Directional subradiance from helical-phase-imprinted multiphoton states
本文从理论上研究了用轨道角动量多光子激发制备的多光子超辐射态和亚辐射态的远场散射特性。由于多光子干涉，子辐射模的远场图表现出沿激发方向的定向散射或峰数等于原子数的横向散射。当涉及更多原子时，我们考虑堆叠环和同心环的结构，它们分别表现出增强的定向散射和平滑的发射图案。我们的方案为制备多体亚辐射态提供了思路，并有可能应用于多光子的OAM量子存储。通过设计原子的空间分布，这些合作态可以调整远场发射特性，这对于光收集和量子信息操纵是有用的。
2018-01-09 cond-mat.mes-hall quant-ph
Orbital angular momentum superposition states in transmission electron microscopy and bichromatic multiphoton ionization
电子束的相干控制和超快电子波包动力学在电子显微学和原子物理学中引起了极大的关注。为了统一在这两个领域的概念图片，我们展示了定制的电子轨道角动量（OAM）叠加态的产生和操纵，无论是采用定制的全息衍射掩模在透射电子显微镜或原子多光子电离利用脉冲整形器产生的载波包络相位稳定的双色超短激光脉冲。这两种技术都遵循类似的物理机制，基于量子力学叠加态的傅立叶合成，允许制备具有不寻常对称性的广泛的电子态。我们描述了这两种方法在一个统一的图片的基础上先进的空间和光谱双缝，并指出重要的类比。此外，我们还分析了自由电子OAM叠加态的拓扑荷，并讨论了其控制机制。它们的产生和操纵的相位剪裁在透射电子显微镜和原子多光子电离说明了7倍旋转对称的电子密度分布。
2020-11-06 cond-mat.mes-hall physics.atom-ph quant-ph
Resonant excitation of single and coupled qubits for coherent quantum control and microwave detection
B. Verkin Institute for Low Temperature Physics and Engineering of the National Academy of Sciences of Ukraine（乌克兰国家科学院B.维尔金低温物理与工程研究所）
本文研究了量子比特系统中共振多光子激发的理论，分析了量子动态和弛豫过程，探讨了多光子共振、布洛赫-西格尔位移和人口倒置等现象。
2026-03-29 cond-mat.mes-hall quant-ph
Multiplication of Qubits in a Doubly Resonant Bichromatic Field
在双色场中，当射频场的频率接近微波场中拉比振荡的频率时，自旋量子比特的倍增发生在双共振处，前提是射频场的频率等于初始量子比特的拉莫尔频率。我们表明，可以通过选择旋转坐标系和射频相位来选择修饰量子比特的操作多光子跃迁。为了提高强场区域中修饰量子比特操作的精度，考虑了射频场的反转分量。
2010-12-10 cond-mat.mes-hall
Spin qubit manipulation of acceptor bound states in group IV quantum wells
IV族半导体的价带中的大的自旋轨道耦合为自旋量子比特操纵提供了电场旋钮。这一事实可以利用基于受体的量子位。在工程SiGe量子阱中结合到受体的空穴的自旋操纵非常强烈地依赖于所施加的电场和异质结构参数。通过Ge含量增强g因子，并且可以通过在异质结构构成层之间移动空穴波函数来调谐g因子。由量子阱和电场两者引起的反转对称性的缺乏以及g因子可调谐性允许不同的量子位操纵方法的可能性，例如电子自旋共振、电偶极自旋共振和g张量调制共振。重空穴量子比特可以实现高达数百MHz的拉比频率，而轻空穴量子比特可以达到GHz的量级。
2017-02-03 cond-mat.mes-hall
Suppression of multiphoton resonances in driven quantum systems via pulse shape optimization
这封信演示了通过驱动脉冲的光谱整形来控制驱动两级系统中的多光子吸收过程，这些系统包括例如超导量子比特或激光照射的石墨烯。从Floquet理论计算的基础上，我们使用差分进化，一种通用的优化算法，找到的傅立叶系数的驱动函数，抑制一个给定的多光子共振在强场制度。我们表明，抑制的跃迁几率是由于相干叠加的高阶傅里叶谐波关闭的动态间隙之间的Floquet状态的两个能级系统。
2017-08-03 cond-mat.mes-hall physics.atom-ph physics.comp-ph
Exact spin-orbit qubit manipulation
我们考虑了自旋量子比特的精确可解操纵，这些自旋量子比特被限制在一个移动的谐波陷阱中，并且存在与时间相关的Rashba相互作用。循环时间演化的非绝热Anandan阶段相比，Wilczek-Zee绝热对应。它表明，这两个阶段的比例可以为一个选定的系统是任何实数。接下来，我们证明了在具有自旋轨道相互作用的环中任意量子比特变换的可能性。最后，我们给出了一个例子的自旋轨道动力学的精确分析的影响下的Ornstein-Uhlenbeck色噪声。
2017-11-06 cond-mat.mes-hall
Double Dressing and Manipulation of the Photonic Density of States in Nanostructured Qubits
在这项工作中，一个模型来研究半导体量子比特和两个含时电场之间的耦合。通过在共振单色双修整制度中使用它，从理论上和数值上证明了对强受限激子的光学态局域密度的控制。在模拟的发射光谱中观察到允许的能量跃迁的急剧变化，产生可调谐的光学活性频率范围的加宽。所提出的结果是在良好的定性和定量协议与最近的实验观察。
2013-05-24 cond-mat.mes-hall
Quantum information processing with large nuclear spins in GaAs semiconductors
提出了一种基于GaAs半导体中I=3/2核自旋相干操作的量子信息处理的实现方案。我们从理论上描述了一种NMR方法，它涉及多光子跃迁，并利用由于四极分裂核自旋能级的非等距。从已知的自旋各向异性，我们推导出有效的哈密顿在一个广义的旋转框架，有效的任意I，这使我们能够描述的非微扰时间演化的自旋状态所产生的磁射频场。我们确定了一个实验可访问的制度，多光子拉比振荡是可观察的。在非线性区域，我们发现Berry相位干涉效应。
2002-04-17 cond-mat.mes-hall
Manipulation of two spin qubits in a double quantum dot using an electric field
我们提出了在双量子点中利用自旋轨道相互作用（SOI）{ \it without磁场or magnets}对自旋量子比特进行纯电操纵。所有的么正变换都可以通过两个自旋之间的含时Dzyaloshinsky-Moriya相互作用来构造，该相互作用产生于电场调制的Rashba SOI。作为一些演示，我们研究分析和数值的三个操作，即，(A)自旋初始化，（B）在相反方向上的双自旋旋转，以及（C）在相同方向上的双自旋旋转。文中还讨论了放宽的效果和这一建议的可行性。
2010-11-05 cond-mat.mes-hall
All-electrical manipulation of silicon spin qubits with tunable spin-valley mixing
我们表明，硅量子位（qubit）中的自旋和谷自由度之间的混合可以通过作用在谷分裂$Δ$上的电场来控制。由于自旋-轨道耦合，量子位可以在自旋模式（其中量子信息被编码为自旋）和谷模式（其中量子信息被编码为谷）之间连续切换。在自旋模式下，量子比特在非弹性弛豫和退相干方面更鲁棒，但几乎不能电寻址。然而，它可以被带入谷模式，然后返回到自旋模式以进行电操纵。这为在硅上开发鲁棒的、可扩展的、电可寻址的自旋量子比特开辟了新的前景。我们说明了这一点与紧束缚模拟上的所谓的“角点”在绝缘体上硅器件的限制和谷分裂可以独立定制的前和背栅。
2018-02-13 cond-mat.mes-hall
Coherent manipulation of charge qubits in double quantum dots
从理论上研究了双量子点中电子在快速偏压开关作用下的相干时间演化。正如实验所示，这种驱动的双量子点是控制操纵电荷量子比特的潜在设备。通过数值求解量子主方程，我们获得了能量和时间分辨的电子转移通过类似于测量数据的设备。观察到的振荡被发现依赖于水平偏移的两个点在操作过程中，最令人惊讶的是，也在初始化阶段。通过一个解析表达式，从一个大的偏差模型，我们可以理解的显着特点，这些振荡的实验数据和数值结果中看到。这些发现加强了对量子点之间电子相干转移的普遍解释。
2010-12-16 cond-mat.mes-hall
Geometric phases in semiconductor spin qubits: Manipulations and decoherence
我们描述了在自旋轨道耦合的情况下，量子点中单电子自旋在经典或量子电场作用下所产生的几何相位效应。一方面，所施加的电场可用于控制几何相位，这允许在不使用高频磁场的情况下执行量子相干自旋操纵。另一方面，波动场诱导导致自旋弛豫和失相的随机几何相位，从而限制了这种自旋作为量子比特的使用。我们估计的衰减率，由于压电声子和传导电子在电路中，都代表占主导地位的电噪声源具有不同的功率谱。
2008-01-09 cond-mat.mes-hall
Electrical manipulation of valley-qubit and valley geometric phase in lateral monolayer heterostructures
本研究针对单层MoS₂/WS₂横向结栅极量子点中的谷同位旋固态量子比特，提出全电泵浦及非阿贝尔谷贝里相位两种操控方案，通过紧束缚含时薛定谔-泊松方程求解验证，为可扩展谷量子比特架构提供新路径。
2024-08-19 cond-mat.mes-hall
Dynamic transition in Landau-Zener-Stückelberg interferometry of dissipative systems: the case of the flux qubit
我们研究了耦合到欧姆量子浴的多能级系统中的Landau-Zener-Stuckelberg（LZS）干涉术。我们考虑的是直流+交流磁场驱动的超导磁通量子比特的情况，但我们的结果可以应用于其他类似的系统。我们发现一个动态的过渡表现在LZS干涉图案的结构中的对称性变化，绘制为交流振幅和直流失谐的函数。动态过渡是从一个LZS模式与近对称多光子共振反对称多光子共振在很长的时间（以上的弛豫时间）。我们还表明，在量子浴中的谐振模式的存在下，可以阻碍动态跃迁时的谐振频率的量子比特间隙的顺序。我们的结果是通过数值计算的有限时间和渐近稳定的人口的量子比特状态，使用Floquet-Markov方法来解决一个现实的模型的通量量子比特考虑多达10个能级。
2016-02-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Coherent manipulation of electronic states in a double quantum dot
研究了半导体双量子点中电荷态（赝自旋量子比特）的相干时间演化。这个完全可调的量子比特是用高速电压脉冲来控制的，它控制着系统的能量和退相干。对于量子点的多体基态和激发态的几种组合，观察到量子比特的相干振荡。本文还讨论了该器件中可能的退相干机制。
2003-08-19 cond-mat.mes-hall
The emergent linear Rashba spin-orbit coupling offering the fast manipulation of hole-spin qubits in germanium
电偶极自旋共振（EDSR）结合了强自旋轨道耦合（SOC）和电偶极跃迁，以可扩展的方式实现了快速自旋控制，这是锗（Ge）空穴自旋量子比特近年来取得快速进展的关键方面。然而，一个难题是提出，因为中心对称的Ge缺乏Dresselhaus SOC，一个关键因素，在最初的建议，基于孔的EDSR。在这里，我们证明了最近发现的有限k-线性Rashba SOC的2D孔提供快速孔自旋控制通过EDSR与拉比频率在很大范围内的驱动场与实验结果非常一致。我们还建议，拉比频率可以达到500 MHz下，更高的门电场或几个GHz的[110]取向井取代。这些发现为空穴自旋量子比特操纵带来了更深入的理解，并提供了提高门速度的设计原则。
2021-08-31 cond-mat.mes-hall
Simulation and measurement of stray fields for the manipulation of spin-qubits in one- and two-dimensional arrays
本研究通过微磁模拟和扫描SQUID显微镜，发现多晶Co磁体会显著改变量子比特频率并损害门保真度，而Fe微磁体具有更高场梯度和更低磁晶各向异性，更适合用于设计操控二维晶格自旋量子比特的纳米磁体排列。
2024-10-11 cond-mat.mes-hall
Spin Orbit Mediated Manipulation of Heavy Hole Spin Qubit in Gated Semiconductor Nanodevices
提出了一种新的自旋电子学纳米器件，它能够以相干的方式操纵单个重空穴自旋态。它可以充当单个量子逻辑门。重空穴自旋转换是通过在纳米器件顶部沉积的金属栅极所限定的闭环周围传输空穴来实现的。该设备利用Dresselhaus自旋轨道相互作用，将空穴的空间运动转化为自旋的旋转。所提出的量子门在亚纳秒时间尺度上操作，并且仅需要施加弱静态电压，这允许单独寻址重空穴自旋量子比特。我们的研究结果得到了四带Luttinger-Kohn模型的量子力学含时计算的支持。
2012-02-08 cond-mat.mes-hall
Indirect exciton qubit manipulation via the optical Stark effect in quantum dot molecules
基于量子点分子中光生激子的光学斯塔克效应，提出了一种相干控制方案。我们表明，通过电压偏置失谐扫描和罗森-齐纳脉冲相互作用的组合作用，可以动态地产生和修改出现在长寿命的、空间间接激子的修饰能级之间的反交叉间隙。我们进行了数值和分析的非微扰计算的基础上的Bloch-Feshbach形式主义，这表明，这种效果诱导的机制的相干布居量子模中的间接激子的陷阱。我们的研究结果表明，它是可能的，执行一个全光学的间接激子量子比特操作，如保利-X和Hadamard量子门，跨越两个定义的轴的布洛赫球。
2016-01-19 cond-mat.mes-hall
Electrical manipulation of a hole `spin'-orbit qubit in nanowire quantum dot: the nontrivial magnetic field effects
在强磁场存在下，Ge纳米线中可获得强“自旋”-轨道耦合的一维空穴气。强磁场提升了空穴子带色散中的双重简并，使得有效低能子带色散表现出强的“自旋”-轨道耦合。在这里，我们研究了在Ge纳米线量子点的电子“自旋”操纵的最低和第二低的空穴子带色散。用有限方阱模拟量子点的束缚势，精确计算了电偶极自旋共振中自旋轨道量子比特的能级分裂和Rabi频率.“自旋”-轨道耦合调制的纵向$g$ -因子$g_{\rm so}$不仅是非零的，而且依赖于磁场。此外，最低和次低子带色散的“自旋”-轨道耦合具有相反的磁依赖性，因此这两个子带色散的结果是完全不同的。
2023-02-11 cond-mat.mes-hall
Rapid creation of distant entanglement by multiphoton resonant fluorescence
研究了一种简单、有效、鲁棒的方法，利用多光子高斯态实现了两个独立的静止量子点自旋量子比特的高保真纠缠。来自两个点的荧光信号在分束器处干涉。与Hong-Ou-Mandel效应类似，光子的玻色子性质导致光子空穴的选择性配对（荧光信号中的光子缺失）。结果，在出射光束处的两个奇光子数检测预示着三重子纠缠的产生，并且随后三重子到自旋基态的还原导致自旋-自旋纠缠。高斯状态的鲁棒性通过在输入处适度增加光子数量来补偿光子吸收和噪声的能力来证明。我们计算了纠缠产生率在理想，非理想和近理想的检测器制度，并发现在所有三个制度的单光子计划的实质性改善。快速有效的自旋-自旋纠缠产生可以形成可扩展量子点量子计算网络的基础。我们的预测可以用目前的实验能力来检验。
2013-12-13 cond-mat.mes-hall quant-ph
Longitudinal and transverse electric field manipulation of hole spin-orbit qubits in one-dimensional channels
限制在半导体纳米结构中的空穴实现量子比特，其中量子力学自旋与量子轨道角动量强烈混合。显著的自旋-轨道耦合允许对这样的量子位进行快速的全电操作。我们研究了一个理想化的CMOS器件中的孔是强烈限制在一个方向（薄膜几何形状），而它被允许更广泛地沿一维通道移动。静电偏压和$ac$电驱动由沿沟道布置的金属栅极施加。在基于具有体反转对称性的材料（诸如硅或锗）的量子器件中，存在用于量子位操纵的不同的可能的基于自旋轨道耦合的机制。其中之一，$g$ -张量磁共振（$g$ -TMR），依赖于有效的$g$ -因素对电约束的依赖性。在该配置中，空穴由平行于静态电场且垂直于沟道的$ac$场驱动（横向驱动）。另一种机制，我们在这里称为等塞曼电偶极自旋共振（IZ-EDSR），是由于Rashba自旋轨道耦合，导致沿着量子信道振荡的赝自旋所经历的有效的时间依赖性磁场（纵向驱动）。我们比较这两种模式的操作，我们描述的条件下，拉比频率的幅度是最大的。不同的制度可以通过电调谐获得，其中耦合到$ac$电场是弱或强.
2021-01-21 cond-mat.mes-hall
Spin Manipulation and Relaxation in Spin-Orbit Qubits
在考虑自旋-轨道相互作用的情况下，导出了椭圆量子点中单自旋在任意方向和大小的磁场作用下的电偶极自旋共振（EDSR）哈密顿量的一般形式.我们预测的拉比频率作为磁场的函数足够大的塞曼能量的非线性行为，并提出了各向异性电子g张量的微观表达式。类似地，EDSR哈密顿量被设计用于限制在双量子点（DQD）中的两个自旋，其中单重态和三重态之间的相干拉比振荡通过在共振频率处抖动点间距离来诱导。最后，我们计算了两个电子自旋弛豫率由于声子发射，在平面和垂直磁场。我们的研究结果有直接的应用，目前EDSR实验纳米线量子点，g因子优化的限制载流子，和自旋衰变测量DQD自旋轨道量子比特。
2011-10-10 cond-mat.mes-hall
Dynamic behaviour of Josephson-junction qubits: crossover between Rabi oscillations and Landau-Zener transitions
通过求解密度矩阵的主方程，研究了参数周期变化的量子二能级系统的动力学行为。两个极限情况下被认为是：多光子拉比振荡和朗道-齐纳跃迁。该方法适用于超导量子比特的动力学描述。特别是，干涉仪型电荷量子比特的情况下，周期性变化的参数（栅极电压或磁通量）进行了研究。时间平均的能级布居被计算为量子比特的控制参数的函数。
2004-12-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Theory of quasiparticle generation by microwave drives in superconducting qubits
Research Laboratory of Electronics, Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院电子研究实验室）；Department of Electrical Engineering and Computer Science, Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院电气与计算机工程系）；MIT Lincoln Laboratory（麻省理工学院林肯实验室）
本文提出理论框架，研究微波驱动下超导量子比特中多光子辅助破对过程，揭示其对新型高频读出架构和Floquet工程电路的影响。
2026-02-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Emission and Coherent Control of Levitons in Graphene
本研究针对传统电子飞行量子比特相干性弱的问题，在高迁移率单层石墨烯量子霍尔边缘沟道中实现了Leviton单电子飞行量子比特的按需注入与布洛赫球相干操控，为量子比特实现提供了新的可行方向。
2024-12-13 cond-mat.mes-hall
A photonic which-path entangler based on longitudinal cavity-qubit coupling
该研究提出利用调制纵向腔-量子比特耦合控制多光子相干态波包路径，生成QWP纠缠态，从而在无需单光子源或探测器的情况下实现量子网络中的长程多体纠缠分发。
2024-01-29 cond-mat.mes-hall quant-ph
Opportunities for the direct manipulation of a phase-driven Andreev spin qubit
本文利用散射矩阵证明，纳米线中保持时间反演的杂质引起的自旋翻转散射可耦合相反自旋的 Andreev 态，其非零电流矩阵元支持直接操控相位驱动 Andreev 自旋量子比特，无需双微波 Raman 过程。
2024-05-22 cond-mat.mes-hall
Non-adiabatic processes in Majorana qubit systems
我们研究了在具有邻近感应超导性的一维半导体导线中操纵Majorana量子比特时发生的非绝热过程。马约拉纳量子比特通常受到激发间隙的保护。然而，在有限的速度进行的操作可以引入退相干和重整化效应。虽然对于缓慢的操作来说，这些效应是指数级的小，但它们很重要，因为它们可能构成最终的退相干机制。此外，由于绝热拓扑操纵不能产生通用的量子门集合，因此非绝热操纵可能是执行量子计算所必需的。
2013-05-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Spin-blockade qubit in a superconducting junction
我们解释了最近的一个开创性的实验[Zgirski M.例如，物理学评论快报，106（2011）257003]关于超导断裂结中的准粒子操纵，根据与自旋量子比特的自旋阻塞绘图类比。我们提出了一种新的量子位设计，利用两个被困准粒子的自旋状态。我们详细的共振量子操纵的所有四个自旋态的相干控制和计算相应的拉比频率。读出技术是基于自旋阻断，抑制准粒子复合在三重态。我们提供了广泛的微观估计我们的模型的参数。
2012-10-18 cond-mat.mes-hall
Coherent manipulation of a molecular Ln-based nuclear qudit coupled to an electron qubit
我们证明了[Yb（trensal）]分子是一个典型的电子-核耦合量子系统。噪声弹性核自由度和电子-核混合引起的章动时间的大幅减少的组合使得能够通过射频脉冲对该量子进行相干操纵。此外，量子比特的多级结构被利用来编码和操作具有嵌入式基本量子纠错的量子比特。
2019-09-05 cond-mat.mes-hall quant-ph
Coherent spin manipulation in an exchange-only qubit
三自旋量子比特的调制、操纵和测量是通过一个少电子三重量子点来实现的，其中所有的操作都可以通过调节最近邻交换相互作用来驱动。应用于两个附近的电荷传感器的多路复用反射计允许量子位读出。退相干被发现是一致的预测的基础上，具有均匀的功率谱的栅极电压噪声。发展了只交换量子比特的理论，并表明只有两个自旋的初始化就足以进行操作。概述了仅使用交换和静电相互作用的完全多量子位控制的要求。
2010-05-03 cond-mat.mes-hall quant-ph
Nanomechanical manipulation of superconducting charge-qubit quantum networks
提出一种基于AC Josephson效应的纳米机电装置，通过电态与机械态的量子纠缠实现超导电荷量子比特间的量子信息传输与网络操控。
2023-10-18 cond-mat.mes-hall quant-ph
Coherent manipulation of a Majorana qubit by a mechanical resonator
我们提出了一个混合系统组成的马约拉纳量子比特和纳米机械谐振器，实现了自旋轨道耦合超导纳米线，使用一组静态和振荡铁磁门。铁磁门在纳米线中诱导马约拉纳束缚态，其杂化并构成马约拉纳量子比特。由于这些门之一的振荡，马约拉纳量子比特可以相干旋转。通过调节栅极电压来调制局部自旋轨道耦合，可以达到量子位振荡器系统的共振，以获得相对较强的耦合。
2015-08-24 cond-mat.mes-hall quant-ph
Controllable manipulation and entanglement of macroscopic quantum states in coupled charge qubits
我们提出了一种实验上可行的方法来耦合约瑟夫森电荷量子比特，产生和检测宏观纠缠态。在量子比特电路中使用了一个大结超导量子干涉器件来实现量子比特的耦合和读出。此外，我们还明确地展示了如何在耦合量子比特系统中实现微波辅助的宏观纠缠。
2003-09-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Machine Learning-Assisted Manipulation and Readout of Molecular Spin Qubits
机器学习在量子控制和量子位的读出中找到了应用。在这项工作中，我们应用人工神经网络，以协助操作和读出的原型分子自旋量子比特-一个氧钒（IV）部分-在两个实验中，旨在测试的幅度和相位识别，分别。我们首先成功地使用一个人工网络来分析输出的存储/检索协议与四个输入脉冲识别的回波位置，并进一步后选择的结果，推断初始输入脉冲序列。然后，我们应用人工神经网络来确定实验测量的哈恩回波的相位，表明它是可以正确地检测其相位，并识别在操作过程中添加的额外的单脉冲相移。
2022-11-11 cond-mat.mes-hall quant-ph
Magnetic field-assisted manipulation and entanglement of Si spin qubits
从理论上考虑了硅中氧化物界面附近的施主电子量子比特的结构。我们发现，可靠的逻辑和读出操作的前提条件，即每个捐助者结合的电子界面附近的个人识别，可以通过微调电场和磁场，都垂直于接口。我们认为，这种磁场也可能是有价值的控制两个量子比特纠缠通过施主电子对附近的界面。
2006-08-04 cond-mat.mes-hall quant-ph
Optical Manipulation of Quantum Dot Electron Spin Qubits Using Microcavity Quantum Well Exciton-Polaritons
在本文中，我们介绍和分析了一种新的系统设计，基于量子点的量子位，同时支持可扩展的单量子位和双量子位门，和单次量子位测量。所有三个关键过程（单量子位门、双量子位门和量子位测量）都依赖于每个量子点中的电子与位于量子点附近的量子阱中形成的激子-极化激元之间的相互作用。我们提出的系统的一个关键的新功能是使用极化激元陷阱，我们表明，增强了量子点-量子阱相互作用的一个因素10，从而导致$100 \times$更快的两个量子位门。我们还介绍了一种新的单量子位门，它是基于光学和微波控制的组合，这是在相同的设备和系统配置中支持的其他操作，相比之下，传统的单量子位门，是基于全光控制。
2017-05-07 cond-mat.mes-hall quant-ph
Frequency Division Multiplexing Readout and Simultaneous Manipulation of an Array of Flux Qubits
超导量子线路的一个重要的期望成分是读出方案，其复杂性不随着测量中涉及的量子比特的数量而增加。在这里，我们提出了一个读出方案，采用一个单一的微波线，这使得多个量子位的同时读出。因此，按比例放大超导量子位电路不再受到读出装置的限制。采用频分复用技术实现了6个通量量子比特的并行读出，以及3个量子比特的同时操作和时间分辨测量。我们将讨论如何将这种技术扩展到在芯片上读取数百个量子位。
2012-07-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Charge and spin manipulation in a few-electron double dot
我们演示了对少电子双量子点的高速操纵。在单电子状态下，双点形成电荷量子位。微波用于驱动双点的（1，0）和（0，1）电荷状态之间的转换。局部量子点接触电荷检测器测量光子引起的电荷态占据的变化。电荷检测用于测量T1~16 ns，并且还为电荷量子位提供400 ps的T2* 的下限估计。在双电子区，我们用脉冲门技术测量了近简并自旋态的单重态-三重态弛豫时间。这些实验表明，超精细相互作用导致快速自旋弛豫在低磁场。最后，我们讨论了如何使用两个电子的自旋态来形成逻辑自旋量子比特。
2005-10-06 cond-mat.mes-hall
Preparation and manipulation of a fault-tolerant superconducting qubit
我们描述了一个射频超导量子干涉装置中的连续量子变量编码的量子比特。由于系统中可达状态的数量是无限的，我们可以保护其二维子空间免受与环境相互作用和操作过程中引入的小误差的影响。我们展示了如何准备容错状态和操纵系统。所讨论的操作足以在编码状态上执行量子计算、伴随式提取和量子纠错。我们还评论的物理来源的错误和可能的缺陷，而操纵系统。
2007-08-02 cond-mat.mes-hall quant-ph
Skyrmion-mechanical hybrid quantum systems: Manipulation of skyrmion qubits via phonons
针对skyrmion量子比特多比特扩展难题，提出磁耦合纳米机械悬臂的混合量子方案，用声子作接口操控远距量子比特，线性驱动可指数增强耦合，还可研究拓扑声子及手性相互作用，为磁性微结构量子研究提供平台。
2024-04-15 cond-mat.mes-hall quant-ph
Dispersive Manipulation of Paired Superconducting Qubits
我们结合量子比特编码和色散动力学的思想，使强大的和简单的量子信息处理（QIP）对超导充电盒共享一个共同的偏置引线。我们在这些量子比特上建立了一个无退相干的子空间，并通过与LC谐振器的色散相互作用和编码量子比特之间的电感耦合引入了通用门。这些门保留了代码空间，只需要建立局部对称性和控制电压偏置。
2003-07-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Multiple resonant manipulation of qubits by train of pulses
本文提出了一种基于Bloch矢量处理和Magnus量子电动力学理论的系统方法来研究由一串训练脉冲实现的量子比特操纵。这些研究包括量子计算中涉及的基本过程之一。具体计算了高斯脉冲驱动下量子比特的隧穿量子动力学、多重共振和非共振激发。以这种方式，由于多个共振相互作用的量子比特状态的人口调查的各种操作制度，包括：单脉冲激发，双脉冲激发与脉冲包络之间的相移是控制参数和连续脉冲激发。在最后一种情况下，我们证明了由训练的相同脉冲驱动的量子比特的准能态和准能的形成。在这种情况下，量子比特的跃迁几率呈现出非周期振荡，但对于确定的准能量值，也变得周期规则。
2015-09-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Direct manipulation of a superconducting spin qubit strongly coupled to a transmon qubit
本研究利用量子点约瑟夫森结的自旋分裂双重基态，实现超导自旋量子比特的直接操控，并通过嵌入transmon量子比特展示强耦合，为混合量子计算架构奠定基础。
2022-08-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
A tunable rf SQUID manipulated as flux and phase qubit
我们报告了两种不同的操作程序的可调谐rf SQUID。首先，我们将这个系统作为一个通量量子比特来操作，其中两个通量状态之间的相干演化是由能量势的快速变化引起的，将其从双阱变成单阱。在其中一个井中测得的再俘获概率的相干Larmor样振荡的频率范围为6至20 GHz，理论上预期的上限为40 GHz。此外，在这里，我们还报告了作为相位量子比特的相同设备的操作。在相位区，通过施加谐振微波驱动器来实现能量状态的操纵。尽管这两种操作方法在概念上存在差异，但所测得的拉莫尔振荡和微波驱动的拉比振荡的衰减时间相当相似。由于拉莫尔振荡的频率更高，无微波量子位操纵允许更快的相干操作。
2009-10-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Two-Qubit Pulse Gate for the Three-Electron Double Quantum Dot Qubit
栅控双量子点的三电子结构为量子信息处理提供了一种很有前途的量子比特。我提出了一个两量子比特纠缠门使用脉冲门控操作程序。高保真纠缠操作的要求相当于已成功实现的脉冲选通单量子位操作的要求。这种双量子比特门完成了三电子双点量子比特的全脉冲门控操作的通用集合，并为实现量子计算的可扩展设置铺平了道路。
2015-01-22 cond-mat.mes-hall quant-ph
Coherent manipulation of spin qubits based on polyoxometalates: the case of the single ion magnet [GdW$_{30}$P$_5$O$_{110}$]$^{12-}$
用广义Rabi振荡实验研究了聚氧乙烯酸盐单离子磁体[$_{30}$] $^{12-}$.通过将拉比频率与质子频率相匹配，可以将相干旋转的数量增加十倍。实现与聚氧乙烯酸盐化学的高相干性，我们显示出其优秀的潜力，不仅为量子信息的存储，但甚至为实现量子算法。
2013-08-27 cond-mat.mes-hall quant-ph
Electrical manipulation of semiconductor spin qubits within the g-matrix formalism
我们讨论了线性响应机制中自旋量子比特的电操纵模型，其中拉比频率与磁场和射频电场激发成正比。我们表明，拉比频率可以从一个广义的g-张量磁共振公式具有g-矩阵和其衍生物g'相对于电场（或栅极电压）作为输入。这些矩阵可以很容易地从零磁场下量子比特的波函数计算出来。因此，g-矩阵形式以非常低的计算成本提供了拉莫尔和拉比频率对磁场取向的完全依赖性。它还提供了一个紧凑的模型控制的量子位，和一个简单的框架分析对称性的影响的各向异性的拉莫尔和拉比频率。g-矩阵形式主义适用于各种各样的电子和空穴量子比特，我们专注于绝缘体上硅纳米线中的空穴量子比特作为说明。我们表明，拉比频率的量子位显示出复杂的依赖于磁场的方向，并控制孔的波函数的对称性的栅极电压。我们指出，量子位可以有利地在两个偏置点之间切换，一个是可以有效地操纵的，另一个是与门场解耦但可能寿命更长的。我们还讨论了残余应变在这些设备中的作用，在最近的实验。
2018-10-24 cond-mat.mes-hall quant-ph
Manipulation of spin cluster qubits by electric-field induced modulation of exchange coupling, $g$-factor, and axial anisotropy
电场越来越多地用于相干操纵半导体和分子系统中的自旋态。在这里，我们讨论了通过调制进入分子自旋团簇汉密尔顿的主要参数所允许的自旋操纵。特别是，我们专注于不同的标量，如总或部分自旋总和，但总和单自旋投影的期望值为零的状态之间的过渡。这些条件被认为定义了不受主要退相干机制影响的子空间，并且在单个自旋中无法识别，其中总自旋和部分自旋和是固定的或无法定义。我们表明，所需的过渡原则上可以实现在系统中简单的自旋二聚体，通过调制的g-因子，轴向各向异性，或在适当的条件下，交换相互作用。
2019-11-04 cond-mat.mes-hall quant-ph
Coherent manipulation of an Andreev spin qubit
半导体量子点中的电子自旋和超导电路的集体电磁模式是固态量子信息处理的两种有前途的架构。在一些方面，这两个平台彼此是双重的：超导量子位更容易耦合，但在量子设备$(\sim\mathrm{mm})$之间相对较大，而静电约束的电子自旋在空间上是紧凑的（$\sim \mathrm{μm}$），但链接起来更复杂。在这里，我们结合了Andreev自旋量子位的两个平台的有益方面：自旋自由度的电子准粒子被困在超导载Andreev水平的约瑟夫森半导体纳米线。我们展示了相干自旋操纵相结合的单次激发电路QED读出和自旋翻转拉曼跃迁，找到一个自旋翻转时间$T_S = 17~\mathrm{μs}$和自旋相干时间$T_{2E}=52~\mathrm{ns}$。这些结果预示着一个新的自旋量子位与基于超导的电路QED集成，并进一步我们的理解和控制Andreev水平-马约拉纳零模式的母态-在超导体-超导体异质结构。
2021-01-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Selective optical manipulation of the spin state of a single magnetic impurity in a semiconductor quantum dot
研究了自组装量子点中单个磁性杂质的光学性质。我们表明，使用共振泵浦可以解决和操纵选择性的磁性杂质的个别自旋态。量子点中单个杂质的共振光偏振机制涉及各向异性交换相互作用，与稀释半导体中的不同。Mn杂质可以充当量子位。量子比特操纵的限制因素是电子-空穴交换相互作用和有限温度。
2004-07-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunable Quantum Beam Splitters for Coherent Manipulation of a Solid-State Tripartite Qubit System
量子态的相干控制是实现固态量子处理器和在宏观水平上测试量子力学的核心。尽管近年来在控制单体和双体量子系统方面取得了重大进展，但由于退相干时间相对较短且缺乏精确的控制方法，涉及人工固态量子比特的多体系统中量子波函数的相干控制受到阻碍。本文报道了一个超导量子比特与两个微观二能级系统耦合的三重量子系统中量子态的产生和相干操纵。由于量子位-TLS相互作用而避免的系统能级谱中的交叉充当波函数的可调谐量子分束器。结果表明，Landau-Zener-Stückelberg干涉在精确控制三重系统的量子态方面具有很大的潜力.
2010-10-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con physics.atm-clus
