这种方法有一个根本的缺点，涉及能量泄漏的内存量子位。失谐的超导量子比特通常会受到严重的退相干的影响，这会导致从记忆量子比特到超导量子比特的非相干能量弛豫。我们还发现，这种能量输运可以解释为超导量子比特中的涨落引起的反量子芝诺效应的出现。我们还讨论了一种可能的解决方案，以避免这种能量弛豫过程，这是可行的现有技术。
2012-01-11 quant-ph
Phonon mediated spin relaxation in a moving quantum dot: Doppler shift, Cherenkov radiation, and spin relaxation boom
我们研究了声子噪声引起的自旋量子比特的弛豫。当我们改变量子比特的速度时，我们观察到自旋弛豫和由多普勒效应引起的相关声子发射的几个有趣的特征。特别地，在超音速状态下，由弛豫量子比特发射的声子沿着某些方向集中，类似于经典切伦科夫效应中产生的冲击波。随着移动量子位的速度从亚音速状态增加到超音速状态，量子位在接近声速的自旋弛豫速率中经历峰值，我们称之为自旋弛豫繁荣，类似于经典音爆。我们还发现，运动的自旋量子比特可能有一个较低的弛豫速率比一个静态的量子比特，这暗示了相干保持运输的自旋量子比特的可能性。虽然我们在这里研究的物理学具有很强的经典类比，但我们确实发现自旋量子位的量子限制在我们观察到的所有现象中起着重要作用。具体地说，它产生了切伦科夫角的校正，并消除了在音速障碍的弛豫率的分歧。我们希望我们的研究结果能够鼓励人们进一步研究在自旋量子位结构中传输和保存量子信息的方法。
2015-02-27 cond-mat.mes-hall quant-ph
Relaxation of Rabi Dynamics in a Superconducting Multiple-Qubit Circuit
我们研究了由多个电容耦合电荷量子比特组成的超导电路。通过模拟环境涨落，结合实验测量，对量子比特的集体拉比振荡进行了详细的数值研究。对于由相同量子比特组成的量子线路，系统的能量弛豫强烈依赖于量子比特间的耦合强度。随着量子比特间相互作用的增加，系统的弛豫速率先增大后显著减小。相反，非理想制造所导致的不均匀性总是加速系统的集体能量弛豫，削弱量子比特间的关联。然而，这种非均匀量子线路是研究量子多体模拟中系统非均匀性影响的一个有趣的实验平台。
2018-08-13 physics.atom-ph quant-ph
Methods to achieve near-millisecond energy relaxation and dephasing times for a superconducting transmon qubit
本文提出一种高相干性transmon qubit的设计与制备方法，测得能量弛豫和退相干时间超越现有文献，为实现实用量子计算提供了可复现的技术方案。
2025-02-03 quant-ph
Generation of Superposition States and Charge-Qubit Relaxation Probing in a Circuit
我们演示了如何叠加的相干态可以产生的微波场内的共面传输线耦合到一个单一的超导电荷量子比特，与一个单一的经典磁脉冲啁啾的量子比特的过渡频率。我们展示了量子位退相如何在场叠加态上引起退相干，以及如何通过量子位电荷检测来探测退相干。电荷量子比特弛豫过程本身的特征也反映在场态退相干分布中。
2011-04-27 cond-mat.mes-hall quant-ph
Stochastic quantization of the dynamics of interacting qubit systems
唯一让我感到羞耻的疯狂。
2011-09-26 quant-ph
Driven-state relaxation of a coupled qubit-defect system in spin-locking measurements
众所周知，自旋锁定噪声谱是表征超导量子比特中低频噪声机制的一种强有力的技术。在这里，我们表明，一个量子比特的驱动自旋锁定状态的弛豫速率可以显着影响的非共振高频二能级系统缺陷的存在。因此，在解释自旋锁定测量和其他类型的驱动态噪声光谱时，应考虑低频和高频缺陷。
2020-08-14 quant-ph
Stabilization of Qubit Relaxation Rates by Frequency Modulation
量子比特相干特性的时间、光谱和样本间的波动是发展升级容错量子计算机的一个突出挑战。超导量子比特中这些波动的普遍来源是一组具有两能级结构的原子级缺陷。在这里，我们提出了一种减轻这些波动并稳定量子比特性能的方法。我们表明，量子比特的频率调制，或者，两级缺陷，导致在一个宽的频率间隔的量子比特弛豫率的平均。
2021-04-09 cond-mat.mes-hall quant-ph
Energy relaxation via quantum thermalization: A superconducting qubit coupled to an interacting many-body two-level system
Beijing Academy of Quantum Information Sciences（北京量子信息科学研究院）
研究通过量子热化建模超导量子比特与多体TLS系统的能量弛豫，发现热化抑制了量子比特与TLS间的相干能量交换，导致指数衰减，弛豫时间与耦合强度平方成反比。
2026-08-21 quant-ph
Berry phase in superconducting charge qubits interacting with a cavity field
提出了一种分析超导电荷量子比特与微波场相互作用的多量子比特系统的Berry相位的方法。通过适当地选择系统参数和精确地控制动力学，在Berry相位和纠缠产生之间发现了新的联系。
2009-12-24 quant-ph
Spin Qubit Relaxation in a Moving Quantum Dot
自旋量子比特的远程量子通信是一个重要的开放性问题。在这里，我们研究了电子自旋量子比特在运动的量子点中的退相干。我们主要研究自旋轨道相互作用和随机电势引起的自旋退相干。我们发现，在最低阶，运动诱导纵向自旋弛豫，与点速度的线性速率。我们计算的自旋弛豫时间范围从GaAs中的子$μ$ s到Si中的ms以上，使得这种弛豫成为显著的退相干通道。我们的结果也为如何减小电子运动的退相干效应给出了明确的指示。
2013-08-08 cond-mat.mes-hall quant-ph
Relaxation times do not capture logical qubit dynamics
量子纠错程序有可能使大规模量子计算机的忠实操作。它们通过将信息存储在逻辑量子比特中来保护信息不受环境退相干的影响，逻辑量子比特是根据适当定制的量子纠错编码由纠缠物理量子比特的集合构建的。迄今为止，还没有开发出普遍接受的框架来描述逻辑量子比特作为量子存储器的行为。在这项工作中，我们表明，推广的良好建立的物理量子比特的品质因数，如弛豫时间，逻辑量子比特失败，不捕捉动态的逻辑量子比特。我们的实验表明，特别是，空间噪声相关性可以引起丰富的和反直观的动力学行为的逻辑量子比特。我们表明，一组合适的可观的，形成的代码空间人口和逻辑运算符的代码空间内，允许一个跟踪和表征的动态行为的逻辑量子比特。对这些效应的认识以及在这项工作中使用的有效表征工具将有助于指导和基准测试逻辑量子比特的实验实现。
2021-12-04 quant-ph
Two-Level System Spectroscopy from Correlated Multilevel Relaxation in Superconducting Qubits
Fermi National Accelerator Laboratory（费米国家加速器实验室）
本研究提出了一种无需调节传输门频率的TLS光谱学方法，通过多级弛豫揭示TLSs的频率漂移。
2026-02-11 quant-ph
Direct Estimation of Single- and Two-Qubit Hamiltonians and Relaxation Rates
我们提供了一种新的方法，通过利用一个单一的测量设备的量子哈密顿系统的特性。具体来说，我们演示了如何外部量子相关可以用于哈密顿识别任务。我们明确地介绍了直接估计单和双量子位哈密顿参数的实验程序，也为同时估计横向和纵向弛豫速率，使用一个单一的贝尔状态分析仪。我们的方法比以前的方法的一个优点是，它有一个内置的功能，这使得它适合部分表征的哈密顿参数。
2008-04-23 quant-ph
Entanglement and Berry Phase in Two Interacting Qubits
研究了两个相互作用量子比特系统中的纠缠和Berry相位。两个量子比特之间的相互作用采用了具有缓慢旋转磁场的XXZ自旋相互作用模型。我们展示了相互作用的各向异性如何揭示系统本征态的Berry相位和纠缠之间的独特关系。
2008-03-11 quant-ph
Combating fluctuations in relaxation times of fixed-frequency transmon qubits with microwave-dressed states
固定频率的transmon量子比特具有较长的相干时间，是量子计算的一种很有前途的量子比特形式。目前，利用固定频率transmon量子位的各种量子位架构已被证明具有高保真度门性能。然而，transmon量子比特的弛豫时间可能具有大的时间波动，导致门性能的不稳定性。通常认为这种涨落是由具有稀疏两能级系统（TLS）缺陷的近共振耦合引起的。为了减轻它们对量子位相干性和门性能的影响，一种直接的方法是将量子位从这些TLS中调谐出来。在这项工作中，为了对抗可调谐总线架构中潜在的TLS引起的性能波动，将固定频率transmon量子位单元化，我们探索了使用非谐振微波驱动器通过ac-斯塔克位移有效调谐量子位频率的可能性，同时在微波修饰的量子位上实现通用门操作。我们表明，量子比特频率可以通过交流斯塔克位移调谐到20 MHz，同时保持对量子比特控制的影响最小。除了旨在通过更仔细地处理设备制造来去除这些TLS的被动方法之外，这项工作还可以提供一种主动方法来减轻固定频率transmon量子比特设备中TLS引起的性能波动。
2022-06-08 quant-ph
Relaxation and Zeno effect in qubit measurements
我们考虑一个量子比特与它的环境相互作用，并由一个点接触代表的检测器持续监测。布洛赫型方程描述整个系统的量子比特，环境和检测器的推导。使用这些方程，我们评估的检测器电流和它的噪声谱的量子比特的退相干和弛豫率。得到的简单表达式表明这些量可以精确测量。我们证明了由于与环境的相互作用，即使对于无限的退相干率，测量也永远不能定位量子比特。
2003-07-01 cond-mat quant-ph
Entanglement dynamics and relaxation in a few qubit system interacting with random collisions
分析了单个量子位通过一系列成对碰撞与仅由两个以上量子位组成的环境相互作用的动力学。每个碰撞建模的随机酉算子的均匀概率分布所描述的均匀哈尔措施。结果表明，系统量子比特的纯度以及两体纠缠和三体纠缠都达到了具有大的瞬时涨落的时间平均平衡值，这些平衡值与量子比特之间的碰撞阶数无关.松弛平衡分析也在随机碰撞历史的系综平均。这样的平均值允许衰减常数的定量评估和解释。此外，依赖于环境量子比特之间的初始纠缠度的瞬态动力学的存在。最后分析了两体纠缠和三体纠缠的统计特性。
2008-01-09 quant-ph
Quantum theory of a bandpass Purcell filter for qubit readout
超导transmon和Xmon量子比特的读出保真度部分地受到通过谐振器进入传输线的量子比特能量弛豫的限制，这也被称为珀塞尔效应。抑制这种能量弛豫的一种方法是采用滤波器，该滤波器阻止量子比特频率下的微波传播。本文对E.杰弗里\textit{et al} [物理学]修订版本\ Lett. 112，190504（2014）]。对于典型的实验参数，带通滤波器抑制量子比特弛豫速率高达两个数量级，同时保持相同的测量速率。我们还表明，在微波驱动的存在下，量子比特的弛豫率进一步降低，随着驱动强度的增加。
2015-07-22 quant-ph
Simple quantum error detection and correction for superconducting qubits
我们分析了简单的量子错误检测和量子纠错协议相关的超导量子比特的电流实验。我们证明了对于具有能量弛豫的量子比特，重复N量子比特码不能用于量子纠错，但可以用于量子检错。在后一种情况下，仅使用两个量子比特进行编码就足够了。在分析中，我们展示了一种有用的技术，解开量子位能量弛豫到“松弛”和“无松弛”的情况。此外，我们提出并数值分析了几个双量子比特算法的量子错误检测/校正，这可以很容易地实现在当今水平的相位量子比特技术。
2012-05-08 cond-mat.supr-con quant-ph
Universal constraint for relaxation rates of semigroups of qubit Schwarz maps
本文证明了单比特Schwarz映射半群的弛豫速率满足普适约束，修正了完全正半群的已知约束，并为该映射的谱提供了普适约束及马尔可夫性的必要条件。
2024-01-10 math-ph math.MP quant-ph
The tunable 0-\texorpdfstring{$π$}{Lg} qubit: Dynamics and Relaxation
本文系统研究了时变外部磁通下0-$π$量子比特的动力学与弛豫，推导出规范不变的哈密顿量，发现近共振弱至中等强度驱动可诱导相干振荡，并可通过参数选择制备基态，结合弱测量与量子Zeno效应延长寿命。
2022-11-17 quant-ph
Oscillating Entropy and Spin Precession in the Ensemble of Qubits Interacting with Thermal Systems
我们提出了一个简单的模型，使我们能够解释振荡熵的物理性质。我们考虑一个量子比特系综与热二能级系统的相互作用。量子比特的熵在零和热系统的熵值之间振荡。我们表明，熵的振荡可以清楚地解释由量子比特的真实或有效自旋的进动。
2018-01-05 quant-ph
Valley-enhanced fast relaxation of gate-controlled donor qubits in silicon
界面附近施主电子的栅极控制是基于施主的量子计算的一般成分。在这里，我们解决的问题：如何声子辅助量子位弛豫时间$T_1$的电子之间的施主和界面穿梭的影响？我们专注于“触发器量子位”的例子[Tosi等人，arXiv：1509.08538v1]，定义为硅中磷供体的核态和电子态的组合，当电子在供体和界面之间的中途时，有望实现快速的电控制和长的退相时间。我们从理论上描述了轨道弛豫，触发器弛豫和电子自旋弛豫。我们估计触发器量子位弛豫时间可以是$100 \, μ\text{s}$的量级，比体硅中的施主电子的值短8个数量级，并且比预测的非均匀退相时间（门时间）短（长）几个数量级。所有这三个弛豫过程都受到（i）电子-声子相互作用的非平凡谷结构和（ii）所涉及的电子态的不同谷组成的推动。
2016-02-11 cond-mat.mes-hall quant-ph
Electromagnetically induced interference at superconducting qubits
我们研究超导量子比特的电磁感应干扰。量子比特与电磁场之间的相互作用可以为量子比特态提供额外的耦合通道，从而导致微波驱动量子比特中的量子干涉。特别地，分别由多模或单模相互作用引起的阱间弛豫或拉比振荡可以诱导有效的交叉。通过多模式热浴对环境进行建模，产生井间弛豫。与隧道耦合无关的弛豫诱导干涉提供了对量子比特与其环境之间相互作用的更深入理解。它也提供了一个有用的工具来表征松弛强度以及浴的特征频率。此外，我们还证明了在强驱动的二能级系统中，弛豫可以产生粒子数反转。另一方面，与Rabi振荡不同，Rabi振荡诱导的干涉涉及更复杂和调制的光子交换，从而提供了一种替代手段来操纵量子比特，具有更多可控参数，包括隧道耦合的强度和位置。它也为探索通量量子比特和相位量子比特等无交叉结构系统中的非线性量子现象和量子态操纵提供了实验平台。
2013-06-02 quant-ph
Exact Entanglement dynamics in Three Interacting Qubits
受三原子或电子自旋\cite{Barredo:2015,Rosenfeld:2018}相互作用中相干动力学转移的实验研究的启发，本文研究了三量子比特相互作用中的纠缠熵转移。我们解析地计算了系统的波函数、密度矩阵和纠缠度随时间的演化。我们发现初始纠缠的两个量子比特可以交替地将它们的纠缠熵转移到另外两个量子比特对上。从而使相互作用的三个量子比特的动力学演化通过纠缠熵的转移产生真正的三体纠缠态。特别地，三个量子比特之间不同的相互作用赋予了纠缠传输的对称和非对称演化，表现为量子互信息和量子共融。最后，我们讨论了三个里德伯原子的实验方案，以测试这种纠缠动力学转移。
2019-04-03 quant-ph
Dynamics of a qubit while simultaneously monitoring its relaxation and dephasing
退相干起源于量子信息泄漏到外部自由度中。对于一个量子位，两个主要的退相干通道是弛豫和退相。在这里，我们报告了一个超导量子比特的实验，我们在这两个通道中恢复了部分丢失的信息。我们证明，原始平均相应的测量记录提供了一个完整的量子位态的量子断层扫描，其中所有三个组件的有效自旋1/2同时测量。从实验的单个实现中，可以推断出以弛豫和/或退相通道为条件的量子比特状态所遵循的量子轨迹。量子比特的这些量子测量之间的不兼容性导致量子态的统计中的可观察结果。超导电路的高水平的可控性使我们能够探索许多制度，从芝诺效应欠阻尼拉比振荡取决于驱动，失相和松弛的相对强度。
2018-04-25 cond-mat.mes-hall quant-ph
TRAM: A Transverse Relaxation Time-Aware Qubit Mapping Algorithm for NISQ Devices
College of Mathematics, Taiyuan University of Technology（太原理工大学数学学院）；Pawsey Supercomputing Research Centre（珀斯超级计算研究中心）；Department of Physics, The University of Western Australia（西澳大利亚大学物理系）
TRAM是一种考虑横向弛豫时间的量子比特映射算法，通过优化相干性来提升NISQ设备的量子电路执行保真度和效率。
2026-01-17 quant-ph
Fluctuations of Energy-Relaxation Times in Superconducting Qubits
超导量子比特是量子计算的一个有吸引力的平台，因为它们已经展示了高保真度的量子门和可扩展到适度的系统尺寸。尽管如此，一个突出的挑战是稳定他们的能量放松时间，这可能在频率和时间上不可预测地波动。在这里，我们使用量子位作为单个两能级系统缺陷的光谱和时间探针，以提供直接证据表明它们是最大波动的原因。这项研究为通过校准、设计和制造来稳定量子比特性能奠定了基础。
2018-09-04 quant-ph
Collapse and Revival of Entanglement between Qubits Interacting via a Quantum Bus
研究了二能级系统（或量子比特）与量子化单模电磁腔（或量子总线）相互作用的Jaynes-Cummings模型的动力学。当量子比特子系统$| ψ\_{attractor} $的状态在很大程度上独立于其初始状态时，拉比振荡的崩溃和恢复之间存在一段时间。这将Gea-Banacloche对一个量子位的发现推广到许多量子位。处于这种“吸引子”状态的量子比特既不与场纠缠，也不相互纠缠，即使它们处于初始状态。随后，量子比特之间的纠缠又恢复了。最后，有人认为，崩溃和复活的纠缠和持久的“非经典性”是一个通用的功能，多量子比特通过“量子总线”相互作用。
2008-09-11 quant-ph
Universality of Uhrig dynamical decoupling for suppressing qubit pure dephasing and relaxation
Uhrig为自旋玻色子模型发现的最佳$N$ -脉冲动态解耦[Phys. Rev. Lett，{ \bf 98}，100504（2007）]被证明在抑制$O(T^{N+1})$的纯退相或耦合到通用浴的量子位（或自旋1/2）的纵向驰豫方面具有普遍性持续时间的短时间演变$T$。为了抑制纵向弛豫，理想Uhrig $π$脉冲序列可以推广到由理想Uhrig脉冲序列叠加满足一定对称性要求的有限持续时间脉冲组成的序列.
2008-07-25 cond-mat.mes-hall quant-ph
Qubit-environment Negativity versus Fidelity of conditional environmental states for an NV-center spin qubit interacting with a nuclear environment
我们研究了NV中心自旋量子比特与金刚石晶格中$^{13}$ C同位素部分极化核自旋环境相互作用的量子比特-环境纠缠的演化。我们将其与量子比特指针状态条件下环境状态保真度的演化进行比较，这可以作为区分纯退相场景中纠缠和非纠缠退相干的工具。这两个量在大范围的系统参数的演化过程中显示出显着的一致性，从而得出这样的结论，即量子比特和环境之间产生的纠缠量与联合演化在环境中留下的痕迹成正比。
2019-11-20 quant-ph
Exactness of the doubly nonnegative relaxation for qubit-output quantum channels
Seoul National University（首尔大学）
研究证明了所有输出为qubit的CPDNN量子通道实际上都是CPCP，解决了关于是否存在非CPCP的CPDNN通道的问题。
2026-09-02 quant-ph
Switching between relaxation hotspots and coldspots in disordered spin qubits
我们发展了一个谷依赖的包络函数理论，可以描述任意配置的界面台阶和错切的量子比特弛豫时间的影响。对于一个给定的界面粗糙度，我们展示了如何我们的理论可以用来找到谷依赖偶极矩阵元素，谷分裂，和自旋谷耦合作为Si/SiGe量子点自旋量子位的电磁场的函数。我们证明，我们的理论可以定量地再现和解释的自旋弛豫时间的实验测量结果，只有一个最小的自由参数。研究了自旋弛豫对样品的依赖性，发现在一定条件下，无序量子点的自旋-谷耦合消失。这反过来又完全阻止了谷诱导的量子位衰变。我们表明，界面台阶的存在下，一般可以引起一个强烈的各向异性行为的自旋弛豫时间。值得注意的是，通过适当地调谐栅极感应的面外电场，可以将自旋谷热点转变为"冷点”，在该冷点处弛豫时间显著延长，并且自旋弛豫时间另外对磁场的波动是一阶不敏感的。这种电可调谐性使得能够按需快速量子位重置和初始化，这对于许多量子算法和纠错方案至关重要。因此，我们认为谷自由度可以作为Si自旋量子比特的优势。
2021-05-03 cond-mat.mes-hall quant-ph
Eternally non-Markovian dynamics of a qubit interacting with a single-photon wavepacket
分析了二能级系统（量子比特）与单光子波包相互作用系统的演化过程。结果表明，一个主方程的层次引起相位协变量子比特的演化。输入场的时间关联对量子比特的演化产生了非平凡的记忆效应。结果表明，在共振情况下，只要时间局域生成元是正则的（不显示奇点），量子比特演化就不会显示信息回流。然而，一般来说，生成器可能是高度奇异的，导致复杂的非马尔可夫效应。提供了指数分布的详细分析，其允许说明量子比特演化的所有特征。
2021-11-11 quant-ph
Acoustic phonons, spin-phonon coupling and spin relaxation via the lattice reorientation mechanism in hexagonal germanium nanowires
Budapest University of Technology and Economics（布达佩斯技术与经济大学）；HUN-REN-BME-BCE Quantum Technology Research Group, Budapest University of Technology and Economics（匈牙利研究与创新网络-布达佩斯技术与经济大学-基础与交叉中心量子技术研究组）
研究六方锗纳米线中通过晶格重取向机制的自旋弛豫，揭示其与量子点限制长度、磁场方向的关系，为长弛豫时间的量子点实验设计提供依据。
2026-01-20 cond-mat.mes-hall quant-ph
Non-Markovian Relaxation Spectroscopy of Fluxonium Qubits
针对标准量子比特弛豫表征技术无法捕捉环境非马尔可夫行为的问题，提出双时间尺度弛豫测量法，在磁通量子比特中发现毫秒级寿命的寄生二能级系统离散谱，为噪声保护量子比特发展提供参考。
2025-03-20 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Reversible and irreversible dynamics of a qubit interacting with a small environment
我们分析了一个系统量子比特的动力学相互作用的手段一系列成对的碰撞与环境组成的两个量子比特。我们证明了量子比特的密度算符只有在随机的碰撞序列中才能接近一个共同的时间平均平衡态，其特征是大的涨落。对于规则的碰撞序列，系统和库的量子位态经历瞬时周期振荡，并且不松弛到公共状态。此外，我们还证明了只有当至少两个量子比特最初处于同一纯态时，才能发展出纯的二体纠缠，否则也会建立起真正的多体纠缠。
2007-05-24 quant-ph
Simulation of Thermal Relaxation in Spin Chemistry Systems on a Quantum Computer Using Inherent Qubit Decoherence
当前和近期的量子计算机（即NISQ设备）在其计算能力方面受到限制，部分原因是量子位退相干。在这里，我们试图利用量子位退相干作为模拟真实世界量子系统行为的资源，这些系统总是受到退相干的影响，而没有额外的计算开销。作为实现这一目标的第一步，我们在量子计算机上模拟自由基离子对（RP）中量子拍频的热弛豫，作为该方法的概念证明。我们提出了三种实现热弛豫的方法，一种是明确地应用弛豫Kraus算子，一种是在经典的后处理步骤中将两个独立电路的结果结合起来，另一种是依赖于利用量子比特本身固有的退相干。我们使用我们的方法来模拟两个真实世界的系统，并找到我们的结果，实验数据和理论预测之间的良好协议。
2020-11-06 physics.chem-ph quant-ph
Effective dephasing for a qubit interacting with a transverse classical field
本文研究了量子比特与具有纵向和横向分量的准静态随机经典场相互作用的动力学问题。特别是，我们详细分析的条件下，动态可以有效地近似由一个单一的操作或一个纯粹的失相没有放松。
2014-03-20 quant-ph
Relaxation and frequency shifts induced by quasiparticles in superconducting qubits
约瑟夫森结作为一种低损耗的非线性元件，是超导量子比特的重要组成部分。量子位自由度与准粒子隧穿通过结的相互作用代表了内在的弛豫机制。我们开发了一个一般的理论，由准粒子引起的量子比特的衰变率，我们研究了它的依赖于用于调整的设备，如相位和通量量子比特，分裂transmon和fluxonium的量子比特属性的磁通量。我们对衰变率的估计适用于热平衡和非平衡准粒子。我们建议测量分裂transmon的速率，以获得可能的非平衡准粒子分布的信息。我们还推导出在准粒子的存在下，量子比特频率的移位的表达式。
2011-06-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
CMOS-Compatible, Wafer-Scale Processed Superconducting Qubits Exceeding Energy Relaxation Times of 200us
本研究利用成熟CMOS工艺在200mm晶圆上工业级制备超导量子比特，实现99.7%的约瑟夫森结良率与1.6%的频率预测精度，量子比特中位T1达100μs、单器件接近200μs，为同类工艺最佳性能。
2025-05-20 quant-ph
Phonon-induced relaxation and decoherence times of the hybrid qubit in silicon quantum dots
我们从理论上研究了硅中混合量子比特的声子诱导弛豫和退相干过程。当失谐量接近零时，混合量子比特表现为电荷量子比特，而对于大失谐量值，混合量子比特表现为自旋量子比特。它是从静电定义的双量子点开始实现的，其中三个电子被限制并仅通过电调谐来操纵。通过采用三能级量子比特有效模型和描述的环境浴作为一系列的谐振子在热平衡状态，我们提取的弛豫和退相干时间的函数浴光谱密度和浴温度使用布洛赫Redfield理论。对于Si量子点，能量色散受到谷的物理学的强烈影响，即导带最小值，因此我们在分析中还包括谷激发的贡献。我们的研究结果提供了基本的信息时，不可避免的与环境的相互作用，并考虑温度的影响系统的退相干特性。
2019-07-22 cond-mat.mes-hall quant-ph
Spin-Phonon Relaxation in Molecular Qubits from First Principles Spin Dynamics
电子自旋和晶格振动之间的耦合是驱动磁性材料弛豫的基础。关于自旋-声子耦合性质的争论可以追溯到40年代，但自旋-自旋、自旋-轨道和超精细相互作用的作用从未完全确定。本文利用一阶微扰理论和第一性原理计算对钒基分子量子比特晶体的自旋动力学进行了全面的研究。我们定量地确定的塞曼，超精细和电子自旋偶极相互作用的自旋弛豫的直接机制中的作用。我们表明，在高磁场制度，塞曼哈密顿量的调制的声学声子的分子内成分占主导地位的弛豫机制。在低场，超精细耦合接管，自旋-自旋偶极相互作用的作用仍然是不太重要的自旋弛豫。
2019-03-04 cond-mat.mes-hall quant-ph
Simultaneous monitoring of fluxonium qubits in a waveguide
大多数量子纠错码假设每个物理量子比特的退相干与任何其他物理量子比特的退相干无关。我们可以在一个实验装置中测试这个假设的有效性，在这个实验装置中，通过检查量子位之间的相关性，微波馈线耦合到多个量子位。在这里，我们研究位于单个波导中的磁通量子比特之间的相关性。尽管处于宽带电磁环境中，量子位测量的弛豫时间超过100 us。我们利用级联约瑟夫森参量放大器同时测量了两个磁通鎓量子比特的量子跃迁。在两个磁通鎓量子比特的弛豫时间之间没有观察到相关性，这表明弛豫源是每个量子比特的本地源。我们的架构可以很容易地扩展，以监控更大数量的量子位。
2017-09-17 quant-ph
Theory of Silicon Spin Qubit Relaxation in a Synthetic Spin-Orbit Field
我们发展了在磁场梯度存在下单电子硅自旋量子比特弛豫的理论。这种场梯度通常由芯片上的微磁体产生，以允许自旋量子位上的电控量子门。我们建立在一个山谷依赖的包络函数理论，使电子波函数的分析在硅量子点与任意粗糙度的界面。我们假设在Si/SiGe界面处存在单层原子台阶，并研究梯度场的存在如何修改自旋混合机制。我们表明，我们的理论模型可以定量再现的实验测量结果的量子位弛豫在硅中的微磁体的存在。我们进一步详细研究了场梯度如何改变硅自旋量子比特的EDSR拉比频率。虽然这在很大程度上取决于界面粗糙度的细节，但有趣的是，我们发现在具有理想界面的自旋量子比特顶部添加微磁体甚至可以在外部磁场强度的某个间隔内降低EDSR频率。
2022-02-01 cond-mat.mes-hall quant-ph
Phonon-assisted relaxation and decoherence of singlet-triplet qubits in Si/SiGe quantum dots
从理论上研究了SiGe/Si/SiGe异质结构中横向双量子点中两个电子自旋态的声子诱导弛豫和退相干。我们考虑了两种类型的单重态-三重态自旋量子比特，并使用布洛赫-雷德菲尔德理论计算了它们的弛豫和退相干时间，特别是作为能级杂化、温度、磁场、自旋轨道相互作用和量子点之间失谐的函数。我们发现，磁场梯度，这通常是用来操作自旋量子比特，可以减少弛豫时间超过一个数量级。使用这种见解，我们确定了一个最佳的制度，其中的磁场梯度不会影响的弛豫时间显着，我们提出了制度的最长衰减时间。我们考虑到单声子和双声子过程的影响，并建议如何我们的理论可以通过实验进行测试。我们在这里发现的Si基量子点的自旋寿命明显长于GaAs量子点。
2018-05-24 cond-mat.mes-hall quant-ph
Entanglement of two non-interacting qubits via a mesoscopic system
我们提出了一种通过中间介观系统间接测量两个非相互作用量子比特的宇称来纠缠它们的方法。该协议的目的是只需要全局控制和粗粒度的集体测量的介观系统以及目标量子比特和介观系统之间的局部相互作用。该方法的一个推广是测量量子比特态的汉明重量，并通过后选择汉明重量1来概率地产生纠缠态。我们的技术提供了一个新的设计元素，可以集成到量子处理器架构和量子测量设备。
2018-06-01 quant-ph
Transmon qubit with relaxation time exceeding 0.5 milliseconds
通过对钽（Ta）膜的干法刻蚀，获得了最佳寿命（T1）为503 μ s的transmon量子比特，表明干法刻蚀工艺可以应用于后续的Ta膜多量子比特的制备。在相同的约瑟夫森结设计和制作工艺下，比较了不同材料（Ta、Nb和Al）制备的transmons的弛豫时间和相干时间，发现Ta膜制备的transmons的弛豫时间和相干时间最好，其次是Al膜和Nb膜。我们推测，这种差异的原因是由于不同的损失的氧化物材料位于金属-空气界面。
2021-05-20 quant-ph
