A Magnetic Resonance Realization of Decoherence-Free Quantum Computation
我们报告的实现，使用核磁共振技术，第一个量子计算机，可靠地执行强退相干的存在下的算法。这台计算机基于一种量子错误避免代码，可以防止一类多量子比特错误。该代码将两个无消相干的逻辑量子比特存储在四个有噪声的物理量子比特中。计算机成功地执行格罗弗的搜索算法中存在任意强工程退相干。没有消相干保护的控制计算机在同样的条件下总是失败。
2003-09-24 quant-ph
Nonlinear Decoherence in Quantum State Preparation of a Trapped Ion
提出了一个非线性退相干模型，该模型通过系统与环境的非线性耦合来模拟量子系统中各种退相干源引起的退相干效应，并将其应用于研究单个囚禁离子非经典运动态的退相干.我们得到了该模型的精确解析解，并与Meekhof等人（D. M. Meekhof，{ \it等}，物理修订版信函{ \bf 76}，1796（1996））。
2000-03-28 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
Decoherence in Two-Dimensional Quantum Random Walks with Traps
研究了具有随机分布陷阱的二维晶格中的量子无规行走。量子步行者的分布动态评估的情况下，阿达玛，傅立叶和格罗弗硬币，量子到经典的过渡被检查作为一个函数的密度的陷阱。结果表明，陷阱作为一个严重的和额外的量子退相干源。此外，非平凡的时间依赖性的步行者的概率分布的标准偏差被发现时，引入捕获缺陷。
2009-09-07 quant-ph
Universal quantum computation in decoherence-free subspaces with hot trapped-ions
我们考虑在集体失相自由子空间中编码的逻辑量子比特上产生一组通用量子门的相互作用，并讨论它们与捕获离子的实现。这允许去除目前捕获离子实验中最大的退相干源，即集体退相。此外，一个明确的参数化的所有两体哈密顿能够产生这样的门，而系统的状态永远退出受保护的子空间。
2007-06-01 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
Physical implementation of holonomic quantum computation in decoherence-free subspaces with trapped ions
提出了一种在无退相干子空间中实现完整量子计算的可行方案。通过在指定离子上施加适当的双色激光场，我们能够利用编码DFS中的完整性方案构造两个不可交换的单量子比特门和一个受控相位门。
2006-08-08 quant-ph
Decoherence and robustness of parity-dependent entanglement in the dynamics of a trapped ion
研究了囚禁离子的二维振动与两个基态超精细能级之间的纠缠，在一定条件下，这种纠缠依赖于初始振动量子的宇称。我们研究了这种量子相干性效应的鲁棒性与存在的非耗散源的退相干，和一个不完美的初始状态的准备。
2001-10-10 quant-ph
Decoherence induced by squeezing control errors in optical and ion trap holonomic quantum computations
考虑到哈达玛门在光学和离子阱完整量子计算机上的特殊实现，我们研究了随机压缩控制误差引起的退相干。当控制噪声用Ornstein-Uhlenbeck随机过程建模时，我们得到了Hadamard门的保真度，并计算了最终态的纯度。我们证明，在矛盾的情况下的系统控制误差的随机导致退相干的最终状态。在小误差范围内，我们导出了门保真度与末态纯度之间的简单关系式。
2006-02-07 quant-ph
Realization of a Decoherence-free, Optimally Distinguishable Mesoscopic Quantum Superposition
我们报道了利用高增益的量子注入光参量放大实现了M=12光子的纠缠量子叠加。发现该系统对退相干具有很高的弹性，在常温下表现出直接可访问的介观干涉效应。利用现代层析成像方法，证明了动态“封闭系统”整个介观输出态的不可分离性和量子叠加性。该装置实现了埃尔温·薛定谔在1935年的典范“猫”的辩护中所设想的条件，这是量子力学的一个基本里程碑。
2005-08-29 quant-ph
Decoherence and fidelity in ion traps with fluctuating trap parameters
我们考虑两种不同类型的波动在离子阱的潜力：外部波动电场，这会导致统计运动（"摆动"）的离子相对于中心的陷阱，和波动的弹性常数，这是由于波动的交流分量的电位施加在保罗陷阱的离子。我们写下这两种情况下的主方程，平均噪声，获得加热的离子的表达式。我们将我们的结果与以前的结果进行了比较，在离子阱中的远距离共振光阱和加热。波动的外部电场对量子门操作（受控非）的影响是确定的，并导出该操作的保真度。
1998-12-17 quant-ph
Decoherence in ion traps due to laser intensity and phase fluctuations
我们考虑一个源的退相干的单个囚禁离子由于强度和相位的波动，在激发激光脉冲。为了简单起见，我们假设所涉及的随机过程是白噪声过程，这使我们能够给出一个简单的主方程描述这个源的退相干。这个主方程在噪声上取平均，并且足以描述当内部运动和电子运动之间交换能量时探测电子布居中的振荡的实验结果。我们的结果是在很好的定性协议与最近的实验和预测的退相干率将取决于振动量子数在不同的方式取决于使用的振动激发边带。
1997-10-20 quant-ph
Towards the understanding of Decoherence on Ion Traps
研究了离子阱中退相干的两种机制，特别是与实验相关的[Kielpinski等人，Science 291（2001）1013]。对未知变量进行统计假设，并为每个机制计算最佳实验模式的可见性的预期行为。实验数据进行了分析，并显示不足以区分它们。我们建议在现有设施稍作改动的情况下作出改善。
2004-01-20 quant-ph
Quantum gate in the decoherence-free subspace of trapped ion qubits
我们提出了一个几何相位门在一个无退相干子空间与囚禁离子。将量子信息编码在基态的塞曼子能级中，并与两个物理量子比特组成一个具有超长相干时间的逻辑量子比特。单量子位和双量子位操作以及线性离子晶体的传输和分裂允许一个鲁棒且无退相干的可扩展量子处理器。为了便于相位门的实现，我们同时在四个离子上采用一个拉曼激光场，即没有用于寻址的紧聚焦。在门操作期间和量子信息的传输期间都不留下无消相干子空间。
2010-11-24 quant-ph
Study of decoherence in radial local phonon hopping within trapped-ion string
Graduate School of Engineering Science, Osaka University（大阪大学工学研究科）；Center for Quantum Information and Quantum Biology, Osaka University（大阪大学量子信息与量子生物学中心）
研究了受控离子链径向局部声子跃迁的退相干机制，通过测量跃迁衰减与阱参数的关系，揭示了非线性耦合对退相干的影响，为评估声子跃迁相干性提供了方法。
2026-03-17 quant-ph
Vibrational Decoherence in Ion-Trap Quantum Computers
退相干研究的一个有吸引力的建议，实际实现的量子计算机的基础上捕获的离子。重点讨论了离子振动引起的退相干，并与离子激发态的自发发射引起的退相干进行了比较。利用振动激发和离子内电子激发在时间尺度上的巨大差异，使计算变得易于处理。由于后者快了几个数量级，因此使用绝热近似将它们积分出来，并找到离子的电子态演化为不存在振动耦合时的包含概率P（t），以及离子演化为任何状态的概率。退相干时间是在零温度和任何数量的离子N在计算机中找到的。比较与自发发射退相干，并讨论了陷阱电压和其他参数应如何缩放与N的影响。
1998-03-25 quant-ph
Decoherence induced by squeezing control errors in optical and ion trap holonomic quantum computations II
考虑Hadamard门在光学和离子阱完整量子计算机上的特殊实现，研究了随机压缩控制误差引起的退相干。当控制噪声采用Ornstein-Uhlenbeck随机过程时，我们解析地得到了Hadamard门的终态纯度和保真度。我们证明了纯度和保真度振荡取决于初始叠加态的选择。导出了门保真度与末态纯度之间的线性关系式。
2006-03-31 quant-ph
Decoherence of cold atomic gases in magnetic micro-traps
在考虑阱势激发态的情况下，推导了一个描述原子云在原子-芯片阱中退相干的模型。我们用这个模型来研究单个阱和一对阱的退相干，形成一个原子干涉仪的两个手臂。包括捕获电势的离散谱产生具有退相干速率$Γ$的退相干机制，其像$Γ\sim 1/r_0^4$那样随着从陷阱最小值到线的距离$r_0$而缩放。
2003-05-13 cond-mat.stat-mech quant-ph
Decoherence Bounds on Quantum Computation with Trapped Ions
使用简单的物理参数，我们调查的能力的量子计算机的基础上冷囚禁离子。从自发衰变，激光相位相干性，离子加热和其他来源的错误施加在这样的设备上的限制，我们得到的激光相互作用的数量和可以使用的离子的数量之间的界限。确定了可以使用各种离子分解的最大数量。
1996-04-23 quant-ph
Single-shot realization of nonadiabatic holonomic quantum gates in decoherence-free subspaces
无退相干子空间中的非绝热完整量子计算近年来引起了越来越多的关注，因为它允许高速实现，并且结合了完整门的鲁棒性和无退相干子空间的相干稳定性。自从第一个在无退相干子空间中进行非绝热完整量子计算的协议提出以来，人们提出了许多物理实现方案。然而，所有以前的方案都需要两个非对易门来实现任意一个量子比特门，这使得门暴露于错误源的时间以及资源消耗加倍。在本文中，我们提出了一个替代协议的非绝热完整量子计算中的消相干自由子空间，在消相干自由子空间中的任意一个量子比特门是通过一个单一的拍摄实现。该方案不仅保持了原方案的优点，而且避免了将两个量子门组合起来实现任意一个量子比特门的额外工作，从而减少了暴露于各种误差源的时间。
2017-06-09 quant-ph
Decoherence-free preparation of Dicke states of trapped ions by collective stimulated Raman adiabatic passage
我们提出了一个简单的技术，用于产生任意大小的Dicke态的囚禁离子链。该方法使用两对延迟但部分重叠的激光脉冲来全局寻址整个链，以沿着多离子暗态设计集体绝热通道。我们的技术，这是一个多粒子的受激拉曼绝热通道（STIRAP）的推广，是消相干自由相对于自发发射和鲁棒性对实验参数的适度波动。此外，由于该过程非常迅速，在实际实验条件下加热的影响几乎可以忽略不计。我们预测，整体保真度的迪克状态的合成涉及十个离子共享两个激发应接近98%，目前可实现的实验参数。
2008-02-25 quant-ph
Intrinsic decoherence effects on tripartite GHZ state generation using a trapped ion coupled to an optical cavity
我们分析了内禀退相干对产生三方GHZ态的概率的影响，使用一个冷的囚禁离子耦合到一个单模的腔场，并与共振激光场相互作用。求解Milburn方程，得到了密度矩阵随腔-离子耦合、激光-离子耦合以及幺正时间步长相对于系统参数确定的时间尺度的变化关系。从一个可分离态的系统出发，利用最近的实验报道的耦合强度，利用密度矩阵计算了三重GHZ态产生的几率。
2004-11-06 quant-ph
Decoherence of tripartite states - a trapped ion coupled to an optical cavity
研究了通过控制耦合到光腔中的囚禁二能级离子态获得的三量子比特系统的非耗散退相干。将环境模型化为一组互不相互作用的谐振子，得到了三重复合系统的态算符、产生最大纠缠GHZ态的几率和粒子数反转的解析表达式.可观测的指针是孤立量子系统的能量。耦合到环境的结果在指数衰减的非对角矩阵元素的状态运营商与时间以及相位退相干的组件状态。数值计算了不同系统环境耦合强度下GHZ态产生几率和粒子数反转的时间演化。利用负性作为纠缠度的度量，线性熵作为混合度的度量，分析了存在退相干时三体系统的纠缠动力学。
2005-09-23 quant-ph
Petz recovery maps of single-qubit decoherence channels in an ion trap quantum processor
本文提出在离子阱中实现单量子比特退相干通道的精确状态特定 Petz 恢复映射，设计了仅需少量辅助比特和 CNOT 门的电路，并在现实噪声下模拟验证了其性能与先验知识要求。
2025-07-28 quant-ph
Realization of decoherence-free subspace using Multiple-Quantum coherences
基于一维核磁共振谱不能分辨CH3自旋体系中的三个质子，而二维多量子核磁共振谱却能在一定程度上分辨这一事实，提出了一种二维核磁共振（NMR）方法来构造一个两逻辑量子比特的无消相干子空间（DFS）.我们使用四个有噪声的物理核自旋，包括CH3自旋系统中的三个质子和一个碳，来产生两个无消相干的逻辑量子比特。该方法充分利用了一维谱中不能利用的未寻址自旋。此外，我们已经通过实验证明了这种方法。我们的实验结果表明，我们的DFS可以防止更多类型的退相干比一个由四个噪声的物理量子位都具有不同的化学位移。更重要的是，这个想法可以为扩展量子比特系统提供新的见解，因为它有效地利用了磁等效核。
2004-10-25 quant-ph
Vibrational Decoherence in Ion Trap Quantum Computers
分析了Cirac和Zoller提出的离子阱量子计算机中由于离子振动引起的退相干。利用光学离子内跃迁频率与振动模式频率之间的巨大差异，采用绝热近似法求出了任意温度T下的退相干时间。讨论了这种退相干时间与离子数的比例关系，并与自发发射的退相干时间进行了比较。
1997-10-22 physics.atom-ph quant-ph
Quantum state engineering on an optical transition and decoherence in a Paul trap
在Paul阱中，单个Ca+离子以高达99.9%的概率被冷却到振动的基态。从这个福克州开始|n=0>我们证明了对光学跃迁的相干量子态操纵。在1.4ms内观察到多达30个拉比振荡。我们发现，在离子制备后，|n=1> Fock态。光态操纵的相干性只受激光和环境磁场涨落的限制。运动加热已被测量为低至190 ms内的一个振动量子。
1999-09-13 quant-ph
Single-Loop and Composite-Loop Realization of Nonadiabatic Holonomic Quantum Gates in a Decoherence-Free Subspace
高保真度的量子门是大规模量子计算所必需的，而大规模量子计算自然可以以抗噪声的方式实现。几何操作和无消相干子空间编码是实现量子计算鲁棒性的有效途径。在这里，通过结合这两种策略的优点，我们提出并实验实现了基于非绝热和非阿贝尔几何相位的单圈方案和复合方案的普适完整量子门，在无退相干子空间中使用核磁共振。我们的实验只使用两体共振自旋相互作用，因此是实验友好。特别是，我们还通过实验验证了复合方案比单回路方案对脉冲误差更鲁棒。因此，我们的实验提供了一个有前途的方法，忠实和强大的几何量子操纵。
2019-08-18 quant-ph
Direct measurement of the optical trap-induced decoherence
热退相干是大质量力学振子实现量子相干性的主要障碍。虽然光阱已被用来降低这种振荡器的热退相干率，但它也通过使振荡器受到由光场的频率波动引起的随机力来增加速率，从而对降低设置了基本限制。这类似于有源反馈系统中的噪声惩罚。在这里，我们直接测量的rethermalizaton过程中的初始冷却和光学捕获悬挂镜，并确定电流限制退相干率由于光阱。我们的实验研究的陷阱诱导退相干率将使未来的进展，在坏腔制度的基本量子力学的探测，如测试变形的双折射。
2016-08-21 physics.optics quant-ph
Decoherence and Quantum Interference assisted electron trapping in a quantum dot
我们提出了一个理论模型的动力学的电子被捕获的消相干和量子干涉的手段在中央量子点（QD）的半导体纳米环（NR）的五个量子点（QD），在100和300 K之间。电子的动力学描述的主方程与紧束缚模型的基础上的哈密顿量，考虑到电子-LO声子相互作用（EMPPI）。基于这种配置，捕获电子而没有退相干的概率几乎为27%。与此相反，在100 K，200 K和300 K时，在退相干的情况下捕获电子的概率分别为70%，63%和58%。我们的模型提供了一种在室温下捕获电子的新方法。
2013-08-08 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum two level systems and Kondo-like traps as possible sources of decoherence in superconducting qubits
讨论了约瑟夫森结量子比特中退相干的起源。我们发现，在周围的绝缘体的两个能级系统不能在小量子比特的噪声的主要来源。我们认为，电子陷阱中的约瑟夫森势垒与大库仑排斥会给噪声，同意在幅度和温度依赖性与实验数据。
2005-10-20 cond-mat.mes-hall quant-ph
Decoherence limits to quantum computation using trapped ions
我们调查的问题，因子分解的大量量子计算机，我们想象中实现的线性离子阱。我们推导出在这样的量子计算机上可以因式分解的数字的大小的上界。这些上限与所施加的激光功率无关。我们研究了两种可能的方式来实现量子比特，在亚稳态光学跃迁和塞曼子级的一个稳定的基态，并表明，在这两种情况下，可以因式分解的数字是不够大的实际利益。我们还研究了量子纠错对我们估计的影响，并表明在现实系统中，量子纠错的影响比预期的要小得多。同样，没有任何实际利益可以被分解。
1996-10-10 quant-ph
A long-lived memory qubit on a low-decoherence quantum bus
我们证明了长寿命的相干性，在内部超精细状态的一个单一的\Ca{43}捕获离子量子位$[T_2=1.2(2)\s]$，并在外部运动状态的一个单一的\Ca{40}捕获离子量子位$[T_2'=0.18(4)\s]$，在相同的设备。运动退相干速率与加热速率一致，其被测量为3（1）量子/秒。外部运动态的长相干时间对于在捕获离子量子比特之间执行高保真量子逻辑门是必不可少的。我们在\Ca{43}中观察到的内部状态$T_2$时间，以前没有被用作捕获离子量子比特，比基于\Ca{40}离子的物理量子比特长约1000倍。使用单个自旋回波脉冲来"重新定相“内部状态，我们可以在1个\s之后检测到无退相干，这意味着有效相干时间$T_2^{\mbox{\tiny SE}} \gtish 45\s$。这与该陷阱中\ish 1 \us的单量子位操作和\ish 10 \us的双量子位操作的时间尺度进行了比较。
2007-10-24 quant-ph
Topologically decoherence-protected qubits with trapped ions
我们发现，被困离子可以用来模拟一个高度对称的哈密顿与eigenstates自然保护本地源的退相干。这个哈密顿量涉及粒子之间的长程耦合，并提供了一个更有效的保护比最近邻模型在以前的作品中讨论。我们的研究结果打开了在受控原子系统中实验实现复杂纠缠态的前景，其退相干时间比孤立量子系统长9个数量级。
2007-07-15 cond-mat.other quant-ph
Realization of decoherence-induced averaged symmetry-protected topological phases on quantum processors
National University of Singapore（新加坡国立大学）；Eastern Institute of Technology, Ningbo（宁波东方理工大学）
本工作在可编程量子处理器上实现了退相干诱导的平均对称保护拓扑序，通过辅助量子比特设计子晶格选择性退相干，观测到对称荷衰减和Renyi-2弦关联函数非平凡，确立了结构化退相干作为工程混合态拓扑物质的资源。
2026-09-09 quant-ph
Quantum repeaters based on trapped ions with decoherence free subspace encoding
量子中继器提供了一种有效的解决方案，可以在任意长的距离上分配贝尔对。虽然可扩展的架构对需要控制的量子比特数量有很高的要求，但在这里我们提出了一种量子中继器方案，旨在扩展当今量子通信的范围，该方案可以在不久的将来通过腔体中的捕获离子实现。我们专注于一个架构，其中离子-光子纠缠态是本地创建的，随后用线性光学处理，以创建离子-离子纠缠态的基本链接。这些链接，然后使用连续的纠缠交换操作确定性地使用离子-离子门在长距离上分布纠缠对。我们展示了如何实现这种架构，同时在无退相干子空间中编码量子比特，以保护它们免受集体退相。这导致了一种协议，该协议可以用于在假定现有技术参数的情况下在大约800 km的距离上违反贝尔不等式。我们将讨论如何在未来的设置中将其提高到数千公里。
2017-11-09 quant-ph
Laser-free trapped-ion entangling gates with simultaneous insensitivity to qubit and motional decoherence
现有的无激光捕获离子纠缠门的主要误差来源是量子比特态的退相干和离子运动。这些退相干机制的影响可以用附加的控制场或具有降低门速度的缺点的技术来抑制。在这里，我们建议使用近动频磁场梯度来实现无激光门，该无激光门同时对两种类型的退相干具有弹性，不需要额外的控制场，并且在门速度方面具有相对较小的成本。
2020-03-30 physics.atom-ph quant-ph
Heating and decoherence suppression using decoupling techniques
我们研究了应用去耦技术的情况下的一个阻尼振动模式的一个链的捕获离子，它可以被用作量子总线的线性离子阱量子计算机。我们表明，振动加热可以有效地抑制使用适当的“奇偶踢”。我们还表明，振动退相干可以抑制这种去耦过程，即使这是一般更困难的，因为在该奇偶踢必须施加的速率增加与有效浴温度。
2001-09-25 quant-ph
Ground state cooling, quantum state engineering and study of decoherence of ions in Paul traps
研究了$^{40}Ca^+$单离子在Paul阱中的量子信息处理。S $_{1/2}$电子基态和亚稳态D $_{5/2}$态的叠加被用于实现量子比特。S $_{1/2} \leftrightarrow$ D $_{5/2}$跃迁上的激光用于操纵离子的量子态。我们将边带冷却应用于离子，并以高达99.9%的概率达到振动的基态。从这个Fock态$|n=0>$出发，我们演示了相干量子态操纵。观察到大量的拉比振荡和ms相干时间。运动加热测量为低至一个振动量子在190毫秒。我们还报告了两个离子的基态冷却。
2000-03-21 quant-ph
Quantum gates and decoherence
在讲座中，我们将关注量子信息处理所必需的量子门操作的物理实现的某些方面。我们将讨论两种可能的实现。其中之一是基于以原子自由度编码的量子比特，其中原子在原子芯片上方的光晶格中被操纵。另一种实现是基于光子量子比特和线性光学中测量引起的非线性。这两种实现方式的共同点是它们的主要退相干机制是介电材料中的吸收。光在吸收介质中的量子理论及其对退相干的影响将构成课程的最后一部分。
2004-03-22 quant-ph
Adiabatic quantum dynamics under decoherence in a controllable trapped-ion setup
抑制非幺正效应是量子计算和量子控制中的一个主要挑战。在本论文中，我们通过考虑周围环境中的绝热动力学，从理论和实验上分析了开放量子系统中绝热性的鲁棒性。更具体地说，通过考虑一个散肩的情况下，我们利用绝热近似的有效性条件，以及其灵敏度的共振情况下，通常会损害绝热封闭系统。作为例子，我们实现了一个振荡的Landau-Zener哈密顿量，这表明消相干可以驱动具有高介电常数的谐振系统的绝热行为的开放系统。此外，我们还实现了绝热量子算法的Deutsch问题，其中的区别是建立在开放系统绝热密度算符和目标纯态的计算过程中预期。然后分析用于获得期望结果的优选时间窗口。我们通过实验实现了这些系统，通过一个单一的被困的镱离子$^{171}$ Yb $^+$，其中离子超精细能级被用作自由度的两个能级系统，驱动场和散肩强度有效地可控。
2019-06-18 quant-ph
Iterative Entanglement Distillation: Approaching full Elimination of Decoherence
量子纠缠的分布和处理构成了量子通信和量子计算的基础。这两者的实现是困难的，因为量子信息固有地具有对退相干的高敏感性，即对不可控的信息损失到环境的敏感性。对于纠缠分发，提出的解决方案是能够完全消除退相干，即迭代纠缠蒸馏。这种方法建立在大量的蒸馏步骤，每个步骤从大量的强退相干态中提取出大量的弱退相干纠缠态。在这里，第一次，我们实验证明纠缠的迭代蒸馏。已经蒸馏的纠缠态在第二个蒸馏步骤中得到了进一步的改进，并可用于后续步骤。我们的实验显示了实现纠缠蒸馏方案所需的积木，可以完全消除退相干。
2010-07-09 quant-ph
Scalable Ion Trap Quantum Computation with Pairwise Interactions Only
提出了在消相干自由子空间（DFS）上仅用两个量子比特操作的通用离子阱计算。DFS是为集体退相模型构造的。编码的单量子位和双量子位逻辑运算通过Sorensen-Molmer相互作用实现。交替的两个特定的相位配置的控制场的有效哈密顿近似各向异性交换相互作用。这在一个逻辑量子比特到三个物理量子比特的适当编码上是通用的，这三个物理量子比特在集体退相干下也是DFS。
2002-07-31 quant-ph
Hybrid quantum systems with trapped charged particles
我们从理论上研究了将被囚禁的带电粒子（例如离子或电子）的量子力学运动耦合到超导器件、纳米机械谐振器和石英体声波谐振器的量子自由度的可能性。对于每一种情况，我们估计带电粒子与其宏观对应物之间的耦合率，并将其与退相干率（即量子叠加衰减的速率）进行比较。一个混合系统只能被认为是量子的，如果耦合率大大超过所有的退相干率。我们的方法是检查具体的例子，使用的参数是实验上可以达到在可预见的未来。我们的结论是，这些混合量子系统考虑涉及原子离子是不利的，相比使用电子，因为带电粒子和它的对应物之间的耦合速率比预期的退相干速率慢。另一方面，基于被俘获电子的系统可能具有显著超过退相干速率的耦合速率。此外，它可能具有吸引人的特性，如快速纠缠门，长相干性和灵活的电子互连拓扑结构。然而，实现这样的系统在技术上具有挑战性，因为它需要以兼容的方式容纳捕获技术和超导电路。我们审查所涉及的一些挑战，如所需的陷阱参数，电子源，电路和冷却方案，以促进进一步的调查实现这样的混合系统。
2016-08-09 quant-ph
Decoherence Control for Optical Qubits
腔中的光子已经被用来实现简单的量子门[Q.A. Turchette，Phys. Rev. Lett. 75，4710（1995）]。在这种情况下，我们提出了一种方法来对抗退相干。
1998-02-12 quant-ph
Tracking Quantum State Collapse/Decoherence in Real Time via a Superposition Trap
本研究提出一种名为叠加阱的新方法，利用量子连续性方程约束相干叠加态、让坍缩/退相干态逃逸，通过监测泄漏实时探测坍缩动力学，还给出了锶原子干涉仪的实现方案，为检验坍缩模型等提供新实验途径。
2025-09-27 physics.atom-ph quant-ph
Decoherence, pointer engineering and quantum state protection
我们提出了一个建议，保护国家对退相干，工程的指针状态的基础上。我们将此方法应用于囚禁离子的振动运动，并展示了如何保护量子比特、压缩态、近似相位本征态和相干态的叠加。
2000-09-06 quant-ph
Quantum Computers and Decoherence: Exorcising the Demon from the Machine
退相干是量子计算机实现的主要障碍。直到最近，人们还认为量子纠错码是解决退相干问题的唯一完整方案。在这里，我们提出了一种替代方案，它是基于一个消相干的子空间编码和应用程序的强大和快速的脉冲的组合：“编码的再耦合和再耦合”（ERD）。这种替代方案的优点是编码开销较低（每个逻辑量子比特只有两个物理量子比特就足够了），并且直接应用于许多有希望的量子计算机实验实现方案。
2003-02-27 quant-ph
Analysis of a quantum logic device based on dipole-dipole interactions of optically trapped Rydberg atoms
本文详细分析和设计了一种基于光阱中原子间里德伯态偶极-偶极耦合相互作用的中性原子量子逻辑器件。列举了导致退相干和保真度损失的主要物理机制。我们的研究结果支持在MHz速率下执行单和双量子比特门的可行性，对于每个操作，退相干概率和保真度误差在$10^{-3}$的水平。目前的局限性和可能的方法，以进一步改善设备进行了讨论。
2005-02-13 quant-ph
Probing rotational decoherence with a trapped-ion planar rotor
本研究首次实验观测了转动退相干标度律，利用双离子阱平面转子制备角动量叠加态并测量退相干速率，结果与理论高度吻合，对转子量子应用具有重要意义。
2025-01-24 physics.atom-ph quant-ph
Scalable Ion Trap Quantum Computing without Moving Ions
研究了一种混合量子计算方案，其中混合量子比特由作为信息存储器的离子阱量子比特和作为量子处理器的固态电荷量子比特组成，通过超导腔连接。在本文中，我们扩展了我们以前的工作[1]，并研究了混合系统的退相干，耦合和可扩展性。本文计算了在激光辐射下，由于固体系统中电荷涨落和超导腔的耗散引起的离子-电荷耦合系统的退相干。设计了一种利用电荷量子比特的快速状态翻转来减少电荷噪声引起的退相干的门方案。我们还研究了一种超导开关，它被插入在腔和电荷量子比特之间，并提供量子比特之间的可调谐耦合。混合计划的可扩展性进行了讨论，在实现该计划的几个潜在的实验障碍。
2004-12-23 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
Realization of nonlinear oscillators with a trapped ion
本文研究了二维阱势中具有量子化质心运动的囚禁离子。在外加激光场作用下，两个正交振动模的有效（非）线性耦合可以通过受激喇曼跃迁建立。可以产生非经典振动态，如压缩态或双模纠缠态（薛定谔猫态）。当振动模与内能能级纠缠时，可以制备出Greenberger-Horne-Zeilinger（GHZ）态。
1997-05-21 quant-ph
Path-shortening realizations of nonadiabatic holonomic gates
非绝热完整量子计算使用非阿贝尔几何相位来实现一组通用的量子门，这些量子门对控制缺陷和退相干具有鲁棒性。迄今为止，已经提出了许多基于三能级的非绝热完整计算方案，其中一些方案已经在实验上实现。然而，所有这些工作都是基于同一类非绝热路径，这源于第一个非绝热完整建议。在这里，我们提出了一个通用的一套非绝热完整门的基础上扩展类的非绝热路径。我们发现，非绝热完整门可以实现的路径比已知的更短，这提供了实现非绝热完整门的可能性，较少暴露于退相干。此外，这种新的路径类型的形式的启发，我们找到了一种方法来消除退相干从非绝热完整门不诉诸冗余。
2018-10-25 quant-ph
