Universal Uhrig dynamical decoupling for bosonic systems
我们构造有效的确定性动态解耦方案保护连续可变的自由度。我们的计划的目标退相干诱导的二次系统浴相互作用与分析的时间依赖性。我们展示了如何抑制这种相互作用的$N$ -th阶只使用$N$脉冲。此外，我们表明，均匀化的$2^m$模式玻色子系统只使用$(N+1)^{2m+1}$脉冲，产生-高达$N$ -第阶-一个有效的演化所描述的非相互作用的谐振子具有相同的频率。解耦和均匀化系统提供了自然的无退相干子空间用于编码量子信息。我们的计划只需要脉冲是单模被动高斯幺正和SWAP门之间的模式对张量积。
2019-04-02 cs.IT math.IT quant-ph
Protecting unknown two-qubit entangled states by nesting Uhrig's dynamical decoupling sequences
未来的量子技术在很大程度上依赖于量子纠缠对环境诱导退相干的良好保护。最近的一项研究表明，Uhrig的动态解耦（UDD）序列的扩展可以（理论上）使用$N$控制脉冲序列将任意但已知的两量子比特纠缠态锁定到$N$阶[Mukhtar et al.，A 81，012331（2010）]。通过嵌套三层显式构造的UDD序列，在这里，我们首先考虑保护未知的两个量子比特状态作为两个已知的基态的叠加，而不假设系统-环境耦合。结果表明，所得到的消相干抑制对三个UDD层的有序性非常敏感，并且在正确有序的情况下可以非常有效。详细的理论结果有助于理解嵌套UDD下受控量子动力学的本质。作为三层UDD的扩展，最后指出，通过嵌套四层UDD序列可以保护一个完全未知的两量子比特态。这项工作表明，当UDD适用时（例如，当环境具有尖锐的频率截止和当控制脉冲可以被视为瞬时脉冲时），使用嵌套UDD序列的动态解耦是用于纠缠保护的强有力的方法。
2010-12-01 cond-mat.other quant-ph
Uhrig Dynamical Control of a Three-Level System Via Non-Markovian Quantum State Diffusion
本文利用量子态扩散（QSD）方程对耦合到无限个自由度的非马尔可夫库的三能级量子系统实现了Uhrig动力学解耦（UDD）.为此，我们首先重新制定的非马尔可夫QSD纳入外部控制字段的效果。利用这种随机QSD方法，我们证明了当控制脉冲序列和控制算子被适当设计时，三能级量子系统的未知态可以普遍地被保护免受有色相位和振幅噪声的影响。使用非马尔可夫量子态扩散方程的优点是，即使在无限自由度的环境下，也可以精确地处理开放量子系统的控制动力学，而不需要使用Trotter乘积公式。我们还展示了控制效果如何依赖于环境记忆时间和所设计的施加控制脉冲的时间点。
2014-08-09 quant-ph
Optimized Dynamical Decoupling in a Model Quantum Memory
我们提出了一个模型量子系统的实验测量，证明我们有能力显着抑制量子比特的错误率的应用优化的动态去耦脉冲序列在各种实验相关的噪声环境。我们提供了第一个演示的分析推导的脉冲序列开发的Uhrig，并通过主动，实时的实验反馈发现新的序列。这些新的序列是专门定制的，以最大限度地抑制误差，而不需要周围噪声环境的先验知识。我们将这些序列与Uhrig序列和完善的CPMG式自旋回波进行比较，表明我们的局部优化脉冲序列优于测试中的所有其他序列。数值模拟表明，我们的局部优化脉冲序列能够抑制误差的数量级超过其他现有的序列。我们的工作包括扩展的治疗，以预测量子位退相干在现实条件下，包括使用有限的持续时间，平方$π$脉冲，产生强烈的协议之间的实验数据和理论的任意脉冲序列。这些结果证明了通过跨各种量子位技术的动态解耦技术来抑制量子位存储器错误的鲁棒性。
2009-01-05 quant-ph
Aperiodic dynamical decoupling sequences in presence of pulse errors
动态退耦合（DD）是保持量子位量子态的一种很有前途的工具。然而，控制脉冲中的小缺陷会严重影响解耦的保真度，并在很长一段时间内定性地改变受控系统的演化。利用解析和数值方法，我们从理论上研究了两个非周期DD序列的脉冲误差积累效应，Uhrig的DD（UDD）协议[G。S. Uhrig，Phys. Rev. Lett. { \bf 98}，100504（2007）]和二次DD（QDD）方案[J. R.韦斯特湾H. Fong和D. A. Lidar，Phys. Rev. Lett { \bf 104}，130501（2010）]。我们考虑使用硅中磷供体的电子自旋来实现这些序列，其中DD序列被应用于抑制供体自旋的退相。研究了不同自旋初态对退耦保真度的影响。我们详细研究了DD保真度的初始下降及其长期饱和。我们还证明了通过沿不同方向施加控制脉冲，QDD协议的性能可以得到显著改善，并解释了这种改善的原因。我们的研究结果可能是有用的未来实现的非周期性解耦协议，并为更好地理解量子控制自旋的错误的影响。
2011-01-12 quant-ph
Keeping a Single Qubit Alive by Experimental Dynamic Decoupling
我们展示了使用动态解耦技术来延长一个单一的记忆量子比特的相干时间近两个数量级。通过扩展哈恩自旋回波技术，以纠正未知的，任意的多项式变化的量子位的进动频率，我们分析表明，所需的序列的π脉冲是相同的乌里克动态去耦（UDD）序列。我们比较UDD和CPMG序列应用于一个单一的Ca-43捕获离子量子比特，发现它们在我们的周围噪声环境中提供了相当的保护。
2010-11-28 quant-ph
Optimized Dynamical Decoupling for Time Dependent Hamiltonians
优化的动态解耦（DD）的有效性扩展到解析的时间相关的哈密顿。只要时间上的扩展是可能的，初始哈密顿量的时间依赖性就不会影响优化动态解耦的效率（UDD，Uhrig DD）。这种扩展提供了分析基础（i）适用于UDD有效的哈密顿量在时间相关的参考系，例如在快速模式的相互作用图片和（ii）其应用程序在分层DD计划与$π$脉冲围绕两个垂直轴的自旋空间。为了抑制一般的退相干，即，纵向弛豫和失相。
2010-03-16 quant-ph
Optimized pulse sequences for suppressing unwanted transitions in quantum systems
我们调查的脉冲序列的性质，使不必要的量子系统中的跃迁可以被最佳地抑制。为了这个目的，我们表明，由Uhrig [物理学评论快报。\textbf{98}，100504（2007）]在抑制环境退相效应的背景下是最佳的。我们推导出抑制跃迁的精确结果，并在数值上证实了结果。我们利用Uhrig序列对等距序列进行了改进，使量子系统与不需要的跃迁解耦。抑制的物理机制是每个脉冲前后跃迁幅度之间的相消干涉。
2010-10-25 quant-ph
Optimal Dynamical Decoupling Sequence for Ohmic Spectrum
我们研究了量子比特耦合到欧姆环境中的最佳动力学解耦序列。通过解析计算退相干函数的导数，发现最佳脉冲位置满足一组易于求解的非线性方程。这些方程综合了高能（UV）截止频率ω c等环境信息，完整地描述了退耦过程。该解解释了以往的实验和理论结果的局部优化动态解耦（LODD）序列在高频占主导地位的环境中，这是通过纯数值计算和实验反馈。如数值比较所示，这些解决方案优于Uhrig动态解耦（UDD）序列的一个或多个数量级的欧姆的情况下。
2010-01-18 quant-ph
Precise high-fidelity electron-nuclear spin entangling gates in NV centers via hybrid dynamical decoupling sequences
固体中的色心，如金刚石中的氮空位中心，提供了受到良好保护和良好控制的局部电子自旋，可用于各种量子技术。此外，周围自旋核的长相干时间可以通过色心控制鲁棒的量子寄存器。我们设计了脉冲序列协议，驱动电子自旋产生强大的纠缠门与这些核记忆量子位。我们发现，相比单独使用Carr-Purcell-Meiboom-Gill（CPMG），Uhrig去耦序列和CPMG和Uhrig序列组成的混合协议提高了这些纠缠门的保真度，自旋控制范围和自旋选择性。我们提供的序列协议的解析表达式，也显示了我们的方法在金刚石中的氮空位中心的数值效果。我们的结果广泛适用于色心弱耦合到一个小数目的核自旋量子比特。
2020-08-08 cond-mat.mes-hall quant-ph
Optimized Dynamical Decoupling in Ξ-Type n-Level Quantum Systems
本文首先基于动力学解耦机制，设计了一种Bang-Bang（BB）操作群来降低n能级系统中的相位退相干。然后，我们推导了两种动力学解耦方案：周期动力学解耦（PDD）和Uhrig动力学解耦（UDD）。我们选取密度矩阵的非对角元作为参考指标，研究了在这两种动力学解耦方案下，n-型n能级原子的量子相干性的行为.最后，我们选取了一个六能级原子作为被控系统，利用所提出的退耦方案抑制了相位退相干。给出了仿真实验和比较结果。
2014-04-28 quant-ph
Optimized Dynamical Decoupling for Power Law Noise Spectra
在纯退相自旋玻色子模型中，利用动力学退耦方法分析了幂律谱浴中退相干的抑制。理想的$π$脉冲序列根据浴的功率进行优化。我们扩展了退相干函数，并从相关项中分离出抵消发散。所提出的序列被选择为最小化退相干函数的序列。通过构造，它提供了最佳性能。我们用分析的方法推导出必须满足的条件。所得方程的数值求解。溶液非常接近Carr-Purcell-Meiboom-Gill（CPMG）序列，用于软截止浴，而当截止变得更硬时，它们接近Uhrig动态解耦（UDD）序列。
2009-09-18 quant-ph
Efficiency of dynamical decoupling sequences in presence of pulse errors
对于一个通用的动态解耦序列采用单轴控制，我们研究了它的效率存在的小误差的方向上的脉冲。在相应的理想动态解耦序列产生良好结果的情况下，发现误差的影响按比例缩放为$ξ^2$，具有可忽略的一阶效应，其中$ξ$是随机误差的分散。这种分析预测在一个模型中进行了数值测试，在该模型中，环境由一个量子比特耦合到混沌运动中的量子踢旋转器来建模。在这个模型中，周期性脉冲施加到环境中的量子比特，它是数值显示，乌里克动态解耦不一定比bang-bang控制。
2011-03-31 quant-ph
Dynamical decoupling of a qubit with always-on control fields
我们考虑动态解耦方案，其中量子比特在任何时候都被控制场连续操纵。基于Uhrig动态解耦序列（UDD）及其与切比雪夫多项式的关系，我们推导出一种将UDD控制场表示为傅立叶级数的常开控制方法。然后，我们截断这个系列和数值优化的系列系数去耦，构建CAFE（切比雪夫和傅立叶展开）序列。这种方法产生一个有界的、连续的控制场。我们模拟了我们的序列与连续版本的UDD耦合到全量子和半经典退相浴的量子位的去耦效果，并发现相当的性能。我们推导出连续控制解耦序列的滤波函数，并评估这些序列对控制场噪声的鲁棒性。我们采用的方法提供了各种工具来分析连续控制动态解耦序列。
2012-05-10 quant-ph
Filter-design perspective applying to dynamical decoupling of a multi-qubit system
我们采用滤波器设计的角度，并推导出过滤器功能根据嵌套Uhrig动态解耦（NUDD）和对称动态解耦（SDD）的纯退相自旋玻色子模型与N量子比特。针对两量子比特系统，详细讨论了NUDD和SDD的性能。分析表明：（i）对于软截止的浴，SDD优于NUDD，而当截止变硬时，NUDD接近SDD;（ii）如果量子位耦合到一个共同的库，SDD有助于保护无退相干子空间，而NUDD则破坏它;（iii）当考虑有限宽度的非理想控制脉冲时，NUDD在高保真区和相干时间区都受到影响，而SDD仅在相干时间区受到影响。
2011-11-28 quant-ph
Universal dynamical decoupling of multiqubit states from environment
研究了多量子比特态与环境的动力学解耦。对于m个量子比特的系统，嵌套的Uhrig动力学解耦（NUDD）序列可以有效地抑制由系统-环境相互作用引起的N阶退相干，使用（N+1）^2m个脉冲。我们证明了NUDD序列是普适的，即，它可以恢复m量子比特量子系统的相干性，而不依赖于系统与环境相互作用的细节。我们还构造了动力学解耦问题与某些泛函空间中离散量子行走之间的一般映射。
2011-12-29 cond-mat.mes-hall quant-ph
Interlaced Dynamical Decoupling and Coherent Operation of a Singlet-Triplet Qubit
我们实验证明相干恢复的单重态-三重态叠加的交错量子比特旋转之间的卡尔-珀塞尔（CP）回波序列。然后，我们比较性能的哈恩，CP，级联动态解耦（CDD）和Uhrig动态解耦（UDD）的单重态恢复。在当前情况下，其中门噪声和漂移与空间变化的超精细耦合相结合，对移相有显著贡献，并且脉冲具有有限的带宽，CP和CDD产生相当的结果，T2 ~ 80微秒。
2010-12-16 cond-mat.mes-hall quant-ph
Dynamical Decoupling in Common Environment
为了消除量子比特与环境之间的直接耦合，人们发明了动态解耦（DD）序列。我们进一步研究了由共同环境引起的间接量子位-量子位相互作用解耦的可能性，并成功地找到了保持二分量子态为任意阶的简化解.通过对受控双量子比特密度矩阵的精确动力学分析，证明了在每个量子比特上应用独立的Uhrig动态解耦（UDD）将有效地消除量子比特-环境和量子比特-量子比特之间的间接耦合，使其达到与单量子比特情况相同的阶数，只要两个UDD序列的阶数具有不同的奇偶性。更具体地，一个量子位上的UDD（n）与另一个量子位上的UDD（m）能够产生min（n，m）阶抑制，而n + m是奇数。我们的结果可用于减少相关实验中的脉冲数以保护二分量子态，或动态地操纵某些量子门和量子总线中的间接相互作用。
2012-11-19 quant-ph
Preserving entanglement and nonlocality in solid-state qubits by dynamical decoupling
本文研究了如何利用动态解耦技术在具有较大低频分量的经典噪声（如$1/f$噪声）产生的退相条件下保持纠缠和非定域性。我们首先表明，量子纠缠和非定域性满足一个封闭的关系，有效的两个独立的量子比特本地耦合到一个通用的环境下纯退相，并从一般类的初始状态。这一结果允许评估基于脉冲的动态解耦的效率，用于保护两个量子比特之间的非局域量子关联受到纯失相本地随机电报和$1/f$噪声。我们调查的效率下的“纠缠记忆”元素的双脉冲回波和序列的周期性，卡尔-珀塞尔和乌里克动态解耦。的Carr-Purcell序列被证明优于其他序列在保持对随机电报和$1/f$噪声纠缠。对于典型的$1/f$磁通噪声图在超导纳米电路，我们表明，纠缠和它的非本地功能可以有效地存储倍一个数量级以上的自然纠缠消失时间采用脉冲定时电流实验达到。
2014-08-28 quant-ph
Faster Randomized Dynamical Decoupling
本文提出一种随机动力学解耦协议，仅用少量额外脉冲即可提升任意确定性DD协议性能，并证明其优于Uhrig DD等最优序列，通过新分析方法和数值模拟验证了显著优势。
2024-11-06 quant-ph
Optimized Dynamical Decoupling Sequences in Protecting Two-Qubit States
$π$脉冲的非周期动力学解耦（DD）序列在消相干控制中具有重要意义，近年来已从单量子比特系统扩展到双量子比特系统。如果环境噪声功率谱可用，则可以进一步优化非周期DD序列以达到比已知通用方案更高的去相干抑制效率。在这项工作中，研究这种可能性的保护两个量子比特的状态，使用一个完全可解的纯退相模型，包括本地和非本地噪声。在几种不同类型的噪声谱下，将优化的DD序列在保护两个量子比特状态方面的性能与嵌套Uhrig的DD（嵌套UDD）序列进行了比较。除了噪声频谱在高频区衰减缓慢的情况外，具有数十个控制脉冲的优化DD序列的性能比嵌套UDD序列好几个数量级。还研究了具有高度不平衡局部噪声的双量子比特系统，以更好地了解最近的实验。可能的实验，可能是出于这项工作进行了讨论。
2011-10-24 quant-ph
Protection of quantum systems by nested dynamical decoupling
基于我们建立的含时系统动力学解耦的一个定理，我们提出了一个嵌套的Uhrig动力学解耦（NUDD）方案，仅使用单量子比特操作，就可以将一般量子浴中的多量子比特系统保护到任意解耦阶。NUDD中的控制脉冲的数量随着解耦阶数的多项式增加。对于一般的多能级系统，该方案可以保持一组相互交换或反交换的酉厄米特系统算子，因此由这组算子生成的李代数中的所有算子，生成系统的有效对称群达到给定的精度阶。NUDD可以用有限幅度的脉冲来实现，直到脉冲持续时间的二阶误差。
2010-12-17 cond-mat.mes-hall quant-ph
Control of Decoherence: Dynamical Decoupling versus Quantum Zeno Effect - a case study for trapped ions
研究了囚禁离子模型中两个低能级超精细态的动力学过程由于与一个激发态的热相互作用而发生退相干，通过动力学解耦和量子Zeno效应（Zeno控制）对退相干的控制.动态解耦是一个周期性地驱动激发态的过程，而Zeno控制则是频繁地测量它，当控制频率足够高时，退相干被抑制。否则，两种控制都可能加速退相干。
2002-10-17 quant-ph
Performance of dynamical decoupling in bosonic environments and under pulse-timing fluctuations
我们研究了抑制量子位退相通过乌里克动力学解耦（UDD）在非平凡的环境中建模的自旋玻色子形式主义。特别地，我们解决了以下情况：（i）量子位耦合到具有幂律谱密度的玻色子浴，以及（ii）量子位耦合到将能量耗散到玻色子浴中的单个谐振子，这体现了量子位的结构化浴的示例。然后，我们建模的随机时间抖动的影响，在UDD协议的排序脉冲应用时间从高斯分布集中在适当的值所规定的最佳协议。在情况（i）中，我们发现，当施加很少的脉冲并且考虑急剧截止时，对于超欧姆浴实现了更长的相干时间和鲁棒的UDD性能（针对随机定时误差）。另一方面，当考虑指数截止时，超欧姆浴是不期望的。在情况（ii）中，对于过阻尼谐波运动获得最佳方案。我们的研究为实现保护量子态不受退相干影响的优化方案提供了相关信息。
2017-01-05 quant-ph
Coherent control of a local phonon in trapped ions using dynamical decoupling
在本文中，我们提出了一个动态去耦（DD）技术相干控制的单个局域声子的动力学囚禁离子。一个2 $π$旋转在一个运动的边带跃迁翻转相关的本地声子状态的符号，导致声子动力学的取消。在这项工作中，我们实现DD使用单一和多个蓝边带脉冲控制一个单一的本地声子在两个$^{40}{\rm Ca}^{+}$离子在线性保罗陷阱。我们提出的DD技术可以用来工程本地声子模式之间的耦合。
2021-12-28 quant-ph
Phase-adaptive dynamical decoupling methods for robust spin-spin dynamics in trapped ions
基于捕获离子的量子平台是构建量子硬件的主要候选者，其计算能力大大超过经典设备。在这些设置中的可用控制技术中，脉冲动态解耦（脉冲DD）显示为处理离子寄存器中编码的信息的有用方法，同时最小化它们上的环境噪声。在这项工作中，我们采用了脉冲DD技术，使用随机脉冲相位，或相关的脉冲相位，显着提高纠缠自旋自旋动力学在被困离子的鲁棒性。这个过程最初设想的背景下，核磁共振核自旋检测的目的，在这里，我们证明了同样的原则适用于强大的量子信息处理中的陷阱离子设置。
2021-03-23 quant-ph
Extending Quantum Coherence in Diamond
我们的实验表明，通过实施去耦技术，金刚石中氮空位中心的相干时间增加了两个数量级。我们表明，相等的脉冲间隔去耦执行以及非周期性Uhrig去耦，并具有额外的好处，它使我们能够利用“复兴”的回声（由于浴的相干性），探索最长的相干时间。在短时间内，我们可以将特定量子态的相干性从T_2*=2.7 μ s扩展到有效T_2 > 340 μ s。为了保持任意状态，我们使用脉冲序列的实验的重要性，通过明智的选择脉冲的相位，补偿所有输入状态的单个脉冲的缺陷。在更长的时间，我们使用这些补偿序列，以提高回波复苏，并显示在超纯天然丰度13 C钻石的相干时间超过1.6毫秒。
2010-08-18 quant-ph
Pulsed Dynamical Decoupling for Fast and Robust Two-Qubit Gates on Trapped Ions
我们提出了一种脉冲动态解耦协议，作为两个微波驱动的囚禁离子超精细量子比特之间的可调，快速，鲁棒的量子相位门的发生器。该协议由一系列$π$脉冲组成，这些脉冲作用于沿外部施加的磁场梯度定向的离子。与现有方法相比，在我们的设计中，离子链的两种振动模式在外部微波驱动的影响下合作，以实现显着提高门速度。我们的计划是强大的对占主导地位的噪声源，这是错误的磁场和微波脉冲强度，以及运动加热，预测两个量子比特门以上的$99.9\%$在几十微秒的结晶度。
2018-05-09 quant-ph
Preserving qubit coherence by dynamical decoupling
在量子信息处理中，噪声环境下量子比特的相干性是至关重要的。动态去耦（DD），其在量子位上应用一系列翻转并将量子位-环境耦合平均为零，是与诸如量子门的其他期望功能兼容的有前途的策略。本文综述了动力学解耦理论和实验研究的最新进展。我们给出了由于耦合到噪声环境中的量子比特退相干的半经典和量子描述。基于量子图像，给出了DD的几何解释。回顾了周期性的Carr-Purcell-Meiboom-Gill DD和级联DD，然后详细探讨了最近开发的Uhrig DD，它采用最少数量的脉冲在一个不均匀的间隔序列，以抑制量子位环境耦合到给定的演化时间顺序。最后，对一些新的发展和前景进行了讨论。
2010-07-10 cond-mat.mes-hall quant-ph
Encoded Recoupling and Decoupling: An Alternative to Quantum Error Correcting Codes, Applied to Trapped Ion Quantum Computation
最近发展的一种消除量子计算机中的退相干和设计约束的理论，"编码重耦合和重耦合“，被证明与一种有希望的实现可扩展离子阱量子计算的体系结构的建议完全兼容[D. Kielpinski等人，Nature 417，709（2002）]。逻辑量子比特被编码成离子对。逻辑门的实现使用索伦森-莫尔默（SM）计划适用于对离子的时间。编码提供了对集体失相的连续保护。也使用SM方案直接实现到编码量子位的解耦脉冲能够进一步减少量子位退相干的各种其他来源，例如由于差分退相和由于退相干振动模式。在去耦方案中使用相对慢的SM脉冲淬灭退相干的后一个源的可行性如下从所观察到的振动浴的1/f光谱。
2002-11-15 quant-ph
Quadratic Dynamical Decoupling with Non-Uniform Error Suppression
我们数值分析了近最佳二次动态解耦（QDD）单量子比特退相干误差抑制方法的性能[J. West等人，物理修订版信函104，130501（2010）]。QDD序列是通过嵌套两个最佳Uhrig动态解耦序列的两个正交轴，包括N1和N2脉冲，分别形成。改变这些数字，我们研究的退相干抑制性能的QDD直接隔离的错误与每个系统的基础运营商存在于系统浴相互作用哈密顿量。每个误差都与戴森级数的最低阶成比例，因此立即产生退相干抑制的阶数。我们发现QDD的误差抑制特性依赖于N1和N2的奇偶性，并且当N1=N2时，对于一般的单量子比特相互作用，QDD的性能接近最优。
2011-05-22 cond-mat.other physics.chem-ph quant-ph
Improving Dynamical Decoupling for Trapped-Ion QCCD Quantum Computers
Quantinuum
研究调度误差对囚禁离子QCCD中DD的影响，利用滤波函数形式分析其性能，指出频率提高到2Hz以上会因调度误差适得其反，还引入实时DD协议并通过实验展示方法，以减少存储误差。
2026-07-17 quant-ph
Polarization-Entanglement Dynamics in Optical Fibers: Mitigating Decay in the Non-Markovian Regime with Dynamical Decoupling
本文研究了光纤折射率波动导致的偏振纠缠衰减，利用 spin-boson 模型和 HEOM 方法分析其马尔可夫与非马尔可夫动力学，并提出通过间隔半波片实现 Carr-Purcell-Meiboom-Gill 和 Uhrig 动力学解耦方案，有效降低纠缠衰减率。
2024-09-27 quant-ph
Quadrupole transitions and quantum gates protected by continuous dynamic decoupling
该研究针对囚禁离子中连续动态解耦与量子控制结合的难题，给出嵌套连续动态解耦的简洁表示，推导了相关跃迁的有效参数与选择定则，探讨了其与Mølmer-Sørensen门结合的可行性。
2023-01-19 quant-ph
Practical Noise Mitigation for Quantum Annealing via Dynamical Decoupling: Toward Industry-Relevant Optimization using Trapped Ions
University of Trento（特伦托大学）；INFN-TIFPA, Trento Institute for Fundamental Physics and Applications（意大利国家核物理研究所-特伦托基础物理与应用研究所）；Department of Electrical Engineering and Computer Science, University of Siegen（锡根大学电气与计算机工程系）；eleQtron GmbH（eleQtron有限公司）
本文提出通过动态解耦脉冲抑制量子退火中的噪声，提升退火保真度，适用于工业相关优化问题。
2026-01-26 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
Decoupling of the STIRAP and Microwave-Dressing paths in Trapped Rydberg Ion Gates
Center for Quantum Technologies, Department of Physics, Sofia University（索非亚大学量子技术中心物理系）；Georgi Nadjakov Institute of Solid State Physics, Bulgarian Academy of Sciences（保加利亚科学院格奥尔基·纳德贾科夫固体物理研究所）；Department of Physics, Stockholm University（斯德哥尔摩大学物理系）
本文提出一种解耦STIRAP与微波修饰路径的方法，提升Rydberg离子门的保真度，实验参数下达到99.93%，并实现非绝热加速至400ns。
2026-04-15 quant-ph
Spectral investigation of the noise influencing multi-qubit states
表征和理解影响量子态的噪声在光谱学和实现量子器件方面具有巨大的好处。在一组动态去耦（DD）序列与变化的脉冲间延迟下的横向弛豫时间较早被用于获得单量子比特相干的噪声谱密度。在这项工作中，使用一对homestrant自旋和NMR技术，我们实验表征噪声在一定的消相干自由子空间。我们还研究了异质自旋对中相似态的噪声。此外，使用一个10-qubit系统，我们调查各种多qubit相干的噪声配置文件，并研究噪声的缩放相对于相干阶数。最后，利用实验获得的10比特NOON态的噪声谱，我们预测了Uhrig DD序列的性能，并进行了实验验证。
2017-01-04 quant-ph
Robust Trapped-Ion Quantum Logic Gates by Continuous Dynamical Decoupling
我们介绍了一种新的方案，结合声子介导的量子逻辑门在囚禁离子的好处，连续动态去耦。我们从理论上证明了量子比特的强驱动使其免受外部磁场噪声的影响，从而提高了双量子比特量子门的保真度。此外，该方案不需要基态冷却，并且对不期望的ac-斯塔克位移具有固有的鲁棒性。这种潜在的机制可以扩展到各种其他系统，在这些系统中，强驱动保护量子位的量子相干性，而不损害两个量子位的耦合。
2012-04-10 cond-mat.quant-gas quant-ph
Protected ultrastrong coupling regime of the two-photon quantum Rabi model with trapped ions
我们提出了一个稳健的实现的双光子量子拉比模型在囚禁离子设置的基础上的连续动力学解耦计划。以这种方式，可以安全地消除被确定为在离子阱模拟器中实现长时间相干动力学的主要障碍的磁移相噪声。更具体地说，我们研究了双光子量子拉比模型的超强耦合制度，其实现在囚禁离子涉及二阶边带过程。因此，所得到的动态变得非常慢，并且更容易受到磁噪声的影响，需要适当的方案来消除磁噪声。此外，我们讨论了动态解耦方法如何在我们的协议中发挥双重作用，即它们从动态中去除退相干的主要来源，同时积极定义模拟模型的参数制度。
2017-03-30 quant-ph
Quadratic Dynamical Decoupling: Universality Proof and Error Analysis
我们证明了广义QDD_{N1,N2}（二次动态解耦）脉冲序列对一般单量子比特退相干的近似最优抑制的普适性。早期的工作数值表明，这种动态退耦合序列由分别使用N1和N2脉冲的内部Uhrig DD（UDD）和外部UDD序列组成，可以使用O（N^2）不等间隔的“理想”（零宽度）脉冲消除退相干到O（T^N），其中T是总演化时间，N=N1=N2。证明了QDD的普适性。在这里，我们给出了一个普遍的普遍性证明QDD任意N1和N2。在早期的证明中，我们的结果适用于任意有界环境。此外，我们探讨了单轴（极化）误差抑制能力的内部和外部UDD序列。我们分析了单轴QDD的性能以及QDD的整体性能如何依赖于单轴误差。我们确定了各种性能影响的奇偶校验和N1和N2的相对幅度。我们证明了使用QDD_{N1,N2}去相干总是可以消除到O（T^min[N1，N2]）。
2011-06-10 cond-mat.other math-ph math.MP
Experimental Proposal on Scalable Radio-Frequency Magnetometer with Trapped Ions
本文提出一种基于囚禁离子和混合动力学解耦的可扩展射频磁力计，通过缀饰态与周期序列结合，在 $10^4$ 离子系统中实现 13 $\rm{fT}/\sqrt{\rm{Hz}}$ 的灵敏度，并延长相干时间至分钟量级。
2025-10-26 quant-ph
Generation, estimation, and protection of novel quantum states of spin systems
本论文主要研究在核磁共振量子信息处理器上，新的二比特和三比特量子态的产生、估计和保持。利用极大似然估计方法，我们提出了一种状态估计方法，使得重构的密度矩阵不具有负特征值，且误差在有效密度算子空间内。由于与环境的相互作用，系统中会发生不必要的变化，导致退相干。控制退相干是构建量子计算机需要克服的最大挑战之一。我们已经使用了几种实验策略来将量子系统与其环境解耦。这些策略基于我们对系统-环境相互作用的了解程度以及我们想要保持的状态。我们首先考虑的情况下，我们知道的系统状态，但没有知识的相互作用与环境。在这种情况下，我们证明了super-Zeno方案解决退相干的有效性。然后，我们考虑的情况下，只有子空间是已知的系统状态属于。为了解决这种情况，我们使用了嵌套的Uhrig动态解耦方案。接下来，我们考虑的情况下，我们有知识的系统的状态，以及它与环境的相互作用。在这种情况下，由于噪声模型是已知的，因此可以明确地设计解耦策略来消除该噪声。利用这些解耦策略，我们可以在实验上延长两个量子比特的Bell对角态的时不变不和谐的寿命，并且还能够在很大程度上保持三个NMR量子比特的纠缠。
2018-04-30 quant-ph
Process tomography of dynamical decoupling in a dense optically trapped atomic ensemble
原子系综在量子信息科学中有许多潜在的应用。由于集体增强，在高密度下使用系综增加了量子操作的整体效率，但同时也增加了碰撞率并导致更快的退相干。在这里，我们报告的实验与光学捕获的87 Rb原子演示了20倍的相干时间增加时，应用动态去耦序列与超过200 π脉冲。我们进行量子过程层析成像，并表明，使用去耦方案的光学深度为230的密集系综可以用作原子存储器的相干时间超过3秒。
2010-04-07 cond-mat.quant-gas physics.atm-clus quant-ph
Towards generation of cat states in trapped ions set-ups via FAQUAD protocols and dynamical decoupling
许多粒子的强纠缠态（如猫态）的高保真生成是一个特别苛刻的挑战。一种方法是在一定的最终时间内尽可能精确地驱动系统，以避免产生不需要的激励。然而，激发也可以通过耗散效应的存在而产生，例如失相。在这里，我们比较了本地绝热和快速准绝热协议在实现高保真度的目标叠加态与无失相的有效性。特别是，我们认为被困离子设置中，每个自旋相互作用与所有其他的均匀耦合强度或幂律耦合。为了减轻失相的影响，我们补充绝热协议与动态解耦，我们测试其有效性。我们研究的协议可以很容易地实现与国家的最先进的技术。
2019-11-03 cond-mat.quant-gas quant-ph
High-fidelity two-qubit gates via dynamical decoupling of local 1/f noise at optimal point
我们研究了通过局部1/f噪声的动态解耦（DD）来补充单个量子比特的最佳调谐，从而实现高保真通用双量子比特门的可能性。我们认为同时在门操作期间应用的本地脉冲序列，并比较周期性的，卡尔-珀塞尔和Uhrig DD与硬$π$ -脉冲沿两个方向（$π_{z/y}$脉冲）的效率。我们提出了分析微扰结果（马格努斯展开）在准静态噪声近似结合现实的1/f噪声谱的数值模拟。门效率作为门持续时间，脉冲的数量$n$，和高频滚降的函数进行了研究。我们发现，门误差是非单调的$n$，减少$n^{-α}$的渐近极限，$α\geq 2$依赖于DD序列。在这个极限下，$π_z$ -Urhig是准静态1/f噪声最有效的方案，但它对软UV截止非常敏感。对于少量脉冲，$π_z$控制产生反Zeno行为，而$π_y$脉冲使有限$n$的误差最小化。对于超导量子比特中的电流噪声系数，可以实现满足容错量子计算要求的两量子比特门误差$\sim 10^{-6}$。Carr-Purcell-Meiboom-Gill序列是最有效的程序，对于UV截止高达千兆赫兹的$1/f$噪声稳定。
2016-05-20 cond-mat.supr-con quant-ph
Robust and fast microwave-driven quantum logic for trapped-ion qubits
本研究在低温表面阱中利用近场微波实现了捕获离子量子比特的快速Mølmer-Sørensen门，并引入Walsh调制动力学去耦方案以抑制误差，性能接近激光驱动门。
2024-07-19 quant-ph
Robust Noise Suppression and Quantum Sensing by Continuous Phased Dynamical Decoupling
提出连续相位动态去耦（CPDD）方法，通过离散相位变化的连续场实现鲁棒噪声抑制与高精度量子传感，并成功应用于纳米核磁共振，实现微赫兹频率估计精度。
2025-03-27 quant-ph
Scalable solid-state quantum computation in decoherence-free subspaces with trapped ions
我们提出了一个无退相干子空间（DFS）方案来实现囚禁离子的可扩展量子计算。利用自旋相关的库仑相互作用，非常规的几何量子门的通用集合被实现在编码子空间中，这些子空间通过集体退相而免受退相干。该方案的离子阵列系统的可扩展性证明，无论是通过绝热的方式打开和关闭的相互作用，或通过一个快速的门计划与全面的DFS编码和噪声去耦技术。
2006-03-24 quant-ph
Preserving multi-level quantum coherence by dynamical decoupling
多能级系统（qudits）的量子信息处理提供了比两能级系统更多的特征和应用。然而，量子点更容易失相，量子点的动力学解耦从未被实验证明。在这里，作为一个证明的原理演示，我们实验应用动态去耦，以保护叠加与三个层次的捕获$^9\rm{Be}^+$离子从环境噪声磁场，延长相干高达约一个数量级。我们的演示，直接可扩展到更多的水平，可能会开辟一条通往长相干量子存储器，计量学和量子信息处理的道路。
2022-03-02 quant-ph
Optimal dynamical decoupling in the presence of colored control noise
耦合到噪声环境的量子系统的最佳动态解耦还必须考虑控制脉冲的缺陷。我们提出了一种新的形式主义，它描述了，在一个封闭的形式表达，系统的演变，包括环境和控制噪声的频谱函数。我们表明，通过测量这些谱函数，我们的表达式可以用来优化去耦脉冲序列。我们证明了这种方法与光学捕获超冷铷原子的合奏，并使用量子过程层析成像来识别环境的影响和控制噪声。我们的方法是适用的和重要的任何现实实现的量子信息处理。
2013-03-08 quant-ph
A robust scheme for the implementation of the quantum Rabi model in trapped ions
我们表明，被称为级联连续动力学解耦（CCD）的技术可以应用到一个强大的实现量子拉比模型在各种参数制度的陷阱离子设置。这些包括狄拉克方程出现的情况，以及量子相变发生的极限。我们讨论了CCD方案在理想量子Rabi模型下演化的不同初始态之间的保真度及其相应的捕获离子实现方面的适用性，并证明了我们的方法抑制噪声的有效性。
2017-01-25 quant-ph
Optimal pulse spacing for dynamical decoupling in the presence of a purely-dephasing spin-bath
保持量子相干性是量子计算的关键要求，因此保护量子系统免受环境噪声的不可逆破坏是一个重要的开放问题。动态解耦（DD）是一种以较低的控制开销来减小退相干的有效方法。它在量子精密测量中也起着重要的作用，例如它被用于多参数估计。虽然等距控制脉冲序列（CPMG）已普遍用于去耦，但Uhrig最近提出，非等距脉冲序列（UDD）可以增强DD性能，特别是对于环境的频谱密度具有尖锐频率截止的系统。另一方面，对于软截止，等距序列优于UDD。UDD为中间制度提供的相对优势尚不清楚。在本文中，我们分析了相对DD性能在这个制度的实验，使用固态核磁共振。我们的系统量子比特是13 C核自旋，环境由1H核自旋浴组成，其光谱密度接近正态（高斯）分布。我们发现，在这样的浴的存在下，CPMG序列优于UDD序列。光学中的动态解耦和干涉效应之间的类比提供了一个直观的解释，为什么CPMG序列在存在这种环境噪声的情况下优于任何非等距DD序列。
2011-02-23 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph quant-ph
Continuous dynamical decoupling of optical $^{171}$Yb$^{+}$ qudits with radiofrequency fields
针对多能级量子载体（qudit）相干时间短的问题，提出并实验验证两种利用射频场对囚禁光学$^{171}$Yb$^{+}$离子编码的磁敏态qudit进行连续动力学解耦的方法，无磁屏蔽下将相干时间提升一个数量级（超9ms），推动囚禁离子qudit算法实现。
2023-05-10 quant-ph
