High-fidelity state detection and tomography of a single ion Zeeman qubit
我们展示了高保真塞曼量子比特状态检测在一个单一的捕获88 Sr+离子。量子位读出是通过搁置量子位状态之一，以亚稳态的水平，使用窄线宽二极管激光器在674 nm，然后状态选择性荧光检测。量子比特状态的读出达到的平均保真度为0.9989（1）。然后，我们测量状态层析成像的保真度，在所有可能的单量子比特状态上平均，为0.9979（2）。我们还充分利用量子过程层析成像的检测过程的特点。这种读出保真度与容错计算所需的检测误差阈值的最新估计是兼容的，而高保真状态层析成像为高精度量子过程层析成像开辟了道路。
2011-03-27 quant-ph
Three-qubit W state tomography via full and marginal state reconstructions on ibm_osaka
Bangalore University（班加罗尔大学）；Kuvempu University（库文普大学）；Tunga Mahavidyalaya（通加学院）；University of Gdańsk（格但斯克大学）
通过全状态和边缘状态重建在ibm_osaka上实现三量子比特W态的高效成像，展示子系统方法在提高保真度方面的优势。
2025-08-23 quant-ph
Accuracy features for quantum process tomography using superconductor phase qubits
提出了一种基于超导相位量子比特的量子过程精确统计控制方法。使用通用的量子层析成像方法，我们提供了一个2-qubit门SQiSW，这是由于量子位之间的电容耦合的层析成像的准确性的详细分析。所开发的方法可以成功地应用于超导量子信息技术的质量和效率问题。
2011-06-15 quant-ph
Quantum process tomography of a single solid state qubit
我们提出了一个例子的量子过程层析成像上进行的一个单一的固态量子比特。所使用的量子位是金刚石中氮空位缺陷中三重态的两个能级。量子过程层析成像被应用于一个量子比特，它已经被允许在三个不同的时间段内退相干。在每种情况下，该过程都是根据$χ$矩阵表示和仿射映射表示来发现的。实验估计的过程和最接近的物理上有效的过程之间的差异。
2005-03-16 quant-ph
State tomography for two qubits using reduced densities
研究了两个量子比特的复合系统的最优状态确定（或断层扫描），当测量可以在其中一个量子比特上进行，并且可以实现两个量子比特的相互作用时。目标是最小化要使用的交互数量。本文中应用的代数方法导致相互无偏测量的概念的扩展。
2006-05-04 quant-ph
Procrustes Tomography -- reconstructing noisy quantum channels made easy
University of Maryland, Baltimore County（马里兰大学巴尔的摩分校）；Quantum Science Institute, University of Maryland, Baltimore County（马里兰大学巴尔的摩分校量子科学研究所）；National Quantum Laboratory（国家量子实验室）
研究针对量子设备表征中昂贵的量子过程层析成像问题，提出普罗克汝斯忒斯层析成像方法，该方法在多方面优于现有方法，并通过有噪声量子信道典型示例展示了其效用。
2026-07-10 quant-ph
Choice of Measurement Sets in Qubit Tomography
状态估计的最优广义测量是很好理解的。然而，实际的量子态层析成像通常使用固定的投影测量集合来执行，并且如何选择这些测量的问题在文献中基本上未被探索。在这项工作中，我们开发的纯量子位层析成像的平均保真度的理论渐近界使用的测量集，其轴对应于柏拉图固体的顶点。我们还提出了完整的模拟极大似然层析的混合量子比特态使用柏拉图固体测量。我们表明，过完备的测量集可以用来提高层析重建的精度。
2007-06-26 quant-ph
Accuracy of minimal and optimal qubit tomography for finite-length experiments
实际的量子态层析成像通常通过对给定状态的许多副本进行重复测量来执行。重建的准确性很大程度上取决于系统的维数和用于测量的副本的数量。我们调查的准确性的一个最小的和最佳的断层扫描计划的一个和两个量子比特状态编码的光子的偏振的实验实施。一个合适的统计模型，可达到的精度。
2008-07-07 quant-ph
Tomography in the presence of stray inter-qubit coupling
断层扫描是量子计算不可或缺的一部分，因为它可以通过状态重建来诊断量子过程。现有的层析成像协议是基于确定各种泡利算子的期望值，这些泡利算子通常需要单量子比特旋转。然而，在现实的系统中，量子比特经常会产生某种形式的不可避免的杂散耦合，使得很难独立于其伙伴来操纵一个量子比特。因此，应用于这些系统的标准协议导致真实量子态的不忠实再现。我们已经开发了一种称为耦合补偿层析成像的协议，该协议可以完全在软件中校正由于寄生耦合引起的误差，并准确地确定量子态。我们证明了我们的计划的性能上的两个transmon量子位始终开启$\textit{ZZ}$耦合的系统。我们的技术是一种通用的层析成像工具，可以应用于具有不同类型的杂散量子位间耦合的大型系统，并且便于使用任意层析成像脉冲甚至非正交旋转轴。
2021-03-25 quant-ph
On Single Qubit Quantum State Tomography
在本文中，我们推导出解析表达式的T-矩阵的参数的起始（初始）值，这是经常采用的理论密度矩阵的极大似然估计（MLE）过程的建设，这个优化过程是用来适应有关单量子比特状态层析成像的实验数据。适当的起始值对于在拟合过程中实现全局最小值至关重要。我们还指出了一种分析方法，使实验确定的密度矩阵物理不诉诸MLE过程，如果在量子态层析成像的最优性可以忽略，因为最终目标是在量子过程层析成像的最优性。
2014-07-24 quant-ph
On single qubit quantum process tomography for trace-preserving and nontrace-preserving maps
我们回顾了单量子比特量子过程层析成像的保迹和非保迹过程，并推导出显式形式的一般约束拟合实验数据。这些形式提供了额外的洞察过程矩阵的结构，以及揭示了一个更紧密的约束上的痕迹的nontrace-preserving过程比以前所说的。我们还描述了，完整性，如何将测量不完美的输入状态。
2015-02-03 quant-ph
Robust, self-consistent, closed-form tomography of quantum logic gates on a trapped ion qubit
我们介绍并实验证明：（1）一个称为“门集层析成像”（GST）的框架，用于自洽地表征黑盒量子器件上的整个量子逻辑门集;（2）一个显式的线性反转门集层析成像（LGST）的封闭形式协议，其可靠性与诸如局部极大似然值等病理无关;以及（3）一种简单的协议，用于在不参考目标门的情况下，基于其预测一组测试实验的良好程度，客观地对断层摄影估计的准确性进行评分。我们使用门集层析术来表征单个捕获离子量子比特上的一组Clifford生成门，并比较（i）标准过程层析术;（ii）线性门集层析术;和（iii）极大似然门集层析术的性能。
2013-10-16 quant-ph
Minimal qubit tomography
我们提出，并彻底分析，一个高度对称和有效的计划，用于确定一个单量子比特状态，如由单光子源发射的光子的偏振特性。在我们的方案中，只有四个测量的概率，刚好足够确定指定量子比特状态的三个参数，而标准程序将测量六个概率。
2004-11-23 quant-ph
On the general constraints in single qubit quantum process tomography
我们简要回顾了单量子比特量子过程层析成像的保迹和非保迹过程，并推导出显式形式的一般约束拟合实验数据。这些新的表格提供了对过程矩阵结构的进一步了解。我们用几个例子说明了它们的实用性，包括量子比特泄漏误差模型的讨论和从它们的过程矩阵中可以得到的直觉。
2016-04-26 quant-ph
Experimental Investigation of Nonideal Two-qubit Quantum-state Filter by Quantum Process Tomography
我们利用量子过程层析术来研究和识别非理想两量子比特量子态滤波器在不同程度的退相干下的功能。我们提出了一个简单的退相干模型，解释了实验结果，并指出，一个分束器后选择过程是不是，通常认为，一个单态过滤器。在理想情况下，它是一个三态滤波器。
2005-01-05 quant-ph
Optimal Pure-State Qubit Tomography via Sequential Weak Measurements
自旋相干态正算符值测度（POVM）是量子科学中的一个基本测量，其应用包括层析成像、计量学、隐形传态、基准测试和Husimi相空间概率的测量。我们证明了这种POVM是通过集体测量弱各向同性量子比特系综的自旋投影来实现的。我们将其应用于纯量子位的最佳断层扫描的背景下。我们数值表明，通过一系列弱测量的随机方向的集体自旋分量，离散采样或在一个连续的测量与随机控制，可以接近最佳的界限。
2018-09-21 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
Experimental quantum state tomography of a solid state qubit
利用全量子态层析技术对掺杂在Y2 SiO 5晶体中的Pr 3+离子的两个超精细能级实现的基于系综的量子比特的状态进行了表征。我们通过实验验证了使用Roos-Moelmer暗态方案可以抑制由于系综不均匀性引起的单量子比特旋转误差。实现了> 90%以上的保真度，可能受到激发态退相干的限制。尽管在Roos-Moelmer方案中没有明确考虑，但由于超精细跃迁的不均匀加宽而导致的退相干似乎也在很大程度上受到抑制。
2007-08-06 quant-ph
Bootstrapping quantum process tomography via a perturbative ansatz
随着对候选量子处理器的鲁棒验证和确认的需求的增长，量子过程层析成像变得越来越重要。在这里，我们提出了一种有效的量子过程层析成像的方法，使用一个未知的量子过程的物理动机的ananterior。我们的自举引导到一个有效的描述一个未知的过程中的多量子位处理器从成对的两个量子位的断层扫描数据。此外，我们的方法可以继承不敏感的系统准备和测量误差从两个量子位层析成像计划。我们基准我们的方法使用噪声三量子比特门的数值模拟，并表明它产生高度准确的量子过程的表征。此外，我们通过实验证明了我们的方法，从两个量子位断层扫描数据构建三个量子位门重建。
2019-05-24 quant-ph
Data processing for qubit state tomography: An information geometric approach
从信息几何的角度研究了一种统计上可行的常规量子比特态层析成像数据后处理方法。证明了表征量子比特态的Stokes参数$(ξ_1, ξ_2,ξ_3)$的空间$(-1,1)^3$应视为具有度量$g_{ij}:=δ_{ij}/(1-(ξ_i)^2)$的黎曼流形，基于极大似然法的数据处理是通过经验分布相对于度量$g_{ij}$在Bloch球上的正交投影来实现的.本文还提出了一种计算极大似然估计的有效算法。
2016-08-29 quant-ph
Generation and tomography of arbitrary qubit states in a transient collective atomic excitation
我们演示了在热原子蒸气中由瞬态集体自旋激发产生的Fock基量子比特$(a|0\rangle + b|1\rangle)$。集体自旋激发是由拉曼散射光子在一个四波混频过程播种的弱相干光激发预示。种子场的振幅和相位允许对量子位系数进行任意控制。光学读出的合奏的状态，然后使用平衡零差层析成像的特点。这项工作代表了集体原子自旋态量子工程的一步。
2014-03-14 quant-ph
Quantum process tomography and Linblad estimation of a solid state qubit
我们提出了一个例子的量子过程层析成像（QPT）上进行的一个单一的固态量子比特。所使用的量子位是金刚石中氮空位缺陷中三重态的两个能级。量子过程层析成像被应用于一个量子比特，它已经被允许在三个不同的时间段内退相干。在每一种情况下，该过程都可以用chi矩阵表示和仿射映射表示来表示。实验估计的过程和最接近的物理上有效的过程之间的差异。利用Boulant等人[N. Boulant，T.F.哈维尔，硕士普拉维亚和DG Cory，Phys.Rev.A67，042322（2003）]。
2006-01-25 quant-ph
Ancilla Assisted Quantum State Tomography in Many-Qubit Registers
量子态层析成像（QST）的标准方法依赖于一组非对易观测量的测量，这些测量是在一系列独立的实验中实现的。Nieuwenhuizen及其同事提出的辅助QST（AAQST）（Phys.Rev.Lett.，92，120402（2004））通过利用已知初始状态下的辅助寄存器来大大减少独立测量的数量。在适当的条件下，AAQST允许在单个实验中映射出输入寄存器的密度矩阵。在这里，我们描述了在多量子位寄存器中显式构造AAQST实验的方法。我们还报告了对AAQST的核磁共振研究：（i）在各向同性液态系统中使用单量子位辅助寄存器的双量子位输入寄存器和（ii）在部分取向系统中使用双量子位辅助寄存器的三量子位输入寄存器。实验结果证实了AAQST在多比特寄存器中的有效性。
2013-04-22 quant-ph
Vector Field Visualization of Single-Qubit State Tomography
随着商用量子计算机的种类不断增加，对能够表征、验证和验证这些计算机的工具的需求也在不断增加。这项工作探讨了使用量子态层析成像来表征单个量子比特的性能，并开发了一个矢量场可视化来呈现结果。所提出的协议在模拟和IBM开发的量子计算硬件上进行了演示。结果识别了该硬件的标准模型中没有反映的量子比特性能特征，这表明有机会提高这些模型的准确性。所提出的量子比特评估协议作为免费的开源软件提供，以简化在其他量子计算设备上复制该过程的任务。
2022-05-05 quant-ph
Process tomography of Robust Dynamical Decoupling in Superconducting Qubits
动态解耦是一种保护量子比特免受噪声影响的技术。在存在噪声的情况下保持量子相干性的能力对于量子器件的发展是必不可少的。在这里，Rigetti量子计算平台被用来测试不同的动态解耦序列。序列的性能通过量子过程层析成像表征，并使用量子信道形式主义进行分析。结果表明，动态退耦可以减少量子比特的退相，但不能防止自发发射。此外，从过程层析成像的结果，也可以得出结论，动态解耦的作用不能被理解为量子比特相干时间的简单修改。这里还示出了Rigetti量子比特上的动态解耦的性能受到脉冲不完美性的限制。然而，可以使用鲁棒动态解耦来改善性能，即对实验缺陷具有鲁棒性的序列。这里测试的序列优于以前在同一平台上测试的动态解耦序列。
2022-02-04 quant-ph
Spin tomography and star-product kernel for qubits and qutrits
利用不可约张量算子技术，我们建立了不同形式的自旋断层图像之间的关系。量化器和反量化器运营商提出了简单的明确的形式，并指定为低自旋状态。星积的内核的量子比特和qutrits和它的连接与一个通用的公式被发现。
2009-04-07 quant-ph
A controlled-NOT gate in a chain of qubits embedded in a spin field-effect transistor and its process tomography
我们已经研究了受控非（CNOT）门的可实现性，并通过量子过程层析成像对量子比特链进行了门操作，该量子比特链由嵌入自旋场效应晶体管中的自组装量子点中的电子实现。我们已经证明，CNOT门操作和它的过程层析成像是可执行的，通过使用自旋交换相互作用和几个本地量子比特旋转的相干时间内的量子比特。此外，它表明，当操作时间的波动和沟道电子的极化的不完整性被认为是保真度衰减的来源时，CNOT的过程保真度下降最多为5%的操作时间的波动，其值为0.49和0.72的值分别获得的极化的沟道自旋0.6和0.8。
2013-04-11 quant-ph
Single plane minimal tomography of double slit qubits
通过执行一系列测量（称为量子层析成像）来确定相同制备的量子系统的系综的密度矩阵，当结果的数量最小时，该密度矩阵是最小的。最精确的量子比特最小量子层析成像，有时称为四面体测量，对应于四个状态的投影，这些状态可以在布洛赫球上表示为正四面体的顶点。我们研究是否有可能实现四面体测量的双缝量子比特的光，使用测量在一个平面上进行。假设高斯狭缝和自由传播，我们证明了一个明智的选择的检测平面和双缝的几何形状允许实施四面体测量。最后，我们考虑可能的值集，可用于实际实验。
2017-03-13 quant-ph
Homodyne tomography characterization and nonlocality of a dual-mode optical qubit
利用量子零差层析技术，研究了单光子在两个光学模上的离域特性。重建的四维密度矩阵在整个希尔伯特空间上延伸，从而首次揭示了作为电磁场状态的双轨光量子比特的完整信息。实验数据违反了贝尔不等式，尽管有一个类似于光子计数实验中的检测漏洞的漏洞。
2004-03-16 quant-ph
Characterization and tomography of a hidden qubit
在基于电路的量子计算中，可用的门集合通常由作用于每个单独量子位的单量子位门和量子位对之间的至少一个纠缠门组成。然而，在某些物理架构中，一些量子位可能是“隐藏的”，并且缺乏通过专用控制和读出线的直接寻址能力，例如因为有限的片上路由能力，或者因为控制线的数量成为多量子位系统的限制因素。在这种情况下，没有单量子位操作可以应用于隐藏的量子位，并且它们的状态不能直接测量。相反，它们可以仅通过连接的“控制”量子位和一组合适的双量子位门的单量子位操作来控制和读出。我们首先讨论这种有限的控制能力对特定量子位耦合网络的量子体积的影响。然后，我们在实验上展示了超导双量子位器件的完全控制和测量能力，该器件具有本地单量子位控制和iSWAP以及由可调谐耦合器实现的受控相位双量子位相互作用。我们进一步介绍了一个迭代的调整过程，需要完全表征用于量子过程层析成像的门集，并评估由此产生的门的性能。
2020-11-17 quant-ph
Deterministic entanglement and tomography of ion spin qubits
我们已经实现了一个通用的量子逻辑门之间的量子比特存储在自旋态的一对捕获的钙离子40。初始产物态被确定性地驱动到最大纠缠态，保真度为83%。我们提出了一种通用的量子态层析成像方法，该方法对实验噪声和漂移具有良好的鲁棒性，并将其用于测量离子的自旋态。我们发现形成纠缠度为0.54。
2006-03-31 quant-ph
Wigner tomography of two qubit states and quantum cryptography
在量子密钥分发（QKD）方案中，对Alice和Bob共享的两个量子比特密度矩阵进行层析成像是保证新密钥建立过程中可接受的保密性裕度的重要因素。我们展示了如何从这个角度来看，新加坡协议的密钥分配是最佳的，因为它是基于所谓的SIC POVM量子位层析成像，允许最准确的全层析重建的基础上的一组有限的实验数据的一个未知的密度矩阵。我们说明与实验数据的帮助下，SIC POVM层析成像和离散维格纳表示之间存在的深层连接。我们还强调了贝尔状态在这种方法中发挥的特殊作用，并提出了一个新的协议，量子密钥分发，在此期间，第三方能够承认或拒绝一个POSTERIORI的授权用户建立一个新的加密密钥的能力。
2008-05-31 quant-ph
Tomography of one and two qubit states and factorisation of the Wigner distribution in prime power dimensions
我们研究不同的技术，使我们能够获得完整的知识，一个未知的量子态，例如，执行完整的断层扫描这种状态。我们专注于两个明显简单的情况下，一个和两个量子比特系统的全断层扫描。我们分析和比较这些技术根据两个数字的优点。我们的第一个标准是在层析过程中获得的数据的冗余最小化。在双量子比特层析成像的情况下，我们还从可因式分解的角度分析了这个过程，也就是说，我们分析了通过局部操作和局部观察者之间的经典通信来实现层析成像过程的可能性。这自然地使我们研究将复合系统的（离散）维格纳分布分解为局部维格纳分布的乘积的可能性。离散海森堡-外尔群是我们方法的一个重要组成部分。在最后一节和结论中讨论了我们的结果可能扩展到更高的维度。
2006-04-17 quant-ph
Loop State-preparation-and-measurement tomography of a two-qubit system
我们的实验表明，环路状态准备和测量（SPAM）断层扫描是能够检测相关的错误在两个量子比特系统。我们准备的光子对的状态近似于维尔纳状态，可能是纠缠的，也可能不是。通过使用多个不同的检测器设置执行测量，我们能够检测在不同位置执行的两个单量子比特测量之间的相关误差。没有假设有关的状态准备或测量，除了的国家和描述检测器的正算子值的措施的尺寸是已知的。唯一需要的其他信息是实验测量的期望值，分析其自洽性。这表明，环路SPAM层析成像是一种有用的技术，用于检测会降低多量子位量子信息处理器性能的错误。
2018-07-10 quant-ph
Parallel tomography of quantum non-demolition measurements in multi-qubit devices
本文提出QND测量并行层析协议，在7量子比特IBM-Q器件上重建测量Choi矩阵并评估保真度、QND性、破坏性与串扰，以表征单/双量子比特及广义测量。
2023-06-07 quant-ph
Direct tomography of quantum states and processes via weak measurements of Pauli spin operators on an NMR quantum processor
本研究提出基于弱测量的高效直接量子态与过程层析成像方案，构建通用量子电路利用标量J耦合调控相互作用，在NMR量子处理器上实验实现，可精准表征多类量子态与过程。
2023-03-13 quant-ph
Fast Bayesian tomography of a two-qubit gate set in silicon
对量子态和逻辑门进行基准测试和表征在量子计算设备的开发中是必不可少的。我们介绍了一种贝叶斯方法的自洽过程层析成像，称为快速贝叶斯层析成像（FBT），并通过实验证明了其性能在表征硅基自旋量子位器件上的双量子位门集。FBT建立在自适应自洽线性化的基础上，该线性化对模型近似误差具有鲁棒性。我们的方法提供了一些优势，比其他自洽层析成像方法。最值得注意的是，FBT可以利用来自随机基准测试（或其他表征测量）的先验信息，并且可以实时执行，在获取数据的同时提供全过程矩阵的持续更新估计。
2021-07-30 quant-ph
Adaptive tomography of qubits: Purity versus statistical fluctuations
量子信息处理应用的成功依赖于对量子态，特别是近纯态的准确和有效表征。在这项工作中，我们研究了自适应量子比特状态层析成像的过程，实现了$O(1/N)$缩放的精度为大$N$。我们分析的性能的自适应协议上的表征纯，混合和接近纯的状态，并澄清的状态的纯度和测量结果的统计波动之间的相互作用。我们的结果突出了近纯态和纯态或高度混合态的表征之间的细微差异。
2018-05-13 quant-ph
Neural network based time-resolved state tomography of superconducting qubits
本文提出一种时间分辨的调制神经网络，实现对超导量子比特的单个全态层析，在低信噪比下将读出误差降低一个数量级，并显著减少拉比振荡测量方差，助力下一代量子处理器。
2024-03-15 quant-ph
Optimal quantum tomography of permutationally invariant qubits
相互无偏基确定最优测量集以提取关于系统的量子态的完整信息。然而，关于状态的先验信息经常存在，使得一些测量基础是多余的。例如，这是多量子比特状态属于置换不变子空间的情况。在本文中，我们推导出的最小集的相互无偏的基础需要断层重建这样的国家。
2013-01-10 quant-ph
Quantum Process Tomography of a Universal Entangling Gate Implemented with Josephson Phase Qubits
量子逻辑门必须在其标准输入基态上操作时以及在这些状态的复杂叠加上操作时正确地执行。使用超导量子比特的实验已经验证了用于例如受控非门[1，2]的特定实现的真值表，但是还没有完全表征用于输入状态的任意叠加的门操作。在这里，我们演示了使用量子过程层析成像（QPT）[3，4]来充分表征两个超导量子比特之间的通用纠缠门的性能。过程层析成像允许完整的门分析，但需要精确准备任意输入状态，控制随后的量子位相互作用，并同时单次测量输出状态。我们使用QPT来测量纠缠门的保真度，并量化影响门性能的退相干机制。除了展示有前途的保真度，我们的纠缠门具有300的开/关比，可调耦合水平将成为未来高保真设备的要求。这是双量子位系统中QPT的第一个固态演示，因为固态过程层析成像以前只使用单量子位进行了演示[5，6]。
2009-10-06 quant-ph
Recursively Adaptive Quantum State Tomography: Theory and Two-qubit Experiment
自适应技术在提高量子参数估计精度方面具有重要的应用潜力。提出了一种适用于有限维量子系统的递归自适应量子态层析（RAQST）协议，并在两量子比特系统上实现了该协议.在该RAQST协议中，执行自适应测量策略和递归线性回归估计算法。数值结果表明，我们的RAQST协议可以优于层析成像协议使用相互无偏基地（MUB）和两阶段MUB自适应策略，即使最简单的产品测量。当非定域测量可用时，我们的RAQST可以击败Gill-Massar绑定为广泛的量子态与适度数量的副本。我们只使用最简单的产品测量来实现两个量子比特的层析成像实验。在实验中，我们采用误差补偿技术来解决由于波片的失调和不完整性而引起的系统误差，使系统误差减小了约100倍。实验结果表明，RAQST的改进非自适应层析显着的状态具有高纯度。我们的结果还表明，这种递归自适应层析成像方法是特别有效的最大纠缠态，这是量子信息的重要资源的重建。
2015-12-05 quant-ph
Quantum state tomography of undetected photons
本文提出一种量子态层析技术，通过辅助量子比特和路径同一性，在不直接探测目标量子比特的情况下重建其状态，并在光子偏振态上实验验证，原理可推广至其他量子实体。
2023-07-22 quant-ph
Tomography of a displacement photon counter for discrimination of single-rail optical qubits
研究了光相干通信中的一种有效工具--Kennedy接收机对光子量子比特单轨编码中$\hatσ_x$本征态对应的真空态和单光子态的量子态鉴别性能.我们的实验特征肯尼迪接收器在真空单光子二维空间使用量子探测器层析成像和评估可实现的歧视误差概率从重建的测量算子。此外，我们推导出高斯变换和零差检测可获得的最小错误率。我们的原理证明实验表明，肯尼迪接收机可以实现超过零差检测的鉴别误差。
2018-04-18 quant-ph
Fourier-style Quantum State Tomography and Purity Measurement of a Multi-qubit System from Bloch Rotations
量子态层析成像和其他对量子态整体性质的测量是通过量子模拟器理解许多身体物理学的不可或缺的工具。不幸的是，估计这些全局量所需的系统实验测量的数量与系统大小呈指数关系。在这里，我们考虑使用随机轴测量的量子态层析成像和状态纯度估计。我们对任何给定算法的这种方法的统计偏差进行了一般分析。然后，我们提出了一个简单的协议，它只依赖于单脉冲X/Y旋转。我们发现，它减少了指数增长的基础，计算统计方差的规模为$\sum_{a,b}\left\lvertΔρ_{ab}\right\rvert^{2}\sim 5^{N}/N_{\rm tot}$的完整的断层扫描，和$\left(Δμ\right)^{2}\sim 7^{N}/N_{\rm tot}^{2}$的纯度估计，$N$量子比特和$N_{\rm tot}$测量进行。
2021-01-14 quant-ph
Quantum System Identification by Bayesian Analysis of Noisy Data: Beyond Hamiltonian Tomography
我们考虑如何使用贝叶斯分析从一组受限的初始状态和测量来表征量子系统的动力学。以前的工作表明，哈密顿系统可以很好地估计从噪声数据的分析。在这里，我们将展示如何推广这种方法的系统中的本征基的哈密顿适度退相。我们说明了一系列的三能级量子系统的过程。结果表明，贝叶斯估计的频率和失相率一般是高度准确的，主要的误差来源是在重建的哈密顿基础的错误。
2009-11-06 quant-ph
Quantum state tomography with time-continuous measurements: reconstruction with resource limitations
我们提出并分析了量子态估计（层析成像），使用连续的量子测量与资源限制，允许许多量子比特的全局状态仅从测量几个构造。我们给出了一个证明的原则调查表明成功的层析重建的任意初始量子态的三种不同的情况：单量子比特，远程量子比特，和两个相互作用的量子比特。层析重建只利用一个连续的弱探针的一个单一的量子比特可观察的，一个固定的耦合哈密顿量，连同单量子比特控制。在单量子比特的情况下，一个可观测的连续测量和拉比振荡的组合足以找到所有三个未知的量子比特状态分量。对于两个相互作用的量子位，其中仅测量第一量子位的一个可观测量，可以实现控制哈密顿算子以经由量子位-量子位相互作用和局部应用于每个量子位的拉比振荡控制将所有量子信息转移到测量的可观测量。通过分析弱测量极限下的酉动力学和Fisher信息矩阵的估计，讨论了不同的控制集，并对层析结果进行了数值模拟。结果，我们得到了重建的状态的结晶度超过0.98与几千个测量运行。
2018-05-30 quant-ph
Experimental proposal for symmetric minimal two-qubit state tomography
我们提出了一个实验，实现了一个对称的信息完全（SIC）概率算子测量（POM）在四维希尔伯特空间的量子比特对。量子比特对由单个光子携带作为偏振量子比特和路径量子比特。SIC POM的实现是用线性光学的方法完成的。该实验方案利用了一种新的方法，SIC POM，使用两个步骤的过程：一个测量与满秩的结果，其次是根据第一次测量的结果选择的基础上的投影测量。第一次测量的基础和第二次测量的四个基础是成对无偏的-暗示SIC POM和相互无偏的基础之间可能存在深刻的联系。
2012-03-08 quant-ph
Multi-qubit State Tomography with Few Pauli Measurements
针对量子态层析中测量次数随量子比特数指数增长的问题，本文提出一种仅需少量泡利测量即可实现精确重建的层析方案，并通过多量子比特态及含噪声超导系统模拟验证了其高效性、准确性与鲁棒性。
2023-05-31 quant-ph
Quantum tomography of noisy ion-based qudits
量子层析成像使得获得关于量子计算机的某些逻辑元件的全面信息成为可能。在这方面，它是调试量子计算机的一个很有前途的工具。然而，层析成像的实际应用仍然受到系统测量误差的限制。它们的主要来源是量子态制备和测量过程中的误差。在这项工作中，我们调查的可能性，抑制这些错误的情况下，离子基量子点。首先，我们将证明可以构建一个量子测量协议，该协议在每个测量电路中只包含一个量子操作。这样的协议比在相互无偏的基础上的测量对错误更鲁棒，其中操作的数量与qudit维度的平方成比例地增加。在此之后，我们将展示确定和占状态初始化和读出错误的可能性。总之，所描述的措施可以显着提高真实离子基量子点的量子断层扫描的准确性。
2020-11-09 quant-ph
High fidelity two-qubit quantum state tomography of Electron-14N hybrid spin register in diamond
本文提出了一种基于Rabi实验的量子态层析新方法RAQST和RPQST，无需幺正操作即可高保真度表征金刚石中NV中心14N核自旋的双量子比特纯态。
2024-06-04 quant-ph
High-precision tomography of ion qubits based on registration of fluorescent photons
本文针对离子量子比特逻辑态可区分性受限问题，提出基于荧光光子计数的模糊测量模型及统计充分的重构算法，相比阈值算法能利用更完整实验信息并实现更高精度的量子态层析。
2023-07-06 quant-ph
Tomography via Correlation of Noisy Measurement Records
我们提出的方法和结果的拍摄由拍摄相关的噪声测量提取纠缠态和过程层析成像在超导量子位架构。我们表明，平均连续值，而不是计数离散阈值，是一个有效的层析成像策略，实际上是更好的选择，在低信噪比制度。我们表明，努力测量$N$身体的相关性，从个人测量尺度指数与$N$，但有足够的信号噪声的方法仍然是可行的几个机构的相关性。我们提供了一个新的协议，以最佳地考虑脉冲测量的瞬态行为。尽管单次测量保真度不太完美，但我们展示了适当的处理来提取和验证纠缠态和过程。
2013-12-20 quant-ph
Achieving quantum precision limit in adaptive qubit state tomography
量子态层析成像的精度极限问题不仅在实际应用中具有重要意义，而且在基础研究中也具有重要意义。然而，很少有人知道这个问题在多参数设置，即使在理论上由于不兼容的观测之间的微妙的信息权衡。在量子比特的情况下，理论上的精度极限是由Hayashi以及Gill和Massar确定的，但在实验中达到精度极限仍然是一项具有挑战性的任务。在这里，我们报告的第一个实验，实现了这种精度限制的自适应量子态层析光学偏振量子比特。在我们的实验中采用的两步自适应策略是非常容易在实践中实现。然而，它在优化大多数具有实际意义的品质因数方面却令人惊讶地强大。我们的研究可能对多参数量子估计问题，如量子精密测量有重要意义。同时，从信息论的角度对互补原理和不确定性关系的理解也有一定的促进作用。
2016-02-28 quant-ph
