Role of qubit-cavity entanglement for switching dynamics of quantum interfaces in superconductor metamaterials
研究了强驱动场作用于耗散混合量子比特-腔系统的量子效应，这与超导量子超材料中量子门的实现有关。我们证明了强非定常驱动效应具有显著的量子性质，不能用平均场近似来处理。通过比较标准Maxwell-Bloch方程的稳态解和密度矩阵上林德布拉德方程的数值解，证明了这一点。我们表明，平均场方法提供了很好的协议，密度矩阵的解决方案，在不是很强的驱动$f<f^*$，但在$f>f^*$量子比特和光子扇区的波动之间的量子相关性的增长值改变了系统的行为。我们发现，在非绝热开关的驱动机制，这样的量子关联影响量子比特和光子的动力学，即使在弱$f$。
2016-10-24 quant-ph
Single-photon switch controlled by a qubit embedded in an engineered electromagnetic environment
单光子开关是构建可扩展量子网络的重要元件。在本文中，我们提出了一个可行的方案，有效的单光子开关。所提出的开关由耦合到谐振器的三能级系统（qutrit）的最低能级对形成的量子比特的状态控制。该谐振器-谐振器系统包括所考虑的设置的开关单元。为了抑制控制量子位的Purcell弛豫，开关单元被嵌入到耦合谐振器阵列中，该耦合谐振器阵列用作在量子位跃迁频率上具有带隙的工程电磁环境。我们讨论了微波电路QED架构上考虑单光子开关的可能实现。我们表明，高开关对比度可以达到最先进的超导电路QED设置的参数。
2020-12-10 quant-ph
Sudden switching in qubits
解析解是为被一系列快速变化的脉冲（称为“踢”）强烈扰动的双态系统（例如量子比特）开发的。演化矩阵可以表示为单井涌的演化矩阵的时间排序乘积。单，双，和三重踢被明确考虑，并检查时间顺序的可观测性的发病。研究了不同阶次的反冲对系统动力学特性的影响，并与一般时间排序的影响进行了比较。为了确定这种方法的有效性范围内，使用有限宽度的脉冲的影响，在原子氢的2s-2 p跃迁的数值研究。
2006-03-01 quant-ph
A switching approach for perfect state transfer over a scalable and routing enabled network architecture with superconducting qubits
我们提出了一个超立方体切换架构的完美状态转移（PST），我们证明了它总是可以找到一个诱导超立方体在任何给定的超立方体的任何维度，使PST可以在任何两个给定的顶点之间的原始超立方体。然后，我们将这种切换方案推广到任意数量的量子位，其中任何两个顶点之间的PST路由功能也是可能的。结果表明，这是一种适合于具有路由特性的量子计算的最优可扩展结构。这允许一个可扩展和不断增长的量子比特网络。我们证明了这种开关方案是实验上可实现的超导transmon量子位与可调耦合。我们还提出了一个PST辅助的量子计算模型，我们使用PST对传统的资源昂贵的量子交换门的计算优势。此外，我们提出的数值研究的符号图下的电晕产品的图，并显示几个例子，PST成立，在对比现有的结果在文献中的PST下电晕产品的反证。我们还报告了一个错误，在现有的研究量子态转移超过玻色子哈密顿的幺正性被违反。
2020-07-03 quant-ph
Hamiltonian Switching Control of Noisy Bipartite Qubit Systems
本文提出一种受QAOA启发的哈密顿量切换控制方法，结合强化学习优化，有效抑制双量子比特系统中的环境噪声，实现高保真度量子门，并分析关键参数影响。
2023-04-13 quant-ph
QND measurement of a superconducting qubit in the weakly projective regime
基于滞后约瑟夫森结的开关的量子态检测器被偏置接近其临界电流，使用简单，但具有强的反作用。我们表明，通过限制开关电压和使用快速低温放大器，可以大大减少DC开关检测器的反作用，从而可以在25 ns内以1 MHz的重复率完成单次读出而不损失对比度。基于两个连续读出的序列，我们表明，测量具有明确的量子非爆破字符，QND保真度为75%。
2010-07-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Arbitrary State Transition of Open Qubit System Based on Switching Control
本文针对开放量子比特系统任意状态转移问题，提出基于Lyapunov控制的切换策略以避免不变集和奇异值集，并给出有限时间稳定性与有限时间收缩稳定性条件，在多种退相干下验证了有效性。
2024-03-28 cs.SY eess.SY quant-ph
Control the qubit-qubit coupling in the superconducting circuit with double-resonator couplers
提出利用双固定频率谐振腔耦合器调节Xmon量子比特间耦合强度的方案，通过间接相互作用抵消实现耦合开关，全局抑制静态ZZ耦合与串扰，并降低磁通噪声。
2023-12-28 quant-ph
Non-Perturbative Entangling Gates between Distant Qubits using Uniform Cold Atom Chains
我们提出了一种新的快速可扩展的方法，通过利用均匀链中的无色散传播来实现网络中任意距离量子比特之间的两个量子比特纠缠门。这是通过在量子位和由非工程化的相互作用量子位链形成的总线之间切换强相互作用来动态地实现的。门的质量与量子位间隔非常有效地成比例。令人惊讶的是，耦合的突然切换是不必要的，并且我们的门机制不会被可能的逐渐切换改变。总线也自然地复位到其初始状态，使得在每次应用门之后不需要复杂的复位过程。此外，我们提出了一个可能的实验实现中的冷原子被困在光晶格和近场菲涅耳陷阱势，这都是目前的技术。
2011-04-05 quant-ph
Nano-optical observation of cascade switching in a parallel superconducting nanowire single photon detector
平行线超导纳米线单光子探测器的器件物理是基于级联过程的。使用纳米光学技术和平行线装置与空间分离的像素，我们明确地证明了单光子和多光子触发制度。我们开发了一个模型，用于描述效率的检测器在臂触发制度。我们调查的探测器的定时响应时，照亮一个像素和两个像素。我们看到两个制度之间的检测器的有效面积的变化，并发现两个像素的触发制度，有一个更快的定时响应比一个像素的制度。
2014-02-12 cond-mat.supr-con physics.optics quant-ph
Experimental fault-tolerant code switching
本研究首次在七量子比特色码与10-qubit code之间实验实现了容错码切换，构建了互补的通用门集，制备了12种逻辑状态并成功纠缠两个逻辑量子比特，为低开销确定性控制逻辑量子比特开辟了新途径。
2024-03-20 quant-ph
Parity switching and decoherence by quasiparticles in single-junction transmons
transmon超导量子比特作为量子信息处理的物理实现的一种有前途的方法正在被深入研究，并且已经在二维和三维结构中实现了高品质因数的$10^6$。这些高品质因数使得能够详细研究退相干机制。一个内在的退相干过程起源于量子位自由度和穿过约瑟夫森结隧穿的准粒子之间的耦合。在transmon中，单个准粒子的隧穿与宇称的变化有关。在这里，我们介绍了单结传输中奇偶转换率的理论，并将其与最近的测量结果进行比较。我们还表明，奇偶校验切换可以有一个重要的作用，在限制的相干时间。
2014-01-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Generation and controllable switching of superradiant and subradiant states in a 10-qubit superconducting circuit
原子系综的超辐射和亚辐射是量子光学研究的一个中心课题。然而，这些状态的精确生成和控制仍然具有挑战性。在这里，我们确定性地产生多达10个量子位的超辐射和8个量子位的亚辐射状态，每个包含一个单一的激发，在超导量子线路与多个量子位互连的空腔谐振器。验证了$\sqrt{N}$标度对超辐射态与腔场耦合强度的增强作用。通过在每个量子比特上施加适当的相位门，我们能够在超辐射和亚辐射态之间切换单个集体激发。虽然包含一个单一的激发子辐射态被禁止发射光子，我们证明，他们仍然可以从谐振腔吸收光子。然而，对于偶数个量子比特，一半量子比特被激发的单重态既不能发射光子也不能吸收光子，这用4个量子比特来验证。这一研究在集体辐射的相干控制方面向前迈进了一步，在量子信息处理方面具有广阔的应用前景。
2019-07-30 physics.optics quant-ph
Error-Transparent Code Switching Between Permutation-Invariant Codes with Transversal Clifford and Icosahedral Gates
QodeX Quantum（QodeX量子）
本文研究置换不变码间的误差透明切换，证明切换酉算子存在当且仅当两码由距离三的码路径连接，并在13量子比特上构造出达到机器精度的集体切换算子。
2026-10-06 math-ph math.MP quant-ph
Phase-space theory for dispersive detectors of superconducting qubits
受最近实验的启发，我们研究了量子比特二次耦合到其检测器（阻尼谐振子）的动力学。我们使用一个复杂的环境的方法，明确地描述量子比特和振荡器的动力学通过他们的完整的Floquet状态主方程在相空间。我们研究了环境对被测量子比特的反作用，并探索了几种测量协议，其中包括一个长期的完整读出周期以及基于量子比特和振荡器之间的短时间信息传输的方案。我们还表明，指针变得可测量之前，量子位中的所有信息已经丢失。
2007-09-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Tomographic Characterization of Three-Qubit Pure States with Only Two-Qubit Detectors
提出了一种仅采用两两检测的三量子比特纯态的层析成像方法。
2004-10-19 quant-ph
Detector Tomography on IBM 5-qubit Quantum Computers and Mitigation of Imperfect Measurement
我们使用量子探测器层析成像来表征量子位读出的测量POVM在IBM量子计算机IBM Q 5 Tenerife和IBM Q 5 Yorktown。我们的研究结果表明，特征检测器模型偏离理想的投影仪的百分之几。可以通过采用两个或更多个量子比特检测器模型而不是一个设备中所有量子比特的独立单量子比特检测器来进一步改进这种表征。在IBM Q 5 Tenerife标记为量子位3的物理量子位中看到了一个意想不到的行为，这可能是探测器串扰或量子位操作相互影响的结果，需要进一步研究。这种特殊的行为是一致的，从更复杂的方法的门集断层扫描的表征。我们还讨论了如何表征检测器的POVM，尽管偏离理想的投影仪，可以用来估计理想的检测分布。
2019-04-26 quant-ph
Perfect state transfer on hypercubes and its implementation using superconducting qubits
我们提出了一个协议，在超立方体中的任何一对顶点之间的完美的状态转移。给定超立方体中的一对不同的顶点，我们确定一个子超立方体，其中包含作为对映顶点的顶点对。然后引入一个切换过程来确定一个记忆增强超立方体的子超立方体，以便于理想的顶点对之间的状态转移。此外，我们提出了一个物理架构，我们的开关协议的保真度任意接近统一的相当不错的状态转移实现，使用超导transmon量子位与可调耦合。通过控制图边缘的辅助量子位耦合器的作用导致的量子位之间的有效耦合来实现切换。我们还报告了一个错误的边界上的保真度的状态转移，由于错误的实现我们的协议。
2020-11-06 physics.app-ph quant-ph
Universal quantum dynamics from two 2-local Hamiltonians
在本文中，我们证明了在n个量子比特上的两个2-局域哈密顿算子之间全局切换的能力足以在这n个量子比特上实现普适的幺正动力学。在构造中使用的两个哈密顿量中，一个是由一维链上最近邻的两量子比特相互作用组成的，另一个是由单量子比特相互作用组成的。我们描述了一种选择开关时间的方案，以便在n个量子位上生成任意的一个和两个量子位门。然而，开关方案是低效的，我们离开作为一个开放的问题，是否可以利用一个有效的方式的哈密顿的普遍性。
2008-01-29 quant-ph
Ultrafast switching of photonic entanglement
为了部署和运行利用现有电信基础设施的量子网络，必须能够以最小的损耗和信号带噪声高速路由纠缠光子，并且最重要的是-不干扰光子的量子态。在这里，我们提出了一个开关，满足这些要求，并在单光子水平上表征其性能;它表现出200 ps的开关窗口，120：1的对比度，1.5 dB的损失，并没有引起可测量的退化切换光子的纠缠态保真度（< 0.002）。此外，由于这种类型的开关耦合了时间和空间自由度，因此它提供了一种重要的新工具，可以在单个光子中编码多量子比特状态。作为这种能力的原理证明，我们从双通道时分复用纠缠光子流中解复用单个量子信道，有效地在五量子比特双光子态的两量子比特子空间上执行受控比特翻转。
2011-01-06 quant-ph
Quantum efficiency of binary-outcome detectors of solid-state qubits
我们讨论了非完美保真度的二进制结果量子比特探测器的量子效率的定义，重点是量子非破坏探测器的子类。分析了几种探测器模型的量子效率，包括间接投影测量、二进制输出区的线性探测器、超导相位量子比特探测器和基于隧穿连续谱的探测器。
2008-06-23 cond-mat.other quant-ph
Charge-parity switching effects and optimisation of transmon-qubit design parameters
本研究通过全面噪声建模，确定transmon量子比特设计参数最优范围，并揭示电荷宇称切换对双量子比特门的影响，提出综合性能指标指导下一代量子处理器开发。
2024-03-29 quant-ph
Measurements of Quasiparticle Tunneling Dynamics in a Bandgap-Engineered Transmon Qubit
我们已经设计了transmon量子比特的带隙分布相结合的掺杂氧的铝隧道结电极和清洁铝作为准粒子陷阱，调查由于准粒子隧穿的能量弛豫。量子位的弛豫时间$T_1$被证明是不敏感的带隙工程。在相对较低的$E_J/E_C$下工作，使得transmon跃迁频率明显依赖于电荷宇称，从而使我们能够检测到穿过量子位结的准粒子隧穿。准粒子动力学已被研究，通过监测的频率切换由于偶/奇宇称变化的实时。它表明开关时间快于10 $μ$ s，表明必须减少准粒子诱导的弛豫以实现远长于100 $μ$ s的$T_1$。
2011-12-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Efficient fault-tolerant code switching via one-way transversal CNOT gates
本文提出一种仅用横向CNOT门的码切换方案，实现低开销容错逻辑T门，数值模拟显示其优于魔法态注入和物理门，并扩展到高距离码对，简化FT通用量子计算硬件需求。
2025-08-29 quant-ph
Non-perturbative method for particle detectors with continuous interactions
本文提出用δ耦合序列组成的开关剖面逼近连续开关函数，证明其在微扰论各阶快速收敛，从而为一般粒子探测器现象提供非微扰计算方法。
2024-02-22 gr-qc hep-th 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
Simultaneous bistability of qubit and resonator in circuit quantum electrodynamics
我们探讨了联合激活动力学表现出的两个量子自由度：一个腔模振荡器是强耦合到超导量子比特在强相干驱动色散制度。动力学模拟和互补测量显示了一系列参数，其中腔和量子位都表现出两个亚稳态之间的突然同时切换。这表现在腔和量子比特的整体平均振幅中，表现出部分相干抵消。耦合到transmon量子位的驱动微波腔的传输测量显示了与同时切换机制中的理论一致的详细特征。
2017-01-02 cond-mat.mes-hall quant-ph
State Readout of a Trapped Ion Qubit Using a Trap-Integrated Superconducting Photon Detector
我们报道了一种利用集成陷阱的光子探测器实现的囚禁离子量子比特的高保真状态读出。我们确定了一个单一的$^9$ Be $^+$离子的超精细量子位态的表面电极射频离子阱的陷阱结构与超导纳米线单光子探测器（SNSPD）制作的状态依赖的离子荧光光子计数。平均读出保真度为0.9991（1），平均读出持续时间为46 $μ$ s，并且受到读出激光束的偏振杂质和非共振光泵浦的限制。由于在离子和探测器之间没有介入光学元件，我们可以使用离子荧光作为自校准光子源来确定探测器量子效率及其对光子入射角和偏振的依赖性。
2020-07-31 cond-mat.supr-con physics.atom-ph quant-ph
Quantum nondemolition measurements of a flux qubit coupled to a noisy detector
本文从理论上研究了在超导量子干涉仪（SQUID）上耦合的超导磁通量子比特的量子非破坏测量中，反作用噪声引起的测量诱导退相。我们的分析结果表明，量子比特上的信息从量子比特流向探测器，而可能导致量子比特退相的量子涨落也会注入量子比特。此外，测量概率在短时间尺度内是频率相关的，并且与测量引起的退相有密切的关系。当驱动腔与裸腔之间的失谐量等于耦合强度时，我们可以更容易地获得量子比特的态。换句话说，我们获得了最大的测量速率。最后分析了非对角项与外部变量耦合所产生的混合效应。我们发现量子比特的初始信息由于量子比特态之间的量子隧穿而被破坏。
2011-01-01 quant-ph
Exploration to early universe by Josephson Junction Switching Current Detector
提出用约瑟夫森结开关电流探测器探测随机引力波背景，灵敏度可达10^-19至10^-24，有望突破BBN界限，探索早期宇宙新物理。
2024-07-18 cond-mat.mes-hall gr-qc hep-ph
Efficient Bell state analyzer for time-bin qubits with fast-recovery WSi superconducting single photon detectors
我们通过实验证明了时间箱量子位的高效贝尔态测量，该测量采用两个具有短死区时间的超导纳米线单光子探测器，允许投影到两个贝尔态，|Psi>-和|Psi+>。与以前的时间仓量子比特实现相比，这将贝尔状态分析的效率提高了30倍。
2014-10-21 quant-ph
Multi-time correlators in continuous measurement of qubit observables
我们考虑线性探测器输出信号的多时间关联函数，同时连续测量多个量子比特观测量。使用量子贝叶斯形式主义，我们表明，在没有相位反作用的单位（对称）演化，$N$ -时间相关器可以表示为两个时间关联函数的产品时，$N$是甚至。对于奇数$N$，存在类似的因子分解，其也包括单次平均。理论预测与两个探测器的实验结果吻合得很好，这两个探测器同时测量非对易量子比特可观测量。
2018-02-13 cond-mat.supr-con quant-ph
Switching global correlations on and off in a many-body quantum state by tuning local entanglement
本文研究一维伊辛模型中局域纠缠与全局关联的竞争关系，发现通过调节格点上的局域纠缠可精确抵消全局关联，实现强关联量子态、无关联量子态和经典关联态之间的可控转变，并类比于第二类超导态。
2023-09-11 cond-mat.str-el physics.pop-ph quant-ph
The information about the state of a qubit gained by a weakly coupled detector
我们分析的信息，人们可以了解一个量子二能级系统的状态，即量子位，当探测附近的检测器弱。特别是，我们专注于量子比特的哈密顿量和量子比特的运营商被探测器不交换的情况下。由于量子比特的状态在被探测时不断演化，并且由于测量数据与探测器相关的背景噪声混合，因此在这种情况下，人们可能会期望探测器失败。然而，我们表明，在适当的条件下，并通过适当的分析测量数据的有用信息的量子比特的状态可以提取。结果表明，每次重复实验时，测量基准都是随机确定的。我们详细分析的概率分布，管理测量基地的选择。我们还分析了信息获取率，并表明它在很大程度上不受测量和内在量子比特动力学之间的明显冲突的影响。我们讨论了我们的分析和随机主方程之间的关系，描述了测量和退相干的影响下的量子比特的状态的演变。特别地，我们写下一个随机方程，该方程包含用于量子比特的密度矩阵的演化的通常的随机主方程，并且另外包含可以从观察到的信号中提取的测量信息。
2009-08-15 quant-ph
Scaling-Enhanced Rapid Readout of a Qubit Ensemble Assisted by High-Frequency Detector Modes
The University of Tokyo（东京大学）；RIKEN Center for Quantum Computing (RQC)（理化学研究所量子计算中心）；Chuo University（中央大学）
本文研究量子比特系综集体读出时间随量子比特数的缩放，提出高频探测器模式可超越基准$N^{-1/2}$，实现$N^{-1/(2-\ u)}$的缩放优势，光谱结构控制缩放指数。
2026-09-09 quant-ph
A balanced gated-mode photon detector for qubit discrimination in 1550 nm
结合两个雪崩光子二极管（APD）的光子探测器已被证明在1550 nm的量子比特的歧视。门控模式下的尖峰信号被两个APD的平衡输出所抵消。尖峰消除使得能够降低鉴别器中的阈值，从而降低栅极脉冲电压。在178 K时，暗计数概率和后脉冲概率分别降低到7 × 10 ^-7和10^-4，而不影响探测效率（11%）。
2002-06-21 quant-ph
Single-Photon Switching and Entanglement of Solid-State Qubits in an Integrated Nanophotonic System
光子和量子发射器之间的有效界面形成了量子网络的基础，并使非线性光学器件能够在单光子水平上工作。我们展示了一个集成的平台，可扩展的量子纳米光子学的基础上硅空位（SiV）的色心耦合到纳米级金刚石器件。通过在金刚石光子晶体腔内放置SiV色心，实现了单色心控制的量子光开关。我们使用SiV亚稳态轨道状态控制开关，并通过光子相关测量在单光子水平上验证光开关。我们利用拉曼跃迁在金刚石波导中实现了频率和带宽可调的单光子源。最后，我们通过检测发射到单个波导中的不可分辨的拉曼光子来创建两个SiV中心之间的纠缠。利用光子相关测量中观察到的一种新的超辐射特征验证了纠缠，为量子网络的实现铺平了道路。
2016-08-18 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
High-Speed Low-Crosstalk Detection of a $^{171}$Yb$^+$ Qubit using Superconducting Nanowire Single Photon Detectors
量子计算中使用的量子比特往往会受到错误的影响，无论是量子比特与环境的相互作用，还是应用量子逻辑门时的不完美控制。基于量子纠错码（QECC）的容错结构可以用来从这样的错误中恢复。QECC的有效实现需要辅助量子位的高保真度读出，从辅助量子位可以确定错误伴随式，而不影响其中存储相关量子信息以供处理的数据量子位。在这里，我们提出了一个探测方案的\yb捕获离子量子比特，我们使用超导纳米线单光子探测器和利用光子到达时间统计，以提高保真度和速度。量子比特穿梭允许创建单独的检测区域，在该区域中可以测量辅助量子比特而不破坏数据量子比特。我们实现了11 $μ$ s的平均量子比特状态检测时间，保真度为$99.931(6)\%$。由检测串扰引起的误差（定义为由于检测辅助量子比特的过程而丢失数据量子比特的相干性的概率）通过在它们之间创建370 $μ$ m的间隔而被减小到$\sim2\times10^{-5}$。
2019-05-20 quant-ph
A model of deterministic detector with dynamical decoherence
我们讨论了探测器与二能级系统（量子比特）耦合的确定性模型。探测器是一个准经典的对象，其动力学描述的踢转子哈密顿。我们表明，在量子混沌的制度中的检测器作为一个混沌浴和诱导量子比特的退相干。我们讨论了失相和弛豫速率，并证明了欧姆浴的几个功能可以复制我们的完全确定性模型。此外，我们表明，对于足够强的量子比特检测器耦合，失相速率是由检测器的动力学的指数不稳定性的速率，即，由经典运动的李雅普诺夫指数。最后，我们讨论了强、弱量子位-探测器耦合下的测量。对于强耦合的情况，检测器执行量子位的上/下状态的测量。在弱耦合的情况下，由于混沌，探测器的动力学演化对量子比特的状态非常敏感。然而，在这种情况下，不清楚如何从比普朗克单元大得多的尺寸上的相空间中的粗粒度的任何测量中提取信号。
2005-01-26 quant-ph
Generalized partial measurements
我们介绍了一种类型的测量，概括了近年来进行的所谓的“部分测量”与相位量子比特。虽然在部分测量的情况下，它已被证明，一个可以撤销的测量只为非开关事件的影响，我们在这里表明，广义的部分测量可以逆转概率开关和非开关事件。我们计算了相关的Fisher信息，并讨论了量子层析成像的估计灵敏度。提出了用超导量子比特实现这种测量的两种方法。
2011-06-03 cond-mat.mes-hall quant-ph
Entangled Detectors Nonperturbatively Harvest Mutual Information
我们研究如何纠缠惯性Unruh-DeWitt探测器的影响与量子场的相互作用，使用非微扰的方法。在具有瞬时开关（$δ$ -开关）的$(3+1)$维闵可夫斯基时空中，惯性探测器随着与标量场耦合强度的增加，其初始纠缠度会退化。有些令人惊讶的是，最初可分离或弱纠缠的探测器可以从真空中提取互信息。我们还发现，纠缠退化不会减少，如果通过该领域的通信是可能的，而这只改变了纠缠退化的方式。
2021-12-26 quant-ph
On the Capacity Region of Bipartite and Tripartite Entanglement Switching
我们研究了一个在星型拓扑结构中服务于一组用户的量子纠缠分发交换机。量子交换机，很像量子中继器，可以执行纠缠交换，将纠缠扩展到更长的距离。此外，交换机还配备了纠缠交换逻辑，使其能够实现交换策略，以更好地满足网络的需求。在这项工作中，开关的功能是在用户之间以最高的速率以固定的比率创建二分或三分纠缠态。使用马尔可夫链，我们建模一组随机切换策略。发现一些比其他人更好，我们提出的情况下，交换机存储每个用户一个量子位的分析结果，并发现最好的政策优于时分复用（TDM）的政策，用于共享开关之间的二分和三方状态生成。随着用户数量的增加，这种性能提高会降低。该模型很容易扩展到研究量子态退相干和量子比特存储的相关截止时间存在的容量区域，得到类似的结果。此外，退相干相关的量子存储截止时间似乎对我们的相同链路系统中的容量几乎没有影响。我们还研究了一个较小的类的政策时，开关存储两个量子位每个用户。
2022-06-21 cs.NI cs.PF quant-ph
Quasiparticle effects in magnetic-field-resilient 3D transmons
该研究测量了抗磁场三维transmon的宇称切换时间随面内磁场的非单调演化，揭示了超导能隙不对称性对宇称寿命的调控机制，并证实Al-AlOₓ-Al约瑟夫森结可用于拓扑量子比特的宇称操控架构。
2024-03-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Qubit measurements with a double-dot detector
我们建议用双点（DD）共振隧穿探测器来监测量子比特，这种探测器可以在比单点探测器更高的温度下工作。为了评估该装置的有效性，我们推导出整个系统的密度矩阵的速率方程。我们表明，信噪比可以大大提高通过适当的选择的参数和位置的检测器。我们证明了DD探测器内的量子干涉效应在测量中起着重要的作用。令人惊讶的是，即使整个系统处于静止状态，这些效应也会产生系统测量误差。
2006-08-14 cond-mat.mes-hall quant-ph
Charge Qubit Purification by an Electronic Feedback Loop
我们提出了一个简单的瞬时闭环反馈方案，其中一个时间相关的电子检测器电流直接回耦合到量子比特参数的隔离量子比特的操作。作为具体的探测器模型，我们采用了电容耦合单电子晶体管。我们证明了稳定的纯离域量子位态以上的临界检测器量子位耦合。这种电子纯化与初始量子比特状态无关，并且在几个电子跳跃通过检测器后完成。我们的简单方案可以用于在任意温度下的量子计算算法中的固态量子比特的有效和鲁棒的初始化。
2011-06-23 cond-mat.mes-hall quant-ph
Flux qubit-based detector of microwave photons
本文提出一种基于磁通量子比特的多能级微波光子探测理论，通过求解Lindblad方程并结合绝热-脉冲近似与速率方程，描述了读出和重置阶段的驱动-耗散动力学，为单光子探测等应用提供理论支持。
2024-10-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Electron Spin Resonance with up to 20 Spin Sensitivity Measured using a Superconducting Flux Qubit
我们报告电子自旋共振光谱测量使用超导通量量子位与6 FL的感测体积。量子位读出使用频率可调约瑟夫森分叉放大器，这导致推断的测量灵敏度约20自旋在1秒的测量。这种灵敏度代表了一个数量级的改进相比，磁通量子位计划使用的直流SQUID开关读出。此外，噪声光谱显示，灵敏度是有限的闪烁（$1/f$）通量噪声。
2020-03-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Design of a Single-Shot Electron detector with sub-electron sensitivity for electron flying qubit operation
最近在弹道导体中实现了相干单电子源，这让我们可以设想进行类似于量子光学实验的时间分辨电子干涉测量实验，最终可以将传播的电子激发用作飞行的量子比特。然而，一个重要的缺失是单次电子探测，它将使飞行量子比特的完整量子信息操作成为可能。在这里，我们提出并讨论了一个单电荷检测器的设计，能够实现在飞行中检测电子飞行量子比特。它的亚电子灵敏度将允许检测分数量子霍尔效应的分数带电飞行任意子，并将使使用符合测量检测任意子统计。
2020-02-10 cond-mat.mes-hall quant-ph
Entangled Unruh-DeWitt detectors amplify quantum coherence
本研究采用非微扰方法探究纠缠Unruh-DeWitt探测器与量子场的相互作用，发现其可在降低纠缠的同时放大量子相干性，揭示了两种量子资源的本质差异与互补性。
2025-06-17 quant-ph
Nondestructive detection of photonic qubits
实验量子信息的最大挑战之一是保持量子比特脆弱的叠加态存活。作为存储器的物质量子位载体可以实现长寿命，至少在原则上是这样，但对于通过吸收、衍射或散射迅速丢失的传播光子来说，则不可能实现长寿命。损失问题可以通过非破坏性光子量子比特检测器来缓解，该检测器在不破坏编码量子比特的情况下预示光子。这种检测器被设想为促进分布式任务依赖于光子量子比特的成功传播的协议，以改善对丢失敏感的量子比特测量，并实现某些量子密钥分发攻击。在这里，我们展示了这样的探测器的基础上，在两个交叉的光纤为基础的光学谐振腔，一个量子比特不敏感的原子-光子耦合，原子态检测的其他单原子。我们实现了对$(79\pm3)\,\%$的量子比特生存的无损检测效率，$(31\pm1)\,\%$的光子生存概率，并以$(96.2\pm0.3)\,\%$的保真度保留量子比特信息。为了说明我们的探测器的潜力，我们表明，它可以提供，已经与当前的参数，长距离纠缠和量子态分布，通过量子比特放大的资源优化，和检测漏洞免费贝尔测试的优势。
2021-03-26 quant-ph
Heralded linear optical quantum Fredkin gate based on one auxiliary qubit and one single photon detector
线性光量子Fredkin门可应用于量子计算和量子多用户通信网络。在现有的线性光学方案中，两个单光子探测器（SPD）被用来预示量子Fredkin门的成功，而它们没有光子计数。但分析结果表明，对于非理想SPD，探测器效率越低，该方案的成功率越高。提出了一种改进的线性光量子Fredkin门，设计了一种新的具有辅助量子比特和一个SPD的预言方案，预言探测器的探测效率越高，门的成功率越高.新的预报方案在非理想单光子源下也能有效地工作。基于这种量子Fredkin门，可以构建大规模的量子开关网络。作为示例，示出了仅使用一个SPD的量子Benes网络。
2014-01-21 quant-ph
Spectrum of qubit oscillations from Bloch equations
从微观布洛赫方程出发，我们发展了一种适合于计算连续测量固态量子比特中量子相干振荡的探测器的输出光谱的形式。结果与贝叶斯和主方程方法得到的结果相吻合。将已有的结果推广到任意探测器响应和有限探测器温度的情况。
2002-04-07 cond-mat.mes-hall quant-ph
Crossover from Rabi oscillations to adiabatic population switching in the Faraday optical control of quantum dot spins
TU Dortmund University（多特蒙德工业大学）；University of Cambridge（剑桥大学）；Wrocław University of Science and Technology（弗罗茨瓦夫科技大学）
通过研究法拉第几何中受激拉曼跃迁的斯塔克位移振荡，揭示了从拉比振荡到绝热布居转换的连续交叉机制，并利用Landau-Zener-Stückelberg干涉实现了阶梯式布居反转。
2026-06-03 cond-mat.mes-hall quant-ph
Nonideal quantum detectors in Bayesian formalism
固态量子比特的连续测量的贝叶斯形式主义推导出一个模型，该模型考虑了几个因素的检测器非理想性。特别是，我们考虑额外的经典输出和反作用噪声（有限相关），连同量子限制的输出和反作用噪声，并考虑到可能的不对称的检测器耦合。首先推导了单个量子比特的形式，然后将其推广到纠缠量子比特的测量。
2002-11-28 cond-mat.mes-hall quant-ph
