We present rigorous performance bounds for the quadratic dynamical decoupling (QDD) pulse sequence which protects a qubit from general decoherence, and for its nested generalization to an arbitrary number of qubits. Our bounds apply under the assumption of instantaneous pulses and of bounded perturbing environment and qubit-environment Hamiltonians such as those realized by baths of nuclear spins in quantum dots. We prove that if the total sequence time is fixed then the trace-norm distance between the unperturbed and protected system states can be made arbitrarily small by increasing the number of applied pulses.
Protecting unknown two-qubit entangled states by nesting Uhrig's dynamical decoupling sequences
未来的量子技术在很大程度上依赖于量子纠缠对环境诱导退相干的良好保护。最近的一项研究表明，Uhrig的动态解耦（UDD）序列的扩展可以（理论上）使用$N$控制脉冲序列将任意但已知的两量子比特纠缠态锁定到$N$阶[Mukhtar et al.，A 81，012331（2010）]。通过嵌套三层显式构造的UDD序列，在这里，我们首先考虑保护未知的两个量子比特状态作为两个已知的基态的叠加，而不假设系统-环境耦合。结果表明，所得到的消相干抑制对三个UDD层的有序性非常敏感，并且在正确有序的情况下可以非常有效。详细的理论结果有助于理解嵌套UDD下受控量子动力学的本质。作为三层UDD的扩展，最后指出，通过嵌套四层UDD序列可以保护一个完全未知的两量子比特态。这项工作表明，当UDD适用时（例如，当环境具有尖锐的频率截止和当控制脉冲可以被视为瞬时脉冲时），使用嵌套UDD序列的动态解耦是用于纠缠保护的强有力的方法。
Fault-tolerant hyper-Ramsey spectroscopy of optical clock transitions with dynamical decoupling
Centre for Quantum Technologies, Department of Physics, Sofia University（索非亚大学量子技术中心物理系）；Sorbonne Université CNRS, MONARIS, UMR 8233（索邦大学CNRS，MONARIS实验室）；MajuLab, International Research Laboratory IRL 3654, Université Côte d’Azur, Sorbonne Université, National University of Singapore, Nanyang Technological University（新加坡国立大学-索邦大学-尼斯蔚蓝海岸大学南洋理工大学联合研究实验室）；Center for Quantum Technologies, Nanyang Technological University（南洋理工大学量子技术中心）；Nanyang Quantum Hub, School of Physical and Mathematical Sciences, Nanyang Technological University（南洋理工大学理学院南洋量子枢纽）；Laboratoire de Physique des Lasers, CNRS, Université Sorbonne Paris Nord（巴黎北索邦大学CNRS激光物理实验室）
