Quantum Decoherence of Charge Qubit coupled to Nonlinear Nanomechanical Resonator
当纳米机械谐振腔的非线性不可忽略时，解析地研究了电荷量子比特的量子退相干。利用非线性Jaynes-Cummings模型，探讨了非线性纳米机械谐振器作为量子数据总线的可能性，非线性破坏了动态量子信息存储，维持了电荷量子比特量子相干性的恢复。通过对退相干因子的计算，讨论了纳米机械谐振腔的非线性对电荷量子比特工程退相干的影响。
2013-04-27 quant-ph
Entanglement of qubits via a nonlinear resonator
研究了两个量子比特在非线性谐振腔中的相干耦合。它示出的纠缠量可访问的演化既依赖于谐振器的哈密顿量的非线性的强度和系统的初始准备。所产生的纠缠在退相干的存在下仍然存在。
2009-04-20 quant-ph
Fast readout and reset of a superconducting qubit coupled to a resonator with an intrinsic Purcell filter
将谐振器耦合到超导量子位使得能够对量子位进行各种操作，包括色散读出和无条件重置。这些操作的速度受到谐振器的外部衰减速率的限制。然而，增加衰减速率也增加了经由谐振器的量子比特衰减速率，从而限制了量子比特寿命。在这里，我们证明了谐振器介导的量子比特衰减可以通过利用谐振器的分布元件，多模性质来抑制。我们表明，抑制超过两个数量级的带宽为600 MHz。我们使用这种“固有的Purcell过滤器”，以证明一个40 ns的读出与99.1%的保真度和100 ns的复位与剩余激励小于1.7%。
2022-04-09 quant-ph
Tuning nonequilibrium heat current and two-photon statistics via composite qubit-resonator interaction
量子热输运和双光子统计是电路量子电动力学系统中两个典型的非平衡特性。在这里，我们研究了复合量子比特-谐振腔模型中稳态下的量子热流和双光子关联函数，其中一个量子比特同时表现出与单模光学谐振腔的横向和纵向耦合。在弱量子比特-共振器相互作用下，我们揭示了两个微观输运图像，即，cotunneling和循环热交换过程，分别对应于横向和纵向耦合。在强耦合条件下，热流通过增加耦合强度而呈现出非单调性，这与量子位与相应热浴之间的散射过程密切相关.此外，纵向耦合是优选的，以增强强量子比特谐振器耦合制度中的热流。对于双光子关联函数，它表现出反聚束到聚束的转变，这主要是由第一和第二激发本征态之间的能隙的调制决定的。我们的研究结果有望在电路量子电动力学平台上加深对非平衡热输运和非经典光子辐射的理解。
2021-09-05 quant-ph
Probing strongly driven and strongly coupled superconducting qubit-resonator system
本研究实验和理论研究了强驱动强耦合的超导磁通量子比特-谐振器系统，观察到因强耦合扭曲能级而偏离标准单量子比特干涉的量子干涉效应。
2025-08-05 quant-ph
Charge-Qubit-Resonator-Interface-Based Nonlinear Circuit QED
本文探讨了电荷量子比特与微波LC谐振腔感应耦合的非线性电路QED在光子工程和超强耦合多光子量子光学中的应用。简单地扫描栅压偏置就可以实现任意的Fock态脉冲脉塞，其中单个量子比特起着人工增益介质的作用。共振泵浦参量量子比特-谐振腔界面导致谐振腔场的压缩，这对量子限幅微波放大是有用的。此外，在自由驱动系统的稳态下，可以观察到向上和向下的多光子量子跃迁。
2018-09-18 quant-ph
High-fidelity quantum transduction with long coherence time superconducting resonators
为了实现量子通信协议和量子传感中的高效率和高保真度，我们提出了一种基于长相干时间超导腔与电光谐振器耦合的新型量子转换混合系统。©2022作者（S）
2022-05-03 quant-ph
Resonator-assisted entangling gate for singlet-triplet spin qubits in nanowire double quantum dots
我们提出了一种谐振子辅助的纠缠门，用于高保真度的自旋量子比特。每个自旋量子比特对应于纳米线双量子点中的两个电子，单线态和三重态之一作为逻辑量子比特态。该门受虚电荷偶极跃迁的影响。我们在我们的模型中包括噪声，以显示在当前的实验条件下的方案的可行性。
2010-05-17 quant-ph
Quantum logic gates with controllable and selective interaction for superconducting charge qubits via a nanomechanical resonator
在本文中，我们提出了一个方案，实现两个量子位逻辑门的可控和选择性的相互作用在一个可扩展的超导电路的电荷量子位。纳米机械谐振器被用作连接量子位的数据总线。指出利用数据总线可以实现量子比特之间的可控相互作用。结果表明，当系统中包含多个量子比特时，可以实现量子比特之间的选择性相互作用。
2008-03-30 quant-ph
Control the qubit-qubit coupling with double superconducting resonators
Tokyo University of Science（东京科学大学）；RIKEN Center for Quantum Computing (RQC)（理化学研究所量子计算中心）；Fujitsu Limited（富士通有限公司）；National Yang Ming Chiao Tung University（国立阳明交通大学）；National Tsing Hua University（国立清华大学）
研究双谐振腔耦合超导量子电路中量子比特-量子比特耦合的开关过程，通过调节量子比特与双谐振腔频率差实现耦合强度调控，为大规模超导量子处理器提供新平台。
2026-02-25 quant-ph
All-Resonant Control of Superconducting Resonators
提出了一种控制超导谐振器量子态的全谐振方法。这种方法使用线性耦合到谐振器的可调谐人工原子，并允许有效的路线Fock状态合成，qudit逻辑操作，和NOON状态的合成。这种谐振方法进行了理论分析，并发现执行显着优于现有的建议，使用相同的技术。
2012-08-17 quant-ph
Probing semiconductor quantum dot state and manipulation with superconducting transmission line resonator
分析了超导传输线谐振器与半导体双量子点的耦合系统。我们模拟了微波信号在谐振腔中的相移，这对量子点量子比特的状态和操纵是敏感的。测量质量足够高，并且结果表明可以设想基于这种类型的电路的固态量子处理器。
2013-12-08 quant-ph
Scalable one-way quantum computer using on-chip resonator qubits
我们提出了一个可扩展的和强大的架构，单向量子计算使用超导传输线谐振器耦合网络。在我们的协议中，量子信息被编码到谐振器的长寿命光子态中，其具有比通常的超导量子比特长得多的相干时间。每个谐振腔包含一个电荷量子比特，用于光子量子比特的状态初始化和局域投影测量。任何一对相邻的光子量子位通过介体电荷量子位耦合，并且可以通过将斯塔克移位的拉比脉冲施加到这些介体量子位来创建大的光子簇态。我们的架构的显着优势是，它结合了固态系统的良好的可扩展性和光子量子比特的长相干时间。此外，该架构对于参数变化非常鲁棒。
2011-11-11 quant-ph
Qubit-assisted transduction for a detection of surface acoustic waves near the quantum limit
利用声表面波谐振器、微波谐振器和超导量子比特组成的混合量子系统实现了对声表面波谐振器中涨落的超灵敏测量。被驱动的量子比特的非线性引起参数耦合，其将SAW谐振器中的激发上转换为MW谐振器中的激发。声表面波谐振器的量子极限附近的热波动中观察到的噪声谱在MW域。
2017-10-02 quant-ph
Quarter-wave Resonator Based Tunable Coupler for Xmon Qubits
提出了一种基于四分之一波长谐振器的可调谐耦合器方案。T型谐振器的开放端与两个Xmon量子比特电容耦合，而另一端是主导耦合器谐振器的电感能量的非对称dc-SQUID。通过磁通偏置线施加的直流电流可以改变dc-SQUID内部的磁通量，从而可以有效地调谐耦合器谐振腔的频率，并完全关闭量子比特之间的耦合。随着结非对称性的增加，在耦合器谐振腔所要求的工作频率范围内，SQUID的有效相位差和腔模之间的耦合变小，从而减小了谐振腔品质因数的下降。利用T型谐振器的横向宽度可以增大交叉电容的间距，从而有效抑制ZZ串扰耦合。非对称dc-SQUID距离Xmon量子比特约5毫米，并且仅需要磁通偏置线上的小电流，这原则上对超导Xmon量子比特产生较少的磁通噪声。
2022-08-19 quant-ph
Resonator-assisted quantum transduction between superconducting qubits and trapped atomic systems via Rydberg levels
提出利用共享微波谐振器和Rydberg能级实现超导量子比特与囚禁原子量子比特间的量子转换方案，探究共振与色散两种耦合协议，并在多种耗散和退相干源下评估了转移保真度。
2025-09-16 quant-ph
Simple protocol for generating W states in resonator-based quantum computing architectures
我们描述了一个简单，实用的方案，用于产生多量子位W态的谐振器为基础的架构，其中N约瑟夫森相位量子位电容耦合到一个共同的谐振器总线。整个控制序列由三个脉冲组成：激发电路中单个量子位的局部拉比脉冲;将量子位激发传输到谐振器总线的耦合脉冲;以及同时将总线耦合到所有N个量子位的主要纠缠操作。如果量子比特-谐振器耦合强度g远小于量子比特能量分裂，则最初被激发到近简并单激发子空间中的系统保持在该子空间内，同时平滑地朝着完全均匀的W态叠加发展。发现最终纠缠操作的持续时间根据t = pi/[2gN^（1/2）]随着量子比特总数的增加而减少，这与之前提出的一些腔QED W态生成方案一致。
2012-03-25 quant-ph
Transmission spectra of an ultrastrongly coupled qubit-dissipative resonator system
我们计算了磁通量子比特与耗散共振器在超强耦合下的透射谱。这样的量子位振荡器系统构成了超导电路QED平台的构建块。计算出的弱探测场的透射率在频域中量化了量子比特在振荡器及其耗散环境（欧姆热浴）的唯一影响下的响应。我们发现的量子比特谐振器系统的显着特点，即在计算的传输，修改的耗散环境的存在下的两个倾角结构。倾角的相对大小、位置和加宽由量子位振荡器失谐之间的相互作用、它们的耦合强度以及与热浴的相互作用决定。
2019-08-22 quant-ph
Engineering two-mode squeezed states of cold atomic clouds with a superconducting stripline resonator
提出了一种利用超导带状线谐振腔表面附近的两个分离冷原子云实现双模压缩态的方案。利用原子自旋与带线谐振腔模之间的相干磁耦合，通过精确控制系统的动力学，可以产生所需的双模压缩态。该方案可用于实现冷原子耦合到带状线谐振器的可扩展的片上量子网络。
2010-09-16 quant-ph
Strong Coupling between a Topological Qubit and a Nanomechanical Resonator
我们描述了一个方案，使一个强的拓扑量子比特和磁化纳米机械谐振器的量子化运动之间的相干耦合。这种耦合是通过在量子相位控制器下将磁性尖端阵列连接到纳米机械谐振器来实现的，该量子相位控制器相干地控制拓扑量子比特的能隙。结合单量子比特的旋转，强耦合使得拓扑和机械量子比特的混合系统上的任意幺正变换成为可能，并且可能为拓扑和光学量子比特之间的量子信息传递铺平道路。数值模拟结果表明，拓扑量子比特和机械量子比特之间的量子态传输和纠缠分布可以实现高保真度。
2013-01-19 quant-ph
Optomechanical-like coupling between superconducting resonators
我们提出并分析了一个电路，实现了两个超导微波谐振器之间的非线性耦合。谐振器通过终止谐振器之一的超导量子干涉器件（SQUID）耦合。这在标准光学机械形式上产生非线性相互作用，其中一个谐振器的正交耦合到另一个谐振器的光子数。因此，该电路允许模拟光机械系统的全电实现，耦合可以是强的和可调的。我们估计的耦合强度，应该与拟议的设备，我们发现，该设备是一个很有前途的候选人实现单光子强耦合制度。作为一个潜在的应用，我们讨论了非线性耦合微波谐振器网络的实现，它可以用于微波-光子的量子模拟。
2014-03-18 quant-ph
Controllable coupling between a nanomechanical resonator and a coplanar-waveguide resonator via a superconducting flux qubit
我们研究了由一个共面波导（CPW）谐振器和一个纳米机械谐振器（NAMR）组成的三重量子系统，其中通量量子比特与两个谐振器都有很大的失谐。通过幺正变换和二阶近似，我们得到了一个强的和可控的（即，磁场依赖）NAMR和CPW谐振器之间的有效耦合。由于强耦合，从共面波导谐振腔的电压涨落谱中可以观察到真空拉比分裂。我们进一步研究了单光子输运的性质，从反射率或等效的透射率推断。我们发现，反射率和相应的相移光谱都表现出由于真空拉比分裂的窄谱特征的双峰。通过调节外部磁场，反射率和相移可以分别从0变化到1和从$-π$变化到$π$。结果表明，这种混合量子系统可以作为量子路由器。
2015-09-22 quant-ph
Flexible Integration of Gigahertz Nanomechanical Resonators with a Superconducting Microwave Resonator using a Bonded Flip-Chip Method
本研究提出电流键合倒装芯片方法，实现吉赫兹纳米机械谐振器与可调超导微波谐振器的强耦合，在低温下获得约15 MHz耦合强度，为可即插即用的复杂杂化量子系统架构奠定基础。
2023-04-26 quant-ph
Hybrid Two-Qubit Gate using Circuit QED System with Triple-Leg Stripline Resonator
我们从理论上提出了一个用三臂带状线谐振器（TSR）实现的电路QED系统。与线性带状线谐振器不同，TSR的基本腔内微波模式是双重简并的。当一个超导量子位被放置在一个TSR腿附近时，一个基模直接耦合到量子位，而另一个保持不耦合。我们的系统非常类似于一个光学腔QED系统，其中一个原子在一个腔耦合到入射光子与特定的偏振放置在前面的光学腔偏振分束器。利用我们的电路QED系统，我们从理论上研究了在由飞行微波量子比特和超导量子比特组成的混合量子比特中的双量子比特量子门操作。我们已经证明，对于混合量子比特，量子控制相位翻转（CPF）门可以可靠地实现实验可用的参数集。
2018-08-08 quant-ph
Multiphoton Quantum Logic Gates for Superconducting Resonators with Tunable Nonlinear Interaction
我们提出了一个可调的非线性相互作用的超导谐振器对上的量子逻辑操作的实施，其中两个谐振器的相互作用是由transmon量子比特（qubit）介导的。这种相互作用的特征在于高的开-关耦合比，并且允许用于多光子腔态的量子信息处理的快速量子比特型和$d$能级系统（qudit）型操作。我们提出的分析和数值计算表明，这些操作可以进行几乎单位保真度在没有任何耗散现象，而物理双光子双谐振腔操作可以实现的保真度为99.9%的量子比特和谐振腔退相干的存在。这封信中提出的谐振器-量子比特-谐振器系统可以使用现有的平面或三维微波技术来实现。
2018-07-10 quant-ph
Control of transition frequency of a superconducting flux qubit by longitudinal coupling to the photon number degree of freedom in a resonator
我们利用微波驱动控制超导磁通量子比特耦合到由直流超导量子干涉器（dc-SQUID）构成的频率可调谐振器中的跃迁频率。dc-SQUID介导谐振器中的微波光子与通量量子比特之间的耦合。频移的极性取决于量子位的通量偏置的符号，并且可以是正的和负的。频率偏移的绝对值随着谐振腔中光子数的增加而变大。这些行为再现模型考虑磁通量子比特和dc-SQUID之间的磁相互作用。通量量子比特跃迁频率的调谐范围达到$\approx$ 1.9 GHz，远大于使用典型电路量子电动力学器件在色散区观察到的交流Stark/Lamb位移。
2020-05-13 quant-ph
Quantum State Synthesis of Superconducting Resonators
对两个超导谐振腔的纠缠态的不同合成方法进行了理论分析。这些方法使用实验证明的共振器与人造原子的相互作用，并提供了有效的途径来产生非经典状态。我们分析了这些算法的理论结构和它们的平均性能为任意状态和确定性准备NOON状态。使用一种新的状态合成算法，我们表明，NOON状态可以在所需的光子数的时间线性，没有任何状态选择性的相互作用。
2015-03-07 quant-ph
Prospects of employing superconducting stripline resonators for studying the dynamical Casimir effect experimentally
讨论了NbN超导微波带状线谐振器在动态Casimir效应实验研究中的应用前景。初步的实验结果，其中光学照明用于调制谐振腔的谐振频率，表明这样的系统是非常有前途的为此目的。此外，我们讨论了加热的不良影响，从光学照明的结果，并表明，通过采用适当的设计，可以最大限度地减少噪声性能的退化。
2006-09-03 quant-ph
Control and readout of a transmon using a compact superconducting resonator
本研究采用由平行板电容器和线形几何电感器构成的紧凑型集总元件谐振器，实现transmon量子比特的控制与读出，该谐振器尺寸与标准transmon相当，面积比共面波导谐振器小一到两个数量级，观测到相干拉比振荡，为超导量子系统小型化和规模化提供了新路径。
2024-03-07 quant-ph
Minimizing Kinetic Inductance in Tantalum-Based Superconducting Coplanar Waveguide Resonators for Alleviating Frequency Fluctuation Issues
本文针对钽基超导共面波导谐振器因动态电感较大导致的频率波动问题，从制造和设计两方面优化，将频率波动降低超过100倍，同时保持高内部品质因数，为钽在大规模超导芯片中的应用提供新思路。
2024-05-05 quant-ph
A double-resonator coupler for high-fidelity two-qubit gates between superconducting qubits
NextQuantum Center, Seoul National University（首尔大学 NextQuantum 中心）；Department of Physics and Astronomy, Seoul National University（首尔大学物理与天文学系）；Institute of Applied Physics, Seoul National University（首尔大学应用物理研究所）；Samsung Advanced Institute of Technology, Samsung Electronics（三星电子三星先进技术研究院）
该研究提出双谐振器耦合器（DRC），可完全消除宽失谐范围的残余ZZ相互作用，实现20纳秒、失保真度低于10^-5的高保真双量子比特门，为超导量子处理器提供灵活单结耦合架构。
2026-11-04 quant-ph
Superconducting qubit as a probe of quantum fluctuations in a nonlinear resonator
除了它们在量子信息处理中的核心作用之外，量子比特已经被证明是一系列其他应用中的有用工具，例如增强的量子传感和量子噪声的光谱仪。在这里，我们表明，超导量子比特强耦合到一个非线性谐振器可以作为探测器的量子涨落的谐振器内的字段。基于以前的工作[M]。Boissoneault等人，Phys.Rev.A85，022305（2012）]，我们导出了考虑到谐振器场的压缩的量子位的有效主方程。我们展示了如何在量子比特的激发光谱，由这个模型预测的边带可以揭示压缩和量子加热的信息。本文的主要结果已成功地与实验数据进行了比较[F. R. Ong等人，Phys.Rev.Lett. 110，047001（2013）]，并且我们在此呈现推导的细节。
2013-09-06 quant-ph
Superconducting Quantum Annealing Architecture with LC Resonators
我们提出了一种新的超导电路结构，以提高量子退火系统的效率。为了增加电路的能力，期望量子位不仅与相邻的量子位耦合，而且与位于远处的其他量子位耦合。我们介绍了一种电路，它使用一个集总元件谐振器耦合每个一个量子位。谐振子-量子比特对通过基于射频超导量子干涉器件（SQUID）的耦合器耦合。这些对构成了量子退火机的大型量子系统。该系统可以准备问题哈密顿量并调整量子退火过程的参数。
2019-04-19 quant-ph
Laplace transform approach for the dynamics of N qubits coupled to a resonator
本文提出了一种利用Laplace变换方法求解$N$量子位元与含$n$光子腔耦合的薛定谔方程的任意阶微扰解的方法。我们研究了$N$超导量子比特耦合到一个含时耦合的共谐振腔系统的动力学行为。为了解释动力学兰姆效应对量子比特激发概率的贡献，我们考虑了量子比特-光子相互作用哈密顿量中的反旋转项。作为一个例子，我们说明了两个量子位耦合到一个共同的腔的情况下的方法。量子比特激发几率的微扰解与数值计算结果吻合得很好。
2018-09-18 quant-ph
One-step implementation of entanglement generation on microwave photons in distant 1D superconducting resonators
我们提出了一种可扩展的基于量子总线的装置，用于在远距离超导谐振器（SR）中产生微波光子（MP）纠缠。与以往的处理器中多个谐振器耦合到超导量子比特（SQ）不同，我们的装置由多个一维谐振器$r_j$组成，它们在不同位置简单地耦合到量子总线（另一个公共谐振器$R$），并辅以超导量子干涉仪装置。通过在一维随机共振器中捕获和释放MP态的技术，它可以作为纠缠发生器或量子通信中的节点。为了证明该器件的性能，我们提出了一个一步方案，在两个遥远的SR的MP上产生高保真的贝尔态。它工作在$r_j$和$R$的色散区，这使我们能够扩展它，以同时在不同的谐振腔对上产生高保真度的多Bell态。
2015-08-01 quant-ph
Driven Multiphoton Qubit-Resonator Interactions
本文提出由量子比特驱动增强的多光子量子比特-谐振器相互作用理论，重点研究双光子条件下的量子比特条件压缩协议，展示其在态制备、受控压缩门、玻色相位估计和更快幺正合成中的应用，并给出基于transmon与非对称SQUID的电路QED实现方案。
2024-11-20 quant-ph
Kerr nonlinearities and nonclassical states with superconducting qubits and nanomechanical resonators
我们提出了使用超导电荷量子比特电容耦合到两个谐振纳米机械谐振器，以产生Yurke-Strongly状态，即可区分的相干态对180 $^\circ$彼此异相的量子叠加。这是通过有效地实现克尔非线性诱导通过在一个谐振器中的强外部驱动场的应用。我们还简单地研究了耗散对我们方案的影响，并计算了所产生态的保真度和纯度的下界。我们的程序，以实现克尔非线性在这个系统中可以用于高精度测量纳米机械谐振器。
2009-06-16 quant-ph
The quantromon: A qubit-resonator system with orthogonal qubit and readout modes
提出名为quantromon的双模电路，通过设计内在的交叉Kerr耦合实现正交的量子比特与读出模式，在实验中展现出对失谐的弱依赖性、内在Purcell保护及98.3%的无参量放大器单次读出保真度，有望简化量子处理器测量电路。
2025-01-29 quant-ph
Measurement of the Josephson Junction Phase Qubits by a Microstrip Resonator
考虑了用微波谐振腔测量相位量子比特的过程，考虑了量子比特与谐振腔之间的各种相互作用。提出了一种新的基于量子比特态被有效场绝热反转的准经典方法。一个类似的方法被实施较早的检测电子和核自旋使用磁共振力显微镜（MRFM），但这种方法还没有被用于测量一个量子态。准经典和量子制度的描述。我们考虑线性和非线性谐振器。分析了环境对测量过程的影响。
2009-12-18 quant-ph
Enhanced electromechanical coupling of a nanomechanical resonator to coupled superconducting cavities
研究了双模压缩微波源驱动下纳米机械谐振器和两个参数耦合超导共面波导腔之间的机电耦合。我们表明，通过谐振腔与腔Bogoliubov模的选择性耦合，辐射压力型耦合可以大大增强几个数量级，从而实现单光子强耦合。这使得一些有趣的现象，如光子阻塞效应和非经典量子态的机电系统的产生的调查。
2016-01-25 quant-ph
Optimized controlled Z gates for two superconducting qubits coupled through a resonator
超导量子比特是构建量子计算机的一个有希望的候选者。快速而精确的门电路将退相干的影响降到最低，这是一个持续的挑战。在这里，我们应用数值方法来设计快速纠缠门，特别是控制Z，在一个架构中，两个量子位通过谐振器耦合。我们发现，门可以加快了两倍，达到任何目标保真度。我们还讨论了实验条件下产生的系统误差如何影响脉冲，以及如何纠正它们，为我们的结果的实验实施提供了一个策略。我们讨论了脉冲的形状、频谱和对称性。
2013-06-28 quant-ph
Resonator-Assisted Quantum Bath Engineering of a Flux Qubit
我们展示了在微波共面波导谐振器辅助下制备任意轨道态的超导磁通量子比特的量子浴工程。研究了布洛赫球上任意方向旋转的偏振效率，并利用马尔可夫主方程的收敛条件得到了有效拉比频率。当微波谐振器的频谱与驱动器的特别定制的拉比和谐振频率相匹配时，可以在由谐振器光子损耗产生的耗散环境中有效地实现极化过程。我们的计算表明，对于实验上合理的样品参数，理论上可以达到99%以上的态制备纯度和微秒量级的所需时间。此外，我们的建议可以应用于其他具有基于自旋的量子位的系统。
2015-01-06 quant-ph
Quantum state transfer and controlled-phase gate on one-dimensional superconducting resonators assisted by a quantum bus
我们提出了一个量子处理器，用于对远距离一维超导谐振器中的微波光子进行可扩展的量子计算。它由一个充当量子总线的公共谐振器R和一些在超导量子干涉仪器件（SQUID）辅助下在不同位置耦合到总线的远距离谐振器$r_j$组成。R耦合到一个transmon qutrit上，并且$r_j$和R之间的耦合强度可以完全由通过SQUID的外部通量来调谐。为了证明该处理器可以有效地实现普适量子计算，我们提出了一种在两个相距较远的微波-光子谐振腔之间实现高保真度量子态传输的方案，以及在两个谐振腔上实现高保真度相位控制门的方案。通过使用从谐振器捕获和释放微波光子的技术，我们的处理器也可能在量子通信中发挥重要作用。
2016-02-11 quant-ph
A n-qubit controlled phase gate with superconducting quantum interference devices coupled to a resonator
提出了一种利用超导量子干涉器件（SQUID）实现$n$ -量子比特控制相位门的方法。在这个提议中，量子比特的两个逻辑状态由SQUID的两个最低级别表示。利用每个SQUID的中间级来促进量子位的量子态的相干控制和操纵。值得注意的是，通过在目标SQUID上的$π$ Jaynes-Cummings脉冲之前和之后向每个$n-1$控制SQUID连续施加$π/2$ Jaynes-Cummings脉冲，可以用$n$ SQUID实现$n$量子位控制相位门。
2005-06-24 quant-ph
Superconducting Phase Qubit Coupled to a Nanomechanical Resonator: Beyond the Rotating-Wave Approximation
我们考虑一个简单的约瑟夫森结相位量子比特耦合到一个固态纳米机电谐振器的模型。这个模型和许多相关的量子比特谐振器模型类似于电磁腔中的原子。当系统是弱耦合和近共振时，动力学可以用量子光学的行波近似（RWA）或Jaynes-Cummings模型精确描述。然而，开发更快的量子信息处理协议的愿望需要近似的，但分析的描述是有效的更强耦合的量子位谐振器系统。在这里，我们提出了一个简单的理论技术，使用的基础上的修饰状态，微扰帐户的领导阶修正的RWA。通过与精确数值结果的比较，我们证明了该方法在中等强耦合下的精确性，为描述快速量子信息处理提供了一个有用的理论工具。该方法适用于任何与谐振子或单模玻色子场线性耦合的量子二能级系统。
2004-07-15 quant-ph
Collateral coupling between superconducting resonators: Fast and high fidelity generation of qudit-qudit entanglement
本文提出利用超导谐振器间经量子比特电容耦合产生的距离无关相互作用，实现快速高保真的量子比特-量子比特纠缠，并以更少操作生成高保真NOON态，方案还可推广至光学腔原子晶格系统。
2023-05-05 quant-ph
Superconducting Qubits Coupled to Nanoelectromechanical Resonators: An Architecture for Solid-State Quantum Information Processing
我们描述了一种可扩展的固态量子信息处理架构的设计，该架构基于GHz频率纳米机械谐振器与约瑟夫森隧道结的集成，该谐振器有可能演示对量子计算至关重要的各种单量子位和多量子位操作。计算量子位是大面积电流偏置约瑟夫森结的本征态，使用选通的外部电路进行操纵和测量。这些相位量子位中的两个或更多个被电容耦合到高品质因数压电纳米机电盘谐振器，该谐振器形成了我们架构的支柱，并且能够实现量子位的相干耦合。集成系统类似于电磁腔（纳米机械谐振器）中的一个或多个少能级原子（约瑟夫森结量子比特）。然而，与现有的在电磁腔中使用原子的方法不同，这里我们可以单独调整“原子”的能级间距并控制它们的“电磁”相互作用强度。我们从理论上证明了在约瑟夫森结中制备的量子态可以传递到纳米机械谐振器并存储在那里，然后可以传递回原始结或以高保真度转移到另一个结。该谐振器还可以用来在一对约瑟夫森结之间产生最大纠缠的贝尔态。许多这样的结谐振器复合体可以组装成轴辐式布局，从而形成大规模的量子线路。我们提出的架构结合了固态和腔量子电动力学方法的理想功能，并可以使量子信息处理可能在一个可扩展的，固态的环境。
2004-09-26 quant-ph
Entanglement of a qubit coupled to a resonator in the adiabatic regime
讨论了由一个量子比特与一个振子模强相互作用组成的二体系统的基态纠缠度随耦合强度、跃迁频率和量子比特能级不对称性的变化.这是在绝热状态下完成的，在绝热状态下，量子比特的时间演化比振荡器的时间演化快得多。在绝热近似下，我们得到了系统的基态性质及其纠缠度的完整表征。
2006-02-06 quant-ph
High Quality Stepped-Impedance Resonators Suitable for Circuit-QED Measurement of Superconducting Artificial Atoms
高品质因数共面谐振器是超导量子线路中的关键元件。我们描述了阶梯阻抗谐振器（SIR）的设计，制造和测量，这是更紧凑的尺寸比常用的均匀阻抗谐振器（UIR）。通过适当选择阻抗比，SIR可以比UIR短27%。其结果是，能够减少SIR所占据的面积。制作并测试了两种同时包含SIR和UIR的设计。所有谐振器的提取的内部品质因数（Qi）的功率依赖性表明，SIR和UIR具有可比的性能，在单光子激发下Qi约为50万。这些结果表明，SIR可以用于超导量子线路。SIR的减小的尺寸还可以导致减小的总体电路面积和增加的集成水平。
2017-10-27 quant-ph
Experimental demonstration of a resonator-induced phase gate in a multi-qubit circuit QED system
共振诱导相位（RIP）门是一种多量子比特纠缠门，允许量子比特频率的高度灵活性，使其对大规模架构中的量子操作具有吸引力。我们在实验上实现了RIP门与四个超导量子比特在三维（3D）电路量子电动力学架构，展示高保真控制Z（CZ）门之间的所有可能的量子比特对从两个不同的4量子比特设备在对子空间。这些量子位被安排在宽范围的频率失谐内，高达1.8 GHz。我们进一步展示了一个动态的多量子比特重聚焦方案，以隔离出2-量子比特的相互作用，并将它们组合起来生成一个四量子比特的Greenberger-Horne-Zeilinger态。
2016-06-02 quant-ph
Ultrahigh finesse Fabry-Perot superconducting resonator
我们已经建立了一个微波法布里-珀罗谐振腔的金刚石加工的铜镜子涂超导铌。它的阻尼时间（Tc = 130 ms，51 GHz和0.8 K）对应于4.6 × 109的nesse，这是法布里-珀罗在任何频率范围内达到的最高值。这一结果为量子信息、退相干和非定域性研究开辟了新的视角。
2007-07-17 quant-ph
The Rayleigh-Lorentz Invariant and Optimal Adiabatic Qubit-Information Detection for Superconducting Qubit Resonators
谐振器的动力学特性可以使用瑞利-洛伦兹不变量来分析，瑞利-洛伦兹不变量不是精确的常数，而是随时间或多或少地变化。为了更好地理解量子比特信息的检测与谐振器，我们调查的时间行为的通量量子比特谐振器的不变量。通量量子比特谐振器可以用于实现各种下一代纳米光学和纳米电子器件，例如量子计算系统。通过分析不变量的时间演化，我们得到了利用谐振腔实现最佳绝热量子比特信息检测的条件。这个条件有助于在长时间内控制量子比特谐振器的动力学。在设计用于量子比特态的量子非破坏读出的纳米谐振器时，有必要考虑它，这在量子计算中至关重要。
2020-07-21 physics.atom-ph quant-ph
Superconducting Qubit-Resonator-Atom Hybrid System
我们提出了一个混合量子系统，其中一个$LC$谐振腔与一个通量量子比特感应相互作用，并与一个里德伯原子电容耦合。改变外部磁通量偏置控制通量量子位翻转和通量量子位谐振器界面。利用静电场对原子光谱进行调谐，控制原子的量子位态跃迁和原子与谐振腔的耦合。通过简单地调节磁通偏置和静电场，可以制备超导、光子和原子量子比特的不同类型的纠缠，从而实现三量子比特Toffoli逻辑门。
2017-06-29 physics.atom-ph quant-ph
Majorana Qubit Readout Using Longitudinal Qubit-Resonator Interaction
我们提出了一种基于参数调制的Majorana束缚态与共振器之间的纵向相互作用的量子非破坏Majorana量子比特读出协议。可以通过可调谐隧道势垒的微波频率栅极电压或通量控制来调制相互作用。量子位-谐振器耦合是指数精度的量子非破坏性，这是从马约拉纳零模式的拓扑性质继承的属性。用于单量子位读出的相同机制也可以扩展到执行多量子位测量，并用于制定远程纠缠门。
2019-06-25 cond-mat.mes-hall quant-ph
