Implementing the fanout gate by a Hamiltonian
我们表明，对于偶数n，根据一个简单的哈密顿量演化n个量子位可以用来精确地实现一个（n+1）-量子位奇偶校验门，它在恒定深度上等价于一个（n+1）-量子位扇出门。我们还观察到，演化三个量子比特的哈密顿量会导致三路相等门的反转，这与单量子比特操作一起对于量子计算是通用的。
2003-09-23 quant-ph
Efficient and robust adiabatic universal quantum computation using STIRAP on a qubit chain
结果表明，利用量子比特链作为指针寄存器的受激拉曼绝热通道，可以实现高效、鲁棒的普适量子计算。
2008-06-27 quant-ph
General formalism of Hamiltonians for realizing a prescribed evolution of a qubit
我们研究了关于量子比特系统演化的逆问题，具体地说，我们考虑了如何建立量子比特在投影希尔伯特空间中沿着规定路径演化的哈密顿量。对于给定的路径，有无穷多个哈密顿算子可以实现相同的演化。一般形式的哈密顿构造，其中一个可以选择所需的一个实现规定的演变。该格式可以推广到高维系统。
2004-06-25 quant-ph
Experimental Hamiltonian Identification for Qubits subject to Multiple Independent Control Mechanisms
我们认为一个量子比特受到各种独立的控制机制，并提出了一个通用的策略，以确定每个控制机制的内部哈密顿量和相互作用哈密顿量，只依赖于一个单一的，固定的读出过程，如$σ_z$测量。
2004-09-17 quant-ph
Optimizing qubit Hamiltonian parameter estimation algorithms using PSO
我们开发量子位哈密顿单参数估计技术，使用贝叶斯方法。所考虑的算法仅限于固定基中的投影测量，并且是在量子比特测量比特征量子比特演化慢得多的假设下导出的。我们使用粒子群优化（PSO）的非自适应算法进行优化，并与以前开发的局部最优方案进行比较。
2012-06-18 quant-ph
On the practicality of time-optimal two-qubit Hamiltonian simulation
使用一组控制哈密顿量来获得所需的相互作用的时间最优方法是什么？Vidal，Hammerer and Cirac [Phys. Rev. Lett. 88（2002）237902]已经获得了一组强有力的结果，其特征在于使用固定的相互作用哈密顿量和对各个量子比特的快速局部控制来对两量子比特量子门进行时间最优模拟。这些结果有多大的实用价值？我们证明，有两个量子比特的哈密顿量，使时间最优模拟需要无限多的进化步骤，每个无穷小，因此是物理上不切实际的。一个程序，以确定哪些两个量子比特的哈密顿具有这种性质，我们表明，几乎所有的哈密顿。最后，我们确定了一些界限上的惩罚，必须支付的模拟时间，如果步骤的数量是固定在一个有限的数字，并表明，在模拟时间的成本是不是太大。
2003-03-11 quant-ph
Scheme for direct measurement of a general two-qubit Hamiltonian
构造适用于普适量子计算的双量子比特门对量子信息处理具有重要意义。构建这样的门依赖于两个量子比特系统之间相互作用动力学的准确知识。这封信将提出一个系统的方法，重建完整的双量子位相互作用哈密顿量通过实验措施的并发。这不仅为构造双量子位量子门提供了一种方便的方法，而且还可用于实验确定物理系统中的各种哈密顿参数。我们明确地表明，这种方法可以用来确定一阶和二阶自旋轨道修正量子点中的交换耦合。
2005-11-28 quant-ph
Two-Qubit Hamiltonian Tomography by Bayesian Analysis of Noisy Data
我们提出了一个经验策略，以确定一个两个量子比特系统的哈密顿动力学只使用初始化和测量在一个单一的固定的基础。使用贝叶斯方法从测量数据估计信号参数，从该方法重建基础哈密顿量，最多三个不可观测的相位因子。我们扩展的方法，通过多步方法实现完全控制的哈密顿层析成像的可控系统。通过分析包括投影噪声在内的模拟实验数据，对该技术进行了演示和评估。
2009-02-19 quant-ph
Universal quantum dynamics from two 2-local Hamiltonians
在本文中，我们证明了在n个量子比特上的两个2-局域哈密顿算子之间全局切换的能力足以在这n个量子比特上实现普适的幺正动力学。在构造中使用的两个哈密顿量中，一个是由一维链上最近邻的两量子比特相互作用组成的，另一个是由单量子比特相互作用组成的。我们描述了一种选择开关时间的方案，以便在n个量子位上生成任意的一个和两个量子位门。然而，开关方案是低效的，我们离开作为一个开放的问题，是否可以利用一个有效的方式的哈密顿的普遍性。
2008-01-29 quant-ph
Direct Estimation of Single- and Two-Qubit Hamiltonians and Relaxation Rates
我们提供了一种新的方法，通过利用一个单一的测量设备的量子哈密顿系统的特性。具体来说，我们演示了如何外部量子相关可以用于哈密顿识别任务。我们明确地介绍了直接估计单和双量子位哈密顿参数的实验程序，也为同时估计横向和纵向弛豫速率，使用一个单一的贝尔状态分析仪。我们的方法比以前的方法的一个优点是，它有一个内置的功能，这使得它适合部分表征的哈密顿参数。
2008-04-23 quant-ph
Robust controllability of two-qubit Hamiltonian dynamics
物理系统上的量子门（酉门）通常通过控制哈密顿动力学来实现。当哈密顿参数的完整描述是可用的，一组可实现的量子门很容易由量子控制理论的特点。然而，在许多实际系统中，由于精确测量的困难或系统的不稳定性，哈密顿量可能包括未知参数。在本文中，我们考虑的情况下，一些参数的哈密顿量是未知的，但我们仍然要执行一个鲁棒控制的量子门的未知参数无关。这种控制的存在以前在单量子比特系统中被证明，并且为双量子比特系统开发了一种建设性的方法，提供了完整的单量子比特控制。我们解析地研究了两个量子比特系统的鲁棒可控性，并应用李代数方法来处理只允许控制两个量子比特之一的情况。我们还使用数值方法来解决这些问题，因为我们的分析方法在某些系统中不起作用。
2019-08-14 quant-ph
Simulation and reversal of n-qubit Hamiltonians using Hadamard matrices
在量子信息处理中，用一个哈密顿量模拟另一个哈密顿量的能力是一个重要的基础。本文将基于Hadamard矩阵（quant-ph/9904100）的任意$σ_z \otimes σ_z$相互作用的模拟方法推广到任意两两相互作用。我们描述了两个应用程序的广义框架。首先，我们得到了一类在n比特哈密顿量中选择任意相互作用项的协议。该类包括quant-ph/0106064 v2中给出的方案。其次，我们得到了一类协议，用于反演任意的，可能未知的n-量子比特哈密顿量，推广了quant-ph/0106085 v1中的结果。
2001-08-28 quant-ph
Complete Characterization of the Ground Space Structure of Two-Body Frustration-Free Hamiltonians for Qubits
已知在量子比特之间仅携带两体相互作用的无阻挫哈密顿量的基态的寻找问题在多项式时间内是可解的。最近还表明，对于任何这样的哈密顿量，总是有一个基态，是一个产品的单或两个量子比特状态。然而，目前还不清楚整个地面空间是否具有任何简洁的结构。在这里，我们给出了任何两体无挫挫哈密顿量的量子比特的基空间的完整特征。也就是说，它是相同树结构的树张量网络状态的跨度。这个特征使我们能够表明，确定基态简并度的问题与它的经典类似物一样难，但并不比它难。
2010-10-12 quant-ph
Experimental Hamiltonian Learning of An 11-qubit Solid-State Quantum Spin Register
学习量子系统的哈密顿量对于预测系统动力学和实现高保真度的量子门是必不可少的。然而，这是一个显着的挑战，有效地描述的哈密顿时，其希尔伯特空间的维数与系统的大小呈指数增长。在这里，我们通过实验证明了一种自适应方法来学习11量子比特量子系统的有效哈密顿量，该量子系统由一个电子自旋和十个与钻石中的单个氮空位中心相关的核自旋组成。我们通过设计通用的量子门来验证所估计的哈密顿量，并在实验中展示了高保真度的门。我们的实验演示显示了一个良好的特征11量子位量子自旋寄存器的能力，测试量子算法，并作为一个多量子位单节点的量子网络。
2019-05-29 quant-ph
Robust preparation and manipulation of protected qubits using time--varying Hamiltonians
我们表明，它是可能的初始化和操纵在一个确定性的方式保护量子位使用时变哈密顿量。利用系统的对称性，我们预测的初始化和操作过程中的噪声的影响。这些预测与数值模拟结果吻合较好。我们的研究表明，拓扑保护在现实的实验条件下仍然有效。
2011-06-20 quant-ph
Hamiltonian learning for 300 trapped ion qubits with long-range couplings
针对含噪声中等规模量子时代量子模拟器哈密顿量学习成本高、缺乏高保真通用门的难题，采用全局操控与单量子比特分辨探测，实现300比特二维离子阱全连接Ising模型哈密顿量的线性资源高效学习，推动大规模离子阱量子模拟器应用。
2024-08-07 quant-ph
Combined Dissipative and Hamiltonian Confinement of Cat Qubits
本文提出一种结合双光子耗散与双光子交换哈密顿量的猫量子比特联合约束方案，在保持误差偏置的同时实现了快速高保真门操作，且仅需对现有实验装置做少量修改。
2024-10-04 quant-ph
Quantum simulation by qubitization without Toffoli gates
Qubitization是一种现代的方法来估计哈密顿特征值，而无需模拟其时间演化。虽然以这种方式避免了近似误差，但它的资源和门要求更加广泛：量子化需要额外的量子位来存储关于哈密顿量的信息，并且Toffoli门在整个例程中探测它们。最近，它表明，存储在一元表示的哈密顿量可以减轻需要这样的门在qubitization子程序之一。基于这一原则，我们开发了整个算法的全新分解：没有Toffoli门，我们可以将哈密顿量编码为对数深度内的量子位。
2020-05-19 quant-ph
Two-qubit Projective Measurements are Universal for Quantum Computation
Nielsen [quant-ph/0108020]表明，通用量子计算是可能的，因为量子存储器和对多达4个量子比特执行投影测量的能力。我们描述了一种改进的方法，只需要2量子比特的测量，这是足够的和必要的。我们提出了一种方法来部分折叠的$C_k$ -层次的酉门的间接建设[Gottesman和Chuang，自然，{ \bf 402} 309（1999）]，并应用该方法来寻找离散的通用集的2-qubit测量。
2002-04-09 quant-ph
Entangling capacities of noisy two-qubit Hamiltonians
我们发现，系统控制参数的内在波动限制了两个量子比特（交换）哈密顿量从混合初始状态产生纠缠的能力。我们发现三类高斯和拉普拉斯波动。对于伊辛模型和XYZ模型，存在定性上不同的尖锐纠缠生成跃迁，而海森堡、XY和XXZ哈密顿量类能够在任何有限噪声水平下生成纠缠。我们的发现意味着交换哈密顿量在噪声存在下产生纠缠的能力令人惊讶地强大，从而潜在地减少了对量子纠错的需要。
2004-08-10 quant-ph
Low-Weight Pauli Hamiltonian Sequences for Noise-Resilient Quantum Gates
介绍了一种基于低权重泡利哈密顿算子的简单协议，用于执行对控制噪声鲁棒的量子门。门由单量子位场的绝热序列和与单个辅助量子位的双量子位相互作用来实现，而相关技术需要三量子位相互作用、微扰小工具、更高维子系统和/或更多辅助量子位。低重量的相互作用和低量子比特开销为实验研究开辟了一条可行的道路，而在简并地面空间中的操作允许物理量子比特设计不受能量弛豫的影响。模拟表明，由于控制噪声引起的两量子比特门误差可以低至$10^{-5}$，对于可实现的耦合强度和时间尺度，低频噪声高达控制脉冲幅度的15%。
2017-11-02 quant-ph
Recognizing Small-Circuit Structure in Two-Qubit Operators and Timing Hamiltonians to Compute Controlled-Not Gates
这项工作提出了数值测试，以确定是否有一个双量子比特运营商的简单的量子线路。具体来说，我们描述的公式，写在矩阵系数，表征运营商实现正好零，一个，或两个控制非（CNOT）门和所有其他门是一个量子位。本文给出了一个具有最佳CNOT门数的双量子比特电路综合算法，并以Deutsch-Josza、Shor和Grover等人的量子算法中出现的算子为例进行了说明。在另一个应用中，我们的显式数值测试允许定时给定的哈密顿量来计算CNOT模单量子位门，当这是可能的。
2003-12-31 quant-ph
Universal feedback control of two-qubit entanglement
我们考虑两个量子比特进行本地耗散和本地驱动。然后，我们确定了最佳的马尔可夫反馈作用，以保持初始纠缠以及创建静态纠缠的帮助下的XY相互作用的哈密顿量。这样的反馈作用是以一种不依赖于初始两量子比特状态的方式计算出来的，因此称为普适的。
2017-04-07 quant-ph
Learning Quantum Hamiltonians from Single-qubit Measurements
从基于哈密顿的量子动力学中测量观测量是很自然的，而由测量数据估计哈密顿量的逆过程也是一个重要的课题。在这项工作中，我们提出了一个递归神经网络来学习的参数的目标哈密尔顿从单量子比特测量的时间记录。该方法不需要假设基态，只测量单量子比特的可观测量。它适用于含时和不含时的哈密顿量，并能同时捕获哈密顿量参数的大小和符号。以具有最近邻相互作用的量子伊辛哈密顿为例，我们训练我们的递归神经网络以高精度学习哈密顿参数，包括磁场和耦合值。数值研究还表明，我们的方法对测量噪声和退相干效应具有很好的鲁棒性。因此，它在估计量子器件的参数和表征基于哈密顿的量子动力学方面有着广泛的应用。
2020-12-23 quant-ph
Four qubits Hamiltonian of the Rs. molischianum light-harvesting complex II ring
我们将构造一个简单的Rs的四量子比特哈密顿量。molischianum紫色细菌光捕获复合物II（LH-II）环，其产生携带环的振荡器强度的能级。在激子表示中，这些能级与环的第二和第三最低电子激发相关联。我们假设量子比特形成一个闭环晶格，量子比特之间的相互作用仅仅是由于交换效应。正如我们将要展示的，本征态是以这样一种方式构造的，当我们随后划分Rs的量子位时。从molischianum LH-II环到仅由一个量子比特组成的子系统A和由其余量子比特组成的子系统B，各自的纠缠熵增加，直到达到最大纠缠态（二分系统）的值1。由于哈密顿量本质上引入了LH-II环的两级近似，我们将进一步假设量子比特闭环晶格和电磁场之间的相互作用由Jaynes-Cummings哈密顿量描述。这个假设本身就很有趣，因为它导致了量子比特晶格和场以拉比频率来回振荡交换量子能量的行为。这为实验研究Rs提供了一个具有挑战性的机会。molischianum LH-II环的量子力学性质。
2008-01-03 quant-ph
On The Study Of Partial Qubit Hamiltonian For Efficient Molecular Simulation Using Variational Quantum Eigensolvers
本文提出部分量子比特哈密顿量方法（PHA），通过逐项筛选泡利字符串构建截断哈密顿量，以更低计算成本实现高效VQE分子模拟，并可用于复杂系统初始化和抑制量子电路噪声误差。
2023-08-24 quant-ph
Controllability and universal three-qubit quantum computation with trapped electron states
我们展示了如何控制和执行通用的三量子比特量子计算与捕获的电子量子态。这三个量子比特是电子自旋，以及回旋加速器和轴向谐振子的前两个量子态。我们明确地展示了如何通用门可以执行。作为一个非平凡的量子算法的例子，我们概述了Deutsch-Jozsa算法在这个系统中的实现。
2008-02-20 quant-ph
Precision characterisation of two-qubit Hamiltonians via entanglement mapping
我们表明，一般海森堡哈密顿与非均匀耦合的特点是映射的纠缠，它产生的时间的函数。以这种方式识别的哈密顿量是可能的，因为每个运营商的系数控制的纠缠函数的振荡频率。确定了在哈密顿参数中实现给定精度所需的测量次数，并设计了有效的测量策略。我们推导出测量的数量之间的关系，由此产生的精度和最终的离散误差概率产生的系统的错误表征，当实现两个量子位门的量子计算。
2006-11-09 quant-ph
Tapering off qubits to simulate fermionic Hamiltonians
我们讨论了在对称性存在的情况下用量子比特对费米子多体系统的编码。这样的编码以保持系统哈密顿算子的简单结构的方式消除了冗余的自由度，从而使得能够用更少的量子位进行量子模拟。首先我们考虑描述粒子数守恒的$U(1)$对称性。使用基于第一量子化方法的先前已知的编码，可以在具有$Q=N\log{(M)}$量子位的量子计算机上模拟具有$N$粒子的$M$费米模式的系统。我们提出了一个新版本的这种编码量身定制的变分量子算法。此外，我们展示了如何提高稀疏性的模拟器哈密顿使用正交表。接下来，我们考虑基于第二量化方法的编码。结果表明，具有给定填充分数$ν=N/M$和量子比特/模式比$η=Q/M<1$的编码可以由具有相对距离$2ν$和编码率$1-η$的可有效解码的经典LDPC码构造.讨论了一类基于高围长二部图的码。基于图形的编码大致消除了$M/N$量子位。最后，我们考虑离散对称性，并展示如何使用先前已知的编码来消除量子位，说明简单分子型哈密顿量的技术。
2017-01-27 quant-ph
Universality of universal single-qubit-gate decomposition with coherent errors
在量子计算中，为了产生任意的一比特和两比特量子门，通常采用泛分解的方法，并证明了泛分解的普适性。然而，在实际的实验中，门误差可能会影响通用分解的通用性。在这里，我们专注于单量子比特门分解方案，并研究相干误差对普适性的影响。证明了在所研究的参数空间中，某些相干误差不会影响原普适性，而另一些相干误差则会破坏原普适性，给出了具有相干误差的普适性的定义和解析解，并在此基础上提出了恢复具有相干误差的运算精度的方法.我们还给出了三种相干性的分析结果，这提供了另一种度量的普遍性和全面描绘的各种相干错误的分解方案的弹性。我们的工作为量子编译引入了一种与现有方法不同的思维方式。
2022-11-07 quant-ph
Universal quantum computation with two- and three-qubit projective measurements
我们提出了一组有限的投影测量，连同量子存储器和准备的|0>态，满足通用量子计算。这扩展了Nielsen [quant-ph/0108020]的工作，Nielsen提出了一种方案，其中可以仅使用至多2n个量子比特上的投影测量来模拟n个量子比特上的任意酉操作。我们集合中的所有测量都涉及两个量子比特，除了两个测量涉及三个量子比特。因此，我们将尼尔森的结果所暗示的上限提高了一个，即参与任何单一测量以实现通用量子计算所需的最大量子位数。我们的每个测量都是二值的，每个测量都可以在数学上表示为单量子比特测量的布尔组合。
2001-11-19 quant-ph
Decoherence control: Universal protection of two-qubit states and two-qubit gates using continuous driving fields
利用局部静态场和振荡场构造了一种场配置，以实现对两量子比特态的通用（但低阶）保护。也就是说，如果与环境的截止频率相比，驱动场频率足够大，则可以保护两个量子比特状态免受任意系统-环境耦合。同样重要的是，我们证明了可以构建驱动场来保护两量子比特纠缠门不受退相干的影响，而不需要假设任何特定形式的系统-环境耦合。利用非马尔可夫主方程，我们进一步证明了我们的连续动态退耦场在保护纠缠方面的有效性，以及受保护的双量子比特门在产生纠缠方面的优异性能.这一结果对目前利用通用动态退耦脉冲序列进行纠缠保护的研究具有一定的补充作用。
2011-10-30 quant-ph
Complexity of commuting Hamiltonians on a square lattice of qubits
我们考虑的计算复杂性的哈密顿量是在量子比特的正方形晶格作用于格元的交换项的总和，我们表明，决定是否基态最小化每个本地项的能量分别是在复杂性类NP。也就是说，如果基态具有该性质，则这可以使用可以在经典计算机上有效验证的经典证书来证明。不同于以前的结果交换哈密顿，我们的证书证明了这样一个国家的存在，而没有给出如何准备它的指示。
2011-09-27 quant-ph
A unified approach to realize universal quantum gates in a coupled two-qubit system with fixed always-on coupling
我们证明了在耦合的双量子比特系统中，任何单量子比特门都可以分解为两个条件双量子比特门，并且任何条件双量子比特门都可以通过类似于受控双量子比特门的操作来实现。在此基础上，我们提出了一种统一的方法来实现通用的单量子比特和双量子比特门在耦合的双量子比特系统与固定的常开耦合。这种方法既不需要辅助电路或额外的物理量子位来控制耦合，也不需要额外的硬件来调整能级结构。这种方法的可行性是通过数值模拟的单量子比特门和创建两个量子比特贝尔态的射频驱动电感耦合的两个SQUID通量量子比特与现实的设备参数和恒定的始终在线耦合。
2005-07-01 quant-ph
Adiabatic and Hamiltonian computing on a 2D lattice with simple 2-qubit interactions
我们展示了如何使用与时间无关的哈密顿量在二维网格上进行通用哈密顿量和绝热计算，该网格描述了一个跳跃粒子系统，这些粒子串在一起并相互作用以进行计算。在这种结构中，一个粒子的运动由其他粒子的存在或不存在来控制，这是一种有效的量子场效应晶体管，可以构建受控非门和受控旋转门。该结构转化为通用量子计算模型，在（几乎）平面网格上具有与时间无关的2量子位ZZ和XX+YY相互作用。有效的汉密尔顿算子是通过单独使用一阶微扰理论而得到的，避免了使用微扰工具。有效哈密顿量的动力学和光谱性质可以完全确定，因为它对应于量子线路和哈密顿量之间的映射的特定实现，称为时空电路到哈密顿量的构造。由于需要简单的相互作用，并且没有使用高阶微扰工具，我们的构造可能使用超导或其他固态量子比特来实现。
2015-09-03 quant-ph
Universal 2-local Hamiltonian Quantum Computing
提出了一种量子计算通用的哈密顿量子计算方案（BQP）。我们的哈密顿量是一个多项式数（在量子线路中的门的数量L）的时间无关的，常数范数，2-本地量子比特-量子比特相互作用项的总和。此外，系统中的每个量子位只与恒定数量的其他量子位相互作用。计算机分三个步骤运行-从一个简单的初始产品状态开始，将其演化为L^2阶的时间（直到对数因子），并以两个量子比特的测量结束。我们的模型不同于以前的通用2-本地哈密顿结构，因为它不使用微扰工具，不需要大的能量惩罚的哈密顿量，不需要运行缓慢，以确保绝热演化。
2011-11-21 quant-ph
Multiple Silicon Dangling-Bond Charge qubits for quantum computing: A Hilbert-Space Analysis of the Hamiltonian
该研究针对硅基悬挂键电荷量子比特的计算希尔伯特空间表征问题，通过量子比特损耗假设与自旋守恒特性缩减空间规模，并分析了量子比特数增长时所需的经典存储资源，为固态量子计算的空间复杂度优化提供依据。
2023-04-19 quant-ph
Generalized two-qubit Hamiltonian for Projective Quantum Feature Maps
Faculty of Sciences, UNESP - São Paulo State University（圣保罗州立大学理学院）；Hospital Israelita Albert Einstein（阿尔伯特·爱因斯坦以色列医院）
提出基于广义两量子比特哈密顿量的投影量子特征映射，通过局部泡利场和两体泡利相互作用编码经典特征，在四个生物医学数据集上验证其相对于经典基线的统计显著优势。
2026-06-12 quant-ph
Implementing universal multi-qubit quantum logic gates in three and four-spin systems at room temperature
本文介绍了在三量子比特和四量子比特分子的宏观系综中多量子比特门$% Λ_n(not) $的实验实现。我们不再严重依赖于作为量子计算中基本量子操作的两位通用门，而是使用具有明确定义的频率和长度的脉冲，这些脉冲同时应用于量子寄存器中的所有量子位。在某些量子计算中，当这个过程扩展到更多的量子比特时，这种方法在实验上是方便的，并且它也可以用于其他物理系统。
2000-08-25 quant-ph
Universal non-adiabatic geometric manipulation of pseudo-spin charge qubits
可靠的量子信息处理需要在特征相干时间内对量子系统进行高保真的通用操纵。非绝热完整量子计算提供了一种很有前途的方法来实现快速，通用和鲁棒的量子逻辑门，特别是在纳米制造的固态架构中，通常具有短的相干时间。在此，我们提出了一个实验上可行的方案，在纳米工程赝自旋电荷量子比特中实现高速通用几何量子门。我们使用一个三个耦合的量子点系统，其中一个双量子点电荷量子比特的两个计算态通过一个中间量子点相互作用。引入量子位的额外自由度使得可以创建几何模型系统，该系统通过仔细控制点间隧穿参数来实现鲁棒且高效的单量子位旋转。我们证明了两个电荷量子比特之间的电容耦合允许一族非绝热完整控制的两量子比特纠缠门，从而提供了一个有希望的过程来保持电荷量子比特的纠缠和容错通用量子计算的途径。我们估计的可行性所提出的结构，通过分析在一定程度上的门的刚度。
2017-04-07 quant-ph
Universal quantum computation with unlabeled qubits
我们证明了Walsh-Hadamard变换的n次方根（从Hadamard门和量子比特的循环置换获得），以及两个对角矩阵，即局部量子比特翻转（对于固定但任意的量子比特）和非局部相位翻转（对于固定但任意的系数），可以在n个量子比特上进行通用量子计算。一个量子计算，利用n个量子比特，并基于这些操作，然后是一个可变长度的字，但其字母总是取自基数为3的字母表。因此，与其他通用集合相比，这里描述的操作的应用不需要选择量子位线。基于这个集合的量子算法可以被解释为量子粒子在德布鲁因图上的离散扩散，通过与弧相关联的相位的辅助修改来实时校正。
2006-04-28 quant-ph
Universal Set of Quantum Gates for Double-Dot Exchange-Only Spin Qubits with Intradot Coupling
提出了一种基于双量子点中只交换自旋量子比特的通用量子门操作，其中每个量子比特由（2，1）填充中的三个电子获得.门操作通过静电调制隧道势垒和两个点之间的能量偏移来解决，分别为单占用和双占用。我们提出了Hadamard门和$π$ /8门的单量子位操作的显式门序列，以及双量子位控制的非（CNOT）门，以完成泛集.考虑了双占据量子点中两个电子之间不可切换的相互作用。采用自旋密度泛函理论模拟得到短的门时间。
2014-04-09 quant-ph
Realization of universal quantum cloning with SQUID qubits in a cavity
提出了一种利用超导量子干涉器件（SQUID）量子位实现$1\to 2$通用量子克隆机（UQCM）的方案。提出了一种基于双光子喇曼共振过程的CNOT操作方案，并利用双光子喇曼共振过程提高了操作速率。与以往的工作相比，我们的方案在实验实现和进一步利用方面具有优势。
2007-07-05 quant-ph
Universal optimal cloning of qubits and quantum registers
我们回顾了我们最近的工作的通用（即输入状态无关）的量子比特的最佳量子复制（克隆）。我们提出了描述量子比特的最佳克隆的幺正变换，并提出了相应的量子逻辑网络。我们还提出了一个最佳量子复制“机器”（变换）的网络，它从原始量子比特产生N+1个相同的副本。这里，复制品的质量（保真度）也不取决于原件的状态，而只是复制品数量N的函数。此外，我们还提出了在任意维希尔伯特空间中普适地、最优地克隆量子对象态的机器。特别是，我们讨论了量子寄存器的通用克隆。
1998-01-07 quant-ph
Learning Hamiltonians in the Heisenberg limit with static single-qubit fields
Duke University（杜克大学）
该研究提出了一种利用静态单量子比特场在海森堡极限下学习量子哈密顿量的新方法，克服了传统方法对多量子比特操作和频率强度的限制，通过数学证明和实验验证实现了最优缩放。
2026-01-15 quant-ph
Experimental time-optimal universal control of spin qubits in solids
系统的量子控制在现代科学技术中起着重要的作用。量子控制的最终目标是以时间最优的方式实现高保真度的普适控制。虽然高保真度的通用控制已经在各种量子系统中报道，时间最优通用控制的实验实现仍然是难以捉摸的。在这里，我们报告的实验实现时间最优的通用控制的自旋量子位在钻石。本文推广了近年来求解量子最速线方程的一种方法[X. Wang等人，物理修订版信函114，170501（2015）]，我们获得了具有固定量子比特相互作用和约束控制场的多量子比特的精确最小时间协议。单量子位和双量子位时间最优门的实验实现，通过量子过程层析成像获得99%的准确度。我们的工作为实现精确的量子控制提供了一条时间最优的途径，并为一般量子系统的时间最优控制的新兴领域解锁了新的能力。
2016-10-25 quant-ph
Generation of quantum logic operations from physical Hamiltonians
我们提供了一个系统的分析物理生成的单和双量子比特量子操作的哈密顿量可在各种量子系统的可扩展的量子信息处理。我们表明，单量子位操作的生成可以转化为布洛赫球上的转向问题，而两个量子位的问题一般可以转化为一个转向问题，在四面体代表所有的本地等价类的两个量子位操作（外尔室）。我们使用这种方法来研究几个物理的例子产生两个量子位操作。该导引方法为各种量子计算方案的实现提供了有益的指导。
2004-12-22 quant-ph
Sudden death of entanglement with Hamiltonian ensemble assisted by auxiliary qubits
本文提出通过哈密顿量系综方法将单量子比特与具有随机能级间距的辅助量子比特耦合来模拟纵向弛豫，发现纵向弛豫必然导致纠缠猝灭，而横向弛豫会加速有限时间内的解纠缠。
2023-08-04 quant-ph
Dynamical matrix for arbitrary quadratic fermionic bath Hamiltonians and non-Markovian dynamics of one and two qubits in an Ising model environment
我们得到了任意二次费米子哈密顿量作用于一个或两个量子比特的环境的量子映射的Kraus分解的解析表达式，并导出了简单的函数来检查中间映射的非正性。这些函数对应于两个不同的非马尔可夫性的充分判据。在伊辛哈密顿所代表的环境的特定情况下，我们讨论了模型中的非马尔可夫性的两个来源，一个是由于晶格的有限大小，另一个是由于相互作用的种类。
2017-04-11 quant-ph
A universal quantum circuit for two-qubit transformations with three CNOT gates
我们考虑通过CNOT门和单量子比特幺正门实现两量子比特的幺正变换。我们表明，通过一个明确的量子线路，连同本地门三个CNOT门是必要的和足够的，以实现任意幺正变换的两个量子比特。我们还确定了两个量子比特门的子集，可以执行只有两个CNOT门。
2003-08-04 quant-ph
Universal and phase covariant superbroadcasting for mixed qubit states
我们描述了一个一般的框架来研究混合量子比特态的协变对称广播映射。我们明确地推导出最佳的N到M的超广播地图，实现最佳的纯化的单站点输出副本，在普遍和相位协变的情况下。我们还研究了超广播态的两体纠缠特性。
2006-02-15 quant-ph
Universal Dynamical Decoupling: Two-Qubit States and Beyond
Uhrig的动态去耦脉冲序列已经成为一种通用的和非常有前途的方法去相干抑制。到目前为止，理论和实验研究都只研究了单量子比特的退相干。这项工作将Uhrig的普适动力学解耦从单量子比特系统扩展到双量子比特系统，甚至扩展到一般的多能级量子系统。特别是，我们表明，通过设计适当的控制哈密顿量的两个量子比特或多能级系统，乌里克的脉冲序列也可以保持广义量子相干性措施的顺序为$1+O(T^{N+1})$，只有$N$脉冲。我们的结果为有效锁定两量子比特纠缠态提供了一个非常有用的方案。Uhrig的脉冲序列在保持多能级量子系统的量子相干性方面的未来重要应用也是可以预期的。
2009-11-11 quant-ph
Experimental implementation of quantum gates through actuator qubits
通用量子计算需要在量子寄存器上实现任意控制操作。在大多数情况下，这是通过外部控制场选择性地作用于每个量子位来驱动单量子位操作来实现的。结合包含量子位之间的相互作用的漂移哈密顿算子，这允许实现任何所需的门操作。在这里，我们展示了一个替代方案，不需要对所有量子位进行本地控制：我们间接地在一组目标量子位上实现一个和两个量子位的门操作，通过直接控制的致动器量子位上的门与耦合致动器和目标量子位的漂移哈密顿量的组合。实验进行核自旋，使用射频脉冲作为门操作和磁偶极耦合的漂移哈密顿量。
2014-05-28 quant-ph
Entanglement of extremal density matrices of 2-qubit Hamiltonian with Kramers degeneracy
我们建立了一种新的方法来分析依赖于有限维哈密顿量参数的极值密度矩阵的纠缠特性。它被应用到一个一般的2量子比特的哈密顿量，可以显示Kramers简并。这是通过极值密度矩阵形式主义，它允许扩展到传统的变分原理的混合状态。通过在极值密度矩阵上应用关联矩阵和Schlienz-Mahler矩阵的正部分转置判据，我们证明了通过适当改变哈密顿量的参数，可以得到纯纠缠态和混合纠缠态.对于时间反演不变的哈密顿量，其极值纯态可以是纠缠态，也可以不是纠缠态，证明了它们不是时间反演不变的。对于极端混合态，我们一般有5种可能的情况：其中三种是纠缠态，另外两种是可分态。
2018-06-30 quant-ph
