Improving quantum gate fidelities by using a qubit to measure microwave pulse distortions
提出了一种新的方法来确定超导量子比特中的脉冲缺陷，并提高单门保真度。通过施加连续的正和负$π$脉冲，我们放大了由于微波脉冲失真引起的量子比特演化，这导致量子比特状态围绕垂直于预期旋转轴的轴旋转。测量这些旋转作为脉冲周期的函数，使我们能够重建到达样品的微波脉冲的形状。使用提取的响应对输入信号进行预失真，我们能够改善脉冲形状，并达到高于99.8%的平均单量子位门保真度。
2012-11-09 quant-ph
Composite pulses in NMR as non-adiabatic geometric quantum gates
我们证明了在核磁共振实验中广泛使用的一些复合脉冲可以看作是具有Aharanov-Anandan相的非绝热几何量子门。因此，我们揭示了一个基本的量子力学的复合脉冲的传统技术背后的问题的存在。为了研究这种复合脉冲对波动的鲁棒性，我们提出了一个实用的噪声模型在一个两能级系统。然后，我们发现，即使在一个特定类型的起伏的复合脉冲具有纯粹的几何性质。
2009-08-07 quant-ph
Optimization of Controlled-Z Gate with Data-Driven Gradient Ascent Pulse Engineering in a Superconducting Qubit System
采用两种不同的数据驱动梯度上升脉冲工程（GRAPE）方案，分别以优化门算子和输出量子态为目标，实现了双量子比特控制Z（CZ）门的实验优化.对于两种GRAPE协议，梯度的关键计算利用输入Z控制脉冲和实验测量的混合信息。在平顶波形中的不完美的初始脉冲下，我们的实验实现表明，CZ门得到了快速改善，并且受到两个优化脉冲的门的正确率在99%左右。我们的实验研究证实了数据驱动的GRAPE协议在门优化问题中的适用性。
2021-04-24 quant-ph
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
From virtual Z gates to virtual Z pulses
本文将虚拟Z门理论扩展至脉冲层面，提出了平台无关的虚拟Z脉冲理论框架，证明其能在以往不支持虚拟Z门的硬件上使用，并拓宽了原生哈密顿量模拟与变分量子算法的表达能力。
2025-09-16 quant-ph
Robust pulses for high fidelity non-adiabatic geometric gate operations in an off-resonant three-level system
提出了一种在共振三能级系统中设计脉冲的方法，以增强非绝热几何门操作的鲁棒性。通过优化脉冲包络的形状，我们表明，门操作是更强大的频率失谐比他们与高斯和方形脉冲。我们的方法提供了一种方法来设计脉冲，可以采用在系统中的鲁棒性对频率变化或非均匀加宽是必需的，并可以扩展到确保对其他物理缺陷，如强度波动和随机噪声的鲁棒性。
2019-03-21 quant-ph
Robust control of a NOT gate by composite pulses
我们提出了一个通用的程序来实现一个非门的复合脉冲对偏移量的不确定性和控制字段的变化鲁棒。我们在这个双参数空间中定义了不同程度的鲁棒性，即沿着一个、两个或所有方向。我们证明了复合脉冲的相位满足一个非线性系统，并且可以用解析或数值方法计算。
2020-01-15 quant-ph
Pulse family optimization for parametrized quantum gates using spectral clustering
本文提出用谱聚类将优化得到的高保真参数化量子门脉冲划分为不同解族，并仅在族内插值，从而保证中间参数门的高保真度，并在噪声条件下对里德伯和猫量子比特通用门集进行了验证。
2024-07-31 quant-ph
Ultra-fast two-qubit ion gate using sequences of resonant pulses
我们提出了一个新的协议，实现超快的双量子位相位门与捕获离子使用自旋相关的踢引起的共振跃迁。通过仅优化脉冲训练序列中的到达时间的分配，以比捕获振荡周期$T<2π/ω$快的时间实现门。这样的门使我们能够增加可以在离子量子比特的相干时间内完成的门操作的数量，这有利于可扩展量子计算机的发展。
2020-07-01 quant-ph
Compiling Arbitrary Single-Qubit Gates Via the Phase-Shifts of Microwave Pulses
本研究提出利用微波脉冲相移的超导处理器任意单量子比特门编译方案，仅需校准两种脉冲，在fluxonium上实现最优保真度，另提出两种方案并证明虚拟Z门可扩展为任意轴虚拟门，适用于所有支持虚拟Z的平台。
2025-08-04 quant-ph
Pulsed force sequences for fast phase-insensitive quantum gates in trapped ions
我们展示了如何创建任意速度之间的被困离子的量子门，使用激光行走波，与完全不敏感的光学相位漂移，只需要冷却到兰姆-迪克制度。我们提出的脉冲序列，满足要求，很容易在实验室中产生。
2013-12-19 quant-ph
Quantum gates implementations in the separated ion-traps by fast laser pulses
提出了一种在被单独囚禁的离子之间实现通用量子门的方法。代替用于操纵离子-离子耦合的典型绝热操作，这里通过使用快速激光脉冲非绝热地实现离子之间的可切换耦合。因此，离子之间所需的量子门可以通过仅使用一系列激光脉冲来实现。该方案可以方便地推广到具有可伸缩离子阱的量子计算中。
2012-11-27 quant-ph
Implementation of Conditional Phase Shift gate for Quantum Information Processing by NMR, using Transition-selective pulses
在核磁共振（NMR）领域，量子信息处理的实验实现已经很好地建立。条件相移门的实现是一个重要的步骤，它导致了Grover搜索算法和量子傅里叶变换等重要算法的实现。该门已在核磁共振中用耦合演化方法实现。我们在这里演示的条件相移门使用过渡选择脉冲的实施。作为门的一个应用，我们演示了Grover的搜索算法和量子傅里叶变换的模拟和实验使用过渡选择脉冲。
2003-11-16 quant-ph
High-fidelity error-resilient composite phase gates
我们提出了一种方法来构建高保真度的量子相位门，这是不敏感的各种实验参数的误差。相位门由一对两个连续的宽带复合脉冲组成，它们之间具有相位差$π+α/2$，其中$α$是期望的门相位。通过使用补偿脉冲面积、频率失谐或面积和失谐中的系统误差的复合脉冲，我们由此构造补偿相同参数中的误差的复合相位门。特别令人感兴趣的是使用最近发现的通用复合脉冲的相位门，其补偿驱动场的任何参数中的系统误差，其保持演化厄米（例如，脉冲幅度和持续时间、脉冲形状、频率失谐、斯塔克位移、剩余频率啁啾等。
2014-09-23 quant-ph
Broadband Geodesic Pulses for Three Spin Systems: Time-Optimal Realization of Effective Trilinear Coupling Terms and Indirect SWAP Gates
宽带实现的时间最优测地线脉冲元素的有效创建的有效三线性耦合项的自旋系统由三个弱耦合自旋1/2。基于这些脉冲元素，间接SWAP操作的时间最佳实施的实验证明。基于宽带测地序列的间接SWAP门的持续时间比传统方法减少了42.3%。
2003-05-08 quant-ph
Implementing a neutral-atom controlled-phase gate with a single Rydberg pulse
人们可以通过利用里德堡封锁来实现快速的两量子比特纠缠门。虽然已经提出了各种理论方案，但由于实验的限制，实验人员还没有能够证明高保真度的双原子门。我们提出了一种新的方案，它只使用一个单一的里德堡脉冲照射两个原子，中性原子控制相位门的建设。与现有的方案相比，我们的方法更容易实现，既不需要单独寻址原子，也不需要绝热过程。利用基于实际实验场景估计的参数，可以实现高于0.99的门保真度。
2016-02-24 quant-ph
SPulseGen: Succinct pulse generator architecture maximizing gate fidelity for superconducting quantum computers
本文提出SPulseGen，一种高性价比的射频脉冲发生器架构，通过将电路和波形简化为成本感知的方波脉冲并优化波形，在大幅降低存储和模拟电路要求的同时，实现了与理想射频脉冲相当的门保真度，消除了可扩展量子计算机的AWG障碍。
2024-01-09 quant-ph
Stability thresholds and calculation techniques for fast entangling gates on trapped ions
已经提出了用于捕获离子的快速纠缠门，其比当前实现方式快几个数量级。我们在这里提出了一个详细的分析，在执行一个成功的快速门所涉及的挑战。我们表明，RWA是一个稳定的近似脉冲数：时间尺度上，我们可以忽略在原子频率旋转的条款是可以忽略不计的影响，在快速门的脉冲数。与此相反，我们表明，激光脉冲不稳定性引起的脉冲数依赖的效果，快速门失真与所施加的不完美的脉冲的数量。使用这里提出的降维方法，我们找到了实现两个量子位门保真度阈值所需的脉冲稳定性的界限。
2016-01-13 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
Programmable Rapid Adiabatic Passage laser pulses for Ultra-fast Gates on trapped ions
University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；Department of Physics, University of Colorado（科罗拉多大学物理系）
提出利用连续波激光调制的快速绝热通道脉冲替代锁模激光，实现自旋相关踢动，抑制光强波动敏感性，构建鲁棒纠缠门并优化门性能。
2026-06-23 quant-ph
Coherent Logic Gate for Light Pulses based on Storage in a Bose-Einstein Condensate
介绍了一种连接光脉冲输入和输出的经典逻辑门。门操作基于三个步骤：首先，两个入射光脉冲被存储在玻色-爱因斯坦凝聚体中，第二，原子四波混频产生新的物质波，第三，光脉冲被取回。在存在新的物质波的情况下，恢复产生新的光波。后者仅在施加两个输入光脉冲时才会产生，从而实现AND门。最后，我们证明了门操作是相位相干的，这是量子逻辑门的必要先决条件。
2012-11-30 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Time-Efficient Qudit Gates through Incremental Pulse Re-seeding
本文提出增量脉冲重播种方法，通过迭代优化为广义d态qudits合成最短控制脉冲，发现Hilbert空间维度与门持续时间呈近线性关系，证明qudit操作比预期更高效，可显著提升当前量子硬件的计算能力。
2024-02-27 quant-ph
High-fidelity Rydberg-blockade entangling gate using shaped, analytic pulses
我们表明，使用整形脉冲提高了里德堡封锁两个量子比特纠缠门的保真度几个数量级相比，以前的协议的基础上方脉冲或最佳控制脉冲。使用分析导数去除绝热门（DRAG）脉冲，减少激发的主要泄漏状态和分析方法，找到最佳的里德伯封锁，我们产生贝尔态的保真度$F>0.9999$在300 K的环境中的门时间只有$50\;{\rm ns}$，这是一个数量级比以前的协议更快。这些结果建立了可扩展的量子计算与里德堡封锁门的中性原子量子比特的潜力。
2016-09-07 physics.atom-ph quant-ph
Pulse-controlled quantum gate sequences on a strongly coupled qubit chain
我们提出了一个选择性的动态解耦方案上的永久耦合的量子位链与XX型相互作用，这是能够动态抑制链中的任何耦合，通过施加序列的本地脉冲的个人量子位。我们证明，高保真的单和双量子位门可以通过这个过程来实现，并且可以通过单独的脉冲控制来实现门的序列。我们讨论了我们的模型的适用性和物理限制，特别是强耦合超导磁通量子比特。由于动态修改通量量子位之间的耦合具有挑战性，因此它们是我们方法的自然候选者。
2015-10-16 quant-ph
Two-qubit quantum gates with minimal pulse sequences
本文提出用单脉冲或双脉冲序列实现近距离囚禁原子的纠缠门，利用丢番图方程近似解优化参数，并分析保真度误差来源，双脉冲序列可提升保真度。
2023-10-18 quant-ph
Methods and Results for Quantum Optimal Pulse Control on Superconducting Qubit Systems
现有的噪声中尺度量子器件（Noisy Intermediate-Scale Quantum，NISQ）由于与环境相互作用而产生的噪声影响了量子门的保真度，从而限制了NISQ器件的有效使用。在transmon量子比特系统中，量子门保真度可以通过施加可以使环境噪声的影响最小化的控制脉冲来改善。在这项工作中，我们采用物理指导的量子最优控制策略，设计最优脉冲驱动超导量子比特系统上的量子门。我们通过使用OpenPulse API在IBM Q硬件上进行实验来测试我们的结果。我们比较了我们的脉冲优化的量子门与默认的量子门的性能，并表明优化的脉冲提高了量子门的保真度，特别是单量子比特门。我们讨论了我们在工作中遇到的挑战，并指出未来可能的改进。
2022-09-02 quant-ph
Pulse-induced acoustoelectric vibrations in surface-gated GaAs-based quantum devices
我们提出了一个数值研究的结果，它显示了激励的声电模式的振动在GaAs基异质结构由于尖锐的纳秒级电场脉冲施加在表面栅极。特别是，我们表明，施加在量子信息处理应用中的脉冲能够激发声电振动模式，包括表面声模式，传播的距离大于传统的设备尺寸。我们表明，脉冲引起的声电振动能够引起显着的不希望的扰动量子系统的演化。
2007-03-22 quant-ph
Continuous quantum gate sets and pulse class meta-optimization
减少量子线路的电路深度是实现量子技术的关键瓶颈。该深度与已经合成的可用量子门的数量成反比。此外，量子门综合和控制问题表现出广泛的外部参数依赖性，物理和应用特定的。在这篇文章中，我们解决的可能性，学习家庭的最佳控制脉冲，自适应地依赖于各种参数，以获得一个全球性的最佳映射从空间的潜在参数值的控制空间，因此连续类的门。我们提出的方法进行了测试，不同的实验相关的量子门，并证明能够产生高保真脉冲，即使在存在多个变量或不确定的参数范围很广。
2022-12-13 quant-ph
Pulse Design of Baseband Flux Control for Adiabatic Controlled-Phase Gates in Superconducting Circuits
本文针对超导量子计算机中易出错的二比特门瓶颈，研究了绝热受控相位门的实现，将其控制轨迹设计表述为脉冲设计问题，并在模拟中证明基于 Chebyshev 的轨迹较 Slepian 轨迹能将门非保真度平均降低 23.3%。
2025-05-29 quant-ph
Quantum Computing by Two-Dimensional NMR using Spin- and Transition-Selective Pulses
使用二维NMR的量子计算最近已被描述为使用标量耦合演化技术[J. Chem. Phys.，109，10603（1998）]。本文描述了利用选择性脉冲实现二维核磁共振量子计算。使用两个和三个量子位实现了许多逻辑门，其中一个额外的观察者自旋。实现了一些多合一门（或Portmanteau门）。Toffoli门（或AND/NAND门）和OR/NOR门在三个量子位上实现。Deutsch-Jozsa量子算法的一个和两个量子位，使用一个额外的工作量子位，也已经实现了使用选择性脉冲后，创建一个相干叠加态，在二维的方法。
2000-06-27 quant-ph
Qubit gates using hyperbolic secant pulses
早在量子力学发展初期，人们就知道双曲正割脉冲具有一种独特的性质，即它们可以在二能级量子系统上进行循环演化，而与脉冲失谐量无关。最近，人们认识到，它们诱导失谐控制阶段，而不改变状态人口。在这里，我们实验证明了超导transmon量子比特上的双曲正割脉冲的特性，并将其与更常用的高斯波和方波进行对比。我们进一步表明，这些属性可以被利用来实现相位门，名义上不退出计算子空间。这使我们能够证明第一个微波驱动的Z门与一个单一的控制参数，失谐。
2017-04-05 quant-ph
Efficient control pulses for continuous quantum gate families through coordinated re-optimization
提出一种通过校准少量参考脉冲并迭代再优化使脉冲形状相似的方法，利用线性插值快速生成连续量子门族的高保真控制脉冲，计算效率显著提升且易于推广。
2023-07-31 cs.ET quant-ph
Error Compensation of Single-Qubit Gates in a Surface Electrode Ion Trap Using Composite Pulses
由于难以稳定离子位置处的驱动场，激光驱动的量子逻辑操作对捕获的离子量子位的保真度往往低于微波驱动的逻辑操作。通过稳定的驱动光场和复合脉冲序列的使用，我们证明了高保真单量子比特门的超精细量子比特的$^{171}\text{Yb}^+$离子被困在一个微加工表面电极离子阱。使用随机化基准测试协议来表征门误差，并且测量$3.6(3)\times10^{-4}$的每个随机化Clifford群门的平均误差。我们还报告了实验实现的回文脉冲序列，有效地扩展序列长度。
2015-07-20 quant-ph
Optimizing Pulse Shapes of an Echoed Conditional Displacement Gate in a Superconducting Bosonic System
本文针对超导玻色子系统中回波条件位移门，提出在实验约束下优化脉冲形状的方法，证明可突破标准构造的门时间下界，并将 GKP 逻辑态制备时间缩短约10%。
2024-08-09 quant-ph
Designing Robust Unitary Gates: Application to Concatenated Composite Pulse
我们提出了一个简单的形式化设计酉门对给定的系统误差鲁棒。这种形式主义概括了我们以前的观察[Y。Kondo和M. Bando，J. Phys. Soc. Jpn. 80，054002（2011）]，在一些复合门中消失动态相位对于抑制幅度误差是必要的。通过采用我们的形式主义，我们自然地得到一个新的复合酉门，它可以被看作是两个已知的复合酉操作的级联。与现有的复合门相比，所得到的酉门在更宽的误差强度范围内具有高保真度。
2011-11-23 quant-ph
Quantum Logic Gates and Nuclear Magnetic Resonance Pulse Sequences
我们演示了如何在原则上可以使用NMR来实现构建量子计算机所需的所有元素，并简要讨论了量子逻辑的见解在开发新型脉冲序列中的潜在应用，以及在更传统的NMR实验中的应用。
1998-05-22 quant-ph
Robust single-qubit gates by composite pulses in three-level systems
复合脉冲是实现量子控制的有效工具。在这项工作中，我们推导出复合脉冲序列的形式，以实现三能级系统中的鲁棒单量子比特门，其中两个低能级作为一个量子比特。复合脉冲可以有效地消除一定数量级的系统误差。我们发现，三脉冲序列不能完全消除一阶系统误差，但仍然有效地使保真度抵抗特定方向的变化。当在序列（$N>3$）中采用更多脉冲时，保真度可以对所有方向上的变化不敏感，并且鲁棒性区域变得宽得多。最后，我们展示了复合脉冲在量子信息处理中的应用，例如，在两个量子比特之间进行鲁棒的量子信息传输。
2021-05-11 quant-ph
High fidelity quantum gates via analytically solvable pulses
它示出了一个家庭的解析可解脉冲可以用来获得高保真度的量子相位门与令人惊讶的鲁棒性对系统或脉冲参数的缺陷。相位门是重要的，因为它们可以实现通用量子计算的必要操作。它们特别适用于自组装量子点、捕获离子和固体缺陷等系统，因为这些系统通常由量子比特子空间之外的状态的瞬态激发来操纵。
2012-06-05 cond-mat.mes-hall quant-ph
Designing Filter Functions of Frequency-Modulated Pulses for High-Fidelity Two-Qubit Gates in Ion Chains
量子计算机中的高保真双量子比特门经常受到波动的实验参数的阻碍。时变参数波动的影响导致量子比特上的相干噪声，这可以通过设计具有适当滤波函数的控制信号来抑制。在这里，我们开发了用于捕获离子量子计算机的Mølmer-Sørensen门的滤波器函数，该函数可以准确预测由于任何频率下的小参数波动而导致的门误差的变化。然后，我们设计的频率调制的激光脉冲的滤波器功能，并比较这种方法与脉冲是强大的静态偏移的运动模式频率。在实验上，我们测量了运动模的噪声谱，并将其用于设计滤波器函数，在五离子链中将门保真度从99.23（7）%提高到99.55（7）%。
2023-01-05 quant-ph
Development of Neural Network-Based Optimal Control Pulse Generator for Quantum Logic Gates Using the GRAPE Algorithm in NMR Quantum Computer
Sharif University of Technology（谢里夫理工大学）；Centre for Quantum Engineering and photonics Technology, Sharif University of Technology（谢里夫理工大学量子工程与光子技术中心）；Koc University（科奇大学）
本文提出利用神经网络生成核磁共振量子计算机中任意单量子位逻辑门的最优控制脉冲，通过GRAPE算法训练网络，实现高效执行量子门操作，提升量子最优控制能力。
2025-10-31 quant-ph
Fast entangling gates in long ion chains
我们提出了一个模型，用于实现快速纠缠门（${\sim}1~μ$ s）的超快脉冲在任意长的离子链，需要低数量的脉冲，可以实现激光重复率以及实验能力。我们证明，我们能够优化脉冲序列，具有以上$99.99\%$在任意长的离子链的理论结晶度，激光重复频率的顺序为$100-300$ ~MHz。值得注意的是，我们发现更高的重复率是不需要门在较长的离子链，这是与其他门方案的缩放分析。当脉冲的不完美性被认为是在我们的计算中，我们发现，可实现的门保真度是独立的链中的离子的数量。我们还表明，脉冲控制的要求不按比例增加的离子数。我们发现，上述$99.9\%$从个人超快脉冲的人口转移效率是实现高保真门，这可能是在不久的将来的实验中实现的阈值。
2021-01-13 quant-ph
Single-loop multiple-pulse nonadiabatic holonomic quantum gates
非绝热完整量子计算通过利用非阿贝尔几何相位对状态空间中路径涨落的弹性，提供了实现快速和鲁棒的量子门的手段。虽然原始方案[New J. Phys. { \bf 14}，103035（2012）]需要格拉斯曼流形中的两个回路（即，完整状态空间的计算子空间的空间）来生成任意完整单量子比特门，我们提出了单回路单量子比特门，其在与纠缠完整双量子比特门组合时构成完整门的有效通用集合。我们的单量子比特门是通过将环路划分为路径段来实现的，每个路径段由$Λ$型哈密顿量生成。我们证明了两个路径段足以实现任意单圈完整单量子比特门。我们描述了我们的计划如何可以在实验上实现一个通用的原子系统表现出三个级别的$Λ$耦合结构，通过利用精心选择的激光脉冲。
2016-11-11 quant-ph
Hybrid Gate-Pulse Model for Variational Quantum Algorithms
当前的量子程序大多是在门级上综合和编译的，其中量子线路由量子门组成。然而，当量子门最终被转换为控制信号并应用于量子设备时，门级工作流程引入了显著的冗余。对于超导量子计算机，控制信号是微波脉冲。因此，脉冲级优化由于其在电路持续时间方面的优势而受到研究人员的更多关注。然而，最近的工作，是有限的，其可扩展性差所带来的控制信号的大参数空间。此外，门级“知识”的缺乏也会影响纯脉冲级框架的性能。我们提出了一个混合门脉冲模型，可以减轻这些问题。我们建议使用门级编译和优化的“固定”的量子线路的一部分，并使用脉冲级方法的问题不可知的部分。实验结果证明了该框架在离散优化任务中的有效性。我们在问题不可知层中实现了最多8%的性能提升，脉冲持续时间缩短了60%。
2022-12-01 cs.SY eess.SY quant-ph
Measuring pulse heating in Si quantum dots with individual two-level fluctuators
University of Rochester（罗切斯特大学）；University of Rochester Center for Coherence and Quantum Science（罗切斯特大学相干与量子科学中心）
本研究通过测量Si量子点中带电双能级波动子的响应，揭示了电压脉冲导致的加热机制，并提出减少门面积以缓解加热的可能方法。
2026-01-14 cond-mat.mes-hall quant-ph
Speeding up adiabatic holonomic quantum gates via $π$-pulse modulation
提出基于$π$脉冲调制的快速绝热完整子量子门方案，沿参数空间测地线引导哈密顿量并离散施加相位调制$π$脉冲，在保持绝热鲁棒性的同时实现通用单、双量子比特门。
2025-06-11 quant-ph
High-fidelity $\sqrt{i\text{SWAP}}$ gates using a fixed coupler driven by two microwave pulses
提出一种微波控制协议，通过向固定频率transmon耦合器施加两个微波脉冲诱导量子比特间相互作用，在两种架构下实现了高保真$\sqrt{i\text{SWAP}}$门。
2024-04-27 quant-ph
Refocusing two qubit gate noise for trapped ions by composite pulses
振幅噪声是影响双量子比特随机项的主要因素之一，它是影响高保真度两体门在容错阈值以下实现的主要障碍。这种噪声很难重新聚焦，因为任何重新聚焦技术只能处理频率低于操作速率的噪声。由于两个量子比特门速度通常是系统中最慢的速率，因此它构成了实现低于容错阈值的门的最后瓶颈。在这里，我们建议使用复合脉冲作为一种动态解耦的方法，以减少两个量子比特的门噪声的囚禁离子系统。这是通过重新聚焦超快纠缠门的构建块来完成的，其中振幅噪声被降低到拍摄到拍摄（STS）噪声。我们提出了详细的模拟表明，容错阈值可以实现所提出的方法。
2016-01-29 quant-ph
Single-step implementation of a multiple-target-qubit controlled phase gate without need of classical pulses
我们提出了一种简单的方法来实现一个量子比特同时控制$n$目标量子比特的多量子比特相位门，通过使用三能级量子系统（即，四个）耦合到腔或谐振器。该门可以使用一个操作步骤来实现，而不需要经典脉冲，并且在操作期间没有光子被填充。因此，与以前的建议相比，门操作被大大简化，并且来自腔衰减的退相干被大大减少。此外，操作时间与量子位的数量无关，并且在操作期间不需要调整量子位的能级间距或腔频率。
2014-03-17 quant-ph
Symmetric Rydberg controlled-Z gates with adiabatic pulses
我们分析了中性原子里德堡$C_Z$门的基础上的绝热脉冲对称地施加到两个原子。利用光滑脉冲波形和Cs原子参数的分析预测，利用绝热快速通过（ARP）脉冲，门可以产生具有保真度${\mathcal F}>0.999$的Bell态。利用全局优化的绝热脉冲波形，在双光子激发过程中，我们产生了具有保真度${\mathcal F}=0.997$的Bell态。该分析充分考虑了中间态和里德伯态的自发发射，包括室温环境中的里德伯寿命，但不包括激光噪声引起的误差。门协议不需要单独寻址，并显示出对由于原子运动的多普勒频移是强大的。
2020-06-05 physics.atom-ph quant-ph
Designing short robust NOT gates for quantum computation
最初在核磁共振（NMR）中开发的复合脉冲已经在实验量子信息处理（QIP）中广泛使用，以减少系统误差的影响。到目前为止，大多数使用的脉冲都是简单地从现有的NMR设计中改编而来的，尽管已经开发了用于设计具有任意精度的复合脉冲的技术，但结果相当复杂，几乎没有应用。在这里，我描述了设计短而有效的复合脉冲来实现强大的非门的技术，将NMR和QIP的现有见解结合在一起，并提出了一些新的复合脉冲。
2013-05-07 quant-ph
A Quantum Pulse Gate based on Spectrally Engineered Sum Frequency Generation
介绍了量子脉冲门（QPG）的概念，它是一种获取光的超快量子态的本征宽带谱模结构的方法。这种模式结构现在可以用于量子信息处理。我们提出了一种实现在PPLN波导，基于频谱工程和频生成（SFG）。它使我们能够从超快多模状态中挑选出定义明确的光谱宽带模式，以便相互转换为另一频率的宽带模式。通过脉冲整形明亮的SFG泵浦光，不同的正交宽带模式可以单独解决和提取近单位效率。
2011-01-26 quant-ph
Universal set of Dynamically Protected Gates for Bipartite Qubit Networks II: Soft Pulse Implementation of the [[5,1,3]] Quantum Error Correcting Code
我们使用我们先前设计的基于整形去耦脉冲序列的通用量子门集，在具有始终开启的伊辛耦合的单独控制的量子比特网络上，使用单纠错五量子比特码来模拟重复性量子纠错（QEC）。除了充当精确的量子门之外，该序列还提供低频相位噪声的动态解耦（DD）。该模拟涉及在数万个控制脉冲的持续时间内集成六个量子比特的幺正动力学，使用经典的随机相位噪声作为退相干源。组合的DD/QEC协议显着提高了一致性，QEC单独负责一个数量级以上的失真减少。
2015-09-03 quant-ph
Requirements for fault-tolerant quantum computation with cavity-QED-based atom-atom gates mediated by a photon with a finite pulse length
分析了基于有限脉冲光子的腔量子电动力学（cQED）的原子-原子门容错量子计算的要求。对于短光子脉冲，从cQED系统反射的脉冲的扭曲形状是严重的误差源。我们优化cQED系统参数，以最小化由于形状失真和光子损失造成的不保真度，以平衡的方式用于使用概率门的容错方案[H. Goto和K。Ichimura，Phys.Rev.A80，040303（R）（2009）]。与传统的只考虑光子损失而不考虑形状畸变的优化方法相比，我们的优化方法在某些参数区域大大放宽了对容错量子计算的要求[H. Goto和K。Ichimura，Phys.Rev.A82，032311（2010）]。最后，我们表明，减少腔的长度是一个有效的方法来减少这种类型的门在短光子脉冲的情况下的错误。
2021-10-08 quant-ph
High fidelity entanglement of neutral atoms via a Rydberg-mediated single-modulated-pulse controlled-PHASE gate
中性原子平台已成为研究量子信息和量子模拟的理想平台，人们在此平台上对原子间的纠缠过程进行了大量的研究。对于这一领域的发展，通过里德伯封锁的双量子比特控制相位门是最基本的元素之一。最近的理论研究表明，在门协议中引入非平凡波形调制的优点，预计将在下一阶段提高其性能。本文报道了利用Rb原子双光子跃迁的非共振调制驱动（ORMD）实现双量子比特受控相位（$C_Z$）门的实验结果。它依赖于具有仔细计算的平滑波形的单个调制驱动脉冲，以获得双量子位门所需的适当相位累积。将该$C_Z$门与全局微波脉冲相结合，产生了原始保真度为0.945（6）的两原子纠缠。考虑到态制备和测量（SPAM）误差，我们提取出纠缠操作保真度为0.980（7）。我们的工作特点是在单个脉冲内完成$C_Z$门操作，避免了里德堡布居的搁置，从而为在中性原子平台上实现高保真双量子比特门提供了另一条有希望的途径。
2021-09-06 quant-ph
