Two-qubit CZ gates robust against charge noise in silicon while compensating for crosstalk using neural network
使用硅自旋量子位的双量子位门的保真度受到电荷噪声的限制。当试图使用局部回波脉冲动态补偿电荷噪声时，串扰可能导致复杂化。我们提出了一种使用深度神经网络来优化分析设计的复合脉冲序列的组件的方法，从而产生对电荷噪声误差鲁棒的双量子位门，同时还考虑到串扰。我们分析了两个实验动机的情况。对于具有强EDSR驱动和可忽略串扰的场景，复合脉冲序列产生比简单余弦脉冲高出一个数量级的改进。在具有中等ESR驱动和明显串扰的情况下，使得简单的分析控制场是无效的，使用神经网络方法的优化允许保持数量级的改善，尽管串扰。
2022-06-28 cond-mat.mes-hall quant-ph
Compensating the Noise of a Communication Channel via Asymmetric Encoding of Quantum Information
通过噪声信道发送的量子态的非对称制备可以实现一种新的方法来监测和主动补偿信道噪声。这种对量子信息的非对称处理的范例是Bennett 1992协议，在该协议中，决定性计数和非决定性计数之间的比率与信道噪声直接相关。使用该协议作为指导性示例，我们展示了如何在不使用参考脉冲、量子传输中断或公共数据交换的情况下校正通信信道的相位漂移。
2010-01-28 quant-ph
Control of Inhomogeneous Ensembles on The Bloch Sphere
在相干光谱和量子信息处理中，寻找能够补偿量子系统演化参数色散的控制场（脉冲序列）是一个重要的问题。在系统动力学中使用复合脉冲来补偿色散是广泛已知和应用的。本文介绍了一种新的脉冲元件，用于校正脉冲误差。这些设计方法是解析的，可以用来证明任意好的鲁棒性能。此外，补偿时间优于现有的傅立叶合成方法，这对于最小化由于松弛效应引起的误差至关重要。
2012-03-31 quant-ph
Further analysis of some symmetric and antisymmetric composite pulses for tackling pulse strength errors
复合脉冲在传统的核磁共振实验和实验性量子信息处理中已被广泛使用，以减少系统误差的影响。在这里，我们描述了几个家庭的时间对称和反对称完全补偿复合脉冲，以前的Fn，Gn和BB1家庭的启发，由Wimperis开发。我们描述了家庭的复合180度脉冲（非门），表现出前所未有的宽容的脉冲强度误差没有不合理的敏感性，非共振错误，和相关的家庭更奇特的定制响应。接下来，我们将解决将这些方法扩展到其他旋转角度的问题，并讨论90度脉冲的数值结果。最后，我们展示了一些90度和180度脉冲的NMR实验的性能。
2013-02-04 quant-ph
Fourier Synthesis Methods for Control of Inhomogeneous Quantum Systems
在相干光谱学、成像和量子信息处理领域中，寻找能够补偿控制量子系统演化的参数中的色散的控制律（脉冲序列）是一个重要的问题。将复合脉冲技术用于此类任务具有悠久且广为人知的历史。本文介绍了量子系统动力学中色散补偿的傅里叶综合控制律设计方法。我们专注于NMR光谱和NMR成像应用中出现的系统模型。
2007-05-17 quant-ph
Learning to Calibrate Quantum Control Pulses by Iterative Deconvolution
在量子系统的实验控制中，精度通常受到不完美的应用电子学的阻碍，这些电子学使传递到目标量子设备的控制脉冲失真。为了减轻这种误差，反卷积方法通常用于经由识别的卷积模型来补偿失真。然而，其有效性受到模型不准确性的限制（例如，不精确的参数或未建模的失真动态）。在本文中，我们提出了一个基于学习的计划，以消除残留的校准误差，通过反复应用的反卷积操作。由此产生的迭代反卷积方法被证明是能够纠正线性和非线性模型误差的最高精度允许可用的有限采样率。分析了有限采样率引起的标定误差，提出了通过在控制电路中引入非线性元件来抑制采样间误差的方法。
2018-09-30 quant-ph
Composite Dipolar Recoupling: Anisotropy Compensated Coherence Transfer in Solid-State NMR
在粉末样品的固态NMR光谱中，偶极-偶极耦合驱动的相干转移实验的效率受到核间矢量相对于外部磁场的取向的分散的限制。在这里，我们介绍了一般的设计原则和脉冲序列，接近全偏振转换效率的所有微晶取向的粉末中的魔角旋转实验。该方法补偿由于取向依赖偶极耦合相互作用和不均匀的射频场引起的相干散焦。补偿方案非常简单地实现为补偿脉冲的支架（梳），其中可以插入要改进的脉冲序列。补偿的程度可以调整，并且应该作为整个脉冲序列的效率和长度之间的折衷来平衡。数值和实验数据表明，该补偿方案显着提高了已知的偶极再耦合固态NMR实验的效率。
2006-01-04 quant-ph
Use of composite rotations to correct systematic errors in NMR quantum computation
我们实现了一个系综量子计数算法的三个NMR光谱仪与1H共振频率为500，600和750 MHz。在更高的频率下，结果明显偏离天真的理论预测。这些系统误差几乎可以完全归因于非共振效应，这可以通过使用最初由Tycko开发的完全补偿复合旋转脉冲序列来基本上校正。我们还推导出一个解析表达式生成这样的序列与任意旋转角度。
1999-11-16 quant-ph
Spatially uniform single-qubit gate operations with near-field microwaves and composite pulse compensation
我们提出了一个微加工的表面电极离子阱与一对集成波导，产生一个常设的微波场与171 Yb+超精细量子位共振。波导被设计成将波的波腹定位在阱的中心附近，从而导致沿阱轴的最大场幅度和均匀性。通过校准波导电流的相对幅度和相位，我们可以控制微波场的极化，以减少非谐振耦合到不需要的塞曼子能级。我们证明了在800 μ m的微波相互作用区域内，拉比频率的变化小于6%的情况下，单量子比特π旋转的速度为1 μ s。完全补偿脉冲序列进一步改善了跨该相互作用区域的X门的均匀性。
2013-04-24 physics.atom-ph quant-ph
The Quantum Interest Conjecture
虽然量子场论允许局部负能量密度和通量，但它也对负能量的大小和范围施加了严格的限制。这些限制采用量子不等式的形式。这些不等式意味着，负能量的脉冲不仅必须跟随正能量的补偿脉冲，而且脉冲之间的时间间隔与它们的幅度成反比。在较早的论文中，我们阐明，有一个负的和正的能量δ函数脉冲对进一步的约束。这个猜想（量子兴趣猜想）指出，正能量脉冲必须过补偿负能量脉冲的量是脉冲间隔的单调递增函数。本文证明了二维和四维平坦时空中无质量量子化标量场的一个猜想，并指出它是由量子不等式所隐含的。
1999-01-26 gr-qc hep-th quant-ph
Composite quantum gates simultaneously compensated for multiple errors
Sofia University（索非亚大学）
本文提出一种复合脉冲序列，实现X和Hadamard门的同时补偿幅度、频移和持续时间误差，通过导数消去误差项和最小化门保真度，提高门保真度。
2026-04-30 quant-ph
Optimal storage of a single photon by a single intra-cavity atom
从理论上分析了单光子量子存储器的效率。光子沿着传输线传播并撞击高精频腔的一面镜子。量子存储器由光学谐振器内的单个原子构成。光子存储是通过光子激发到原子的亚稳态的受控转移来实现的，并且通过利用适当定制的激光脉冲的拉曼跃迁来发生，该激光脉冲驱动原子。我们的研究得到了数值模拟的支持，其中我们包括传输线的模式，我们使用现有的实验装置的实验参数。它再现了使用输入输出理论在相应的制度，并可以扩展到计算动力学的输入输出形式主义不能直接应用的结果。我们的分析确定了最大的存储效率，即，在一个稳定的原子激发，在存在自发衰变和腔寄生损耗的光子存储的最大概率。它还提供激光脉冲的形式，通过部分补偿寄生损耗实现最大效率。我们数值评估的条件下，基于绝热动力学的存储是最好的非绝热脉冲。此外，我们系统地确定最短的光子脉冲，可以有效地存储作为系统参数的函数。
2018-08-30 quant-ph
Benchmarking quantum key distribution by mixing single photons and laser light
Max Planck Institute for the Science of Light（马克斯·普朗克光科学研究所）；College of Information and Computer Sciences, University of Massachusetts Amherst（马萨诸塞大学阿默斯特分校信息与计算机科学学院）
本文提出一种混合单光子与激光脉冲执行BB84协议的方法，通过唯象分析揭示单光子无条件优势的效率阈值及纯度与亮度的相互作用，理论与实验高度匹配。
2025-10-30 quant-ph
Operation and intrinsic error budget of a two-qubit cross-resonance gate
我们分析了解析，半解析和数值计算的交叉共振（CR）门超导量子比特（transmons）的操作。我们发现，一个相对简单的半解析方法给出了准确的结果的hocT等效门的持续时间和补偿单量子比特旋转。它还允许我们在所施加的微波驱动的幅度上最小化CNOT门持续时间，并找到对量子位之间的失谐的依赖性。然而，需要完整的数值模拟来计算CR门的固有保真度。我们将数值失真分解为各种物理机制的贡献，从而找到内在的误差预算。特别地，在小的驱动振幅下，CR门保真度受到目标量子位旋转的缺陷的限制，而在大的振幅下，它受到泄漏的限制。门持续时间和保真度作为量子比特之间的失谐量，它们的耦合，驱动频率，脉冲斜坡的相对持续时间和微波串扰的函数进行了数值分析。还数值分析了回波序列的影响。我们的研究结果表明，CR门可以提供小于$10^{-3}$的固有失真时，使用一个简单的脉冲形状。
2019-07-12 quant-ph
High-fidelity quantum gates in Si/SiGe double quantum dots
受Zajac等人最近实验的启发。[arXiv：1708.03530]，我们在理论上描述了高保真双量子位门，使用受磁场梯度影响的相邻量子点中自旋之间的交换相互作用。我们使用分析计算和数值模拟相结合，以提供最佳的脉冲序列和门操作的参数设置。我们提出了一种新的同步方法，它避免了在门操作过程中有害的自旋翻转，并提供了有关相位失配的细节积累在两个量子位门发生由于剩余的交换相互作用，非绝热脉冲，和非共振驱动。通过调整选通时间，同步谐振和非谐振转换，并通过相位控制补偿这些相位失配，可以显著提高整体选通保真度。
2017-11-02 cond-mat.mes-hall quant-ph
Fast Generation of Metrologically Relevant Fock State Mixtures
针对超越标准量子极限的位移计量，提出快速激光脉冲序列生成捕获离子运动的非热福克态混合态。利用极化子框架确定共振工作点，通过两次校准抑制残余不忠实度，数值模拟显示改进可保持制备误差并恢复费舍尔信息。
2026-07-28 quant-ph
Progress and perspectives on composite laser-pulses spectroscopy for high-accuracy optical clocks
探测原子共振而不干扰它是物理学中普遍存在的问题。这个问题在高精度光谱学或下一代原子光学钟中至关重要。超高分辨率频率计量需要复杂的询问方案和稳健的协议来处理脉冲长度误差和残余频率失谐偏移。本文综述了受核磁共振技术和量子信息处理的启发，利用脉冲宽度、频率和相位定制的复合激光脉冲序列的最新进展和前景。在简短介绍了拉比技术和核磁共振复合脉冲，允许有效的补偿电磁场扰动，实现强大的人口转移，复合激光脉冲内拉姆齐的方法分离振荡场，以产生非线性补偿探头引起的频率偏移。综述了激光脉冲方案，如超拉姆齐（HR），改进的超拉姆齐（MHR），广义超拉姆齐（GHR）和混合方案。这些技术提供了极好的保护，防止探针引起的光移扰动和激光强度变化。更复杂的方案产生合成频移。它们允许减少或完全消除不完善的校正探针引起的频率偏移，即使在存在退相干由于激光线宽。最后，提出了两个通用的协议，提供完全消除探针引起的频率偏移的一般情况下，退相干和弛豫耗散效应是通过使用精确的解析表达式相移和时钟频率失谐。这些技术可应用于原子、分子和核频率计量学、质谱学以及精密光谱学。
2018-06-12 physics.atom-ph quant-ph
Autonomously Designed Pulses for Precise, Site-Selective Control of Atomic Qubits
Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST)（韩国科学技术院）
本文提出利用人工智能框架自主设计复合脉冲，提升原子量子比特本地控制保真度十倍，并展示其在光学畸变和激光束偏移下的鲁棒性。
2025-11-16 quant-ph
Application of Optimal Control to CPMG Refocusing Pulse Design
我们应用最优控制理论（OCT）的设计，适合于CPMG序列，是强大的在很宽的范围内的B0和B1偏移的重聚焦脉冲。我们还介绍了一个模型，根据最近的进展，在量子信息处理（QIP）领域的酉动力学分析，描述了多重聚焦动态的CPMG序列作为一个移相泡利通道。该模型提供了一个紧凑的表征的后果和严重性的残余脉冲误差。我们说明的方法，通过考虑一个具体的例子，设计和分析宽带OCT重聚焦脉冲的长度为10 t180的最大瞬时脉冲功率的约束。我们表明，与此重新聚焦脉冲，CPMG序列可以重新聚焦超过98%的磁化共振偏移高达3.2倍的最大RF振幅，即使在+/-10%的RF不均匀性的存在下。
2010-10-12 quant-ph
Control over few photon pulses by a time-periodic modulation of the photon-emitter coupling
本文发展了一种Floquet散射形式，用于描述一维波导中微波光子与非线性腔相互作用的准稳态。该模型的灵感来自于超导量子比特可调谐耦合方案工程的最新进展。我们认为，我们的模型可以实现光斩波器的量子模拟。我们发现强烈的周期性调制的传输和反射包络的散射少光子脉冲，包括光子压缩和封锁，以及统计的戏剧性变化。我们的理论分析使我们能够解释这些非平凡的现象所产生的非绝热记忆效应。
2017-04-04 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
Pulse-level noisy quantum circuits with QuTiP
研究噪声对量子线路的影响对于指导噪声中尺度量子计算的发展具有重要意义。在本文中，我们解决了有噪声的量子线路的脉冲级模拟与量子电路在Python（QuTiP）。我们在QuTiP的量子信息处理包qutip-qip中引入了新的工具。这些工具利用QuTiP的量子动力学求解器和控制优化功能，在脉冲水平上模拟量子线路。我们展示了如何在模拟处理器上编译量子线路，控制脉冲作用于描述物理量子比特的幺正演化的目标哈密顿量。可以基于物理模型引入各种类型的噪声，通过模拟林德布拉德密度矩阵动力学或蒙特卡罗量子轨迹。特别是，用户可以在处理器级别定义环境引起的退相干，并在控制脉冲级别包括噪声模拟。我们说明了Deutsch-Jozsa算法是如何在基于超导量子位的处理器上、在基于自旋链的处理器上以及使用控制优化算法来编译和执行的。我们还展示了如何轻松地重现实验结果的串扰噪声在离子为基础的处理器，以及如何拉姆齐实验可以与Lindblad动力学建模。最后，我们说明了如何将这些功能与其他软件框架集成。
2022-01-18 quant-ph
Quantum Wavefront Correction via Machine Learning for Satellite-to-Earth CV-QKD
University of New South Wales（新南威尔士大学）；Defence Science and Technology Group（国防科学与技术集团）；University of Western Australia（西澳大学）
本研究提出基于机器学习的波前校正算法，用于解决卫星到地球连续变量量子密钥分发中的波前误差问题，提升安全密钥率。
2025-08-14 eess.SP physics.optics quant-ph
Two-photon interference of weak coherent laser pulses recalled from separate solid-state quantum memories
光的量子存储器允许光和物质之间量子态的可逆转移，是量子中继器、量子网络和线性光学量子计算发展的核心。近年来，量子信息技术取得了重大进展，包括从纯量子比特态和纠缠量子比特态的光子中忠实地传递量子信息。然而，这些演示都没有证实存储在量子存储器中和从量子存储器中调用的光子仍然适合于双光子干涉测量，例如C-NOT门和贝尔状态测量，这构成了所有上述量子信息处理应用的另一个关键成分。使用成对的弱激光脉冲，每个脉冲平均包含少于一个光子，我们证明了双光子干涉以及贝尔状态测量后，没有，一个，或两个脉冲已可逆地映射到单独的铥掺杂钛indiffused锂钛酸盐（Ti：Tm：LiNbO 3）波导。由于干涉总是接近理论最大值，我们得出结论，我们的固态量子存储器，除了忠实地映射量子信息，也保留了整个光子波函数。因此，我们证明，我们的记忆通常适用于先进的应用程序中的量子信息处理，需要双光子干涉。
2013-02-08 quant-ph
Quantum Speed Limit and Optimal Control of Many-Boson Dynamics
我们扩展了量子速度极限的概念-执行驱动进化所需的最小时间-到复杂的相互作用的多体系统。我们研究了一个典型的多体系统，一个玻色约瑟夫森结，在日益增加的复杂性水平：（a）在双模近似{对应}一个非线性两能级系统，（b）在平均场水平上通过求解非线性Gross-Pitaevskii方程在双阱势，和（c）在一个精确的多体水平上通过求解含时多体薛定谔方程。我们提出了一个控制协议，将原子从一个阱的基态转移到相邻阱的基态。此外，我们表明，颗粒间排斥的有害影响可以通过补偿控制脉冲的方式消除，产生，相当令人惊讶的是，由于粒子相互作用的传输速度的增强-在自陷的情况下。最后，我们进行数值优化的非线性和（精确）多体量子动力学，以进一步提高传输效率接近量子速度极限。
2015-05-12 quant-ph
Remote blind state preparation with weak coherent pulses in the field
量子计算在过去几年中取得了巨大的进展。由于实现的复杂性和成本，量子计算的未来路径被强烈认为是将计算任务委托给云上强大的量子服务器。通用盲量子计算（UBQC）为任意量子计算的安全委托提供了一种协议，受到了广泛的关注。然而，如何安全可靠地实现量子态的远距离传输是UBQC面临的一大挑战。在这里，我们通过提出并演示一种资源高效的远程盲量子比特制备（RBQP）协议来解决这一挑战，该协议使用紧凑且低成本的激光器为客户端产生弱相干脉冲。我们证明了该协议在现场，实验验证超过100公里的光纤协议。我们的实验使用了一种电信波长的量子隐形传态装置，并产生了平均保真度为$(86.9\pm1.5)\%$的$1000$安全量子比特，这超过了赤道量子比特态的量子不可克隆保真度。结果证明了UBQC在长距离上的可行性，从而成为安全云量子计算的关键里程碑。
2019-09-05 quant-ph
From pulses to circuits and back again: A quantum optimal control perspective on variational quantum algorithms
过去十年，量子技术的发展取得了显著进展。虽然容错设备可能还需要几年的时间，但今天嘈杂的中等规模量子设备可能会被用于其他目的。领先的候选者是变分量子算法（VQA），它已被开发用于包括化学，优化和机器学习在内的应用，但其在量子设备上的实现尚未表现出对经典功能的改进。在这个角度来看，我们提出了各种方式，VQA的性能可以通过量子最优控制理论。为了设置阶段，我们确定VQA和量子最优控制的变分优化的配方在电路级和脉冲级，分别，其中这些只代表两个层次，在更广泛的层次，我们考虑的抽象。在这个统一的图片中，我们提出了几种不同层次的抽象可以连接的方式，以促进量子最优控制理论的应用，以VQA的挑战与随机选择，优化景观，噪声和鲁棒性。贯穿始终的一个主要主题是VQA实现中需要足够的控制资源;我们讨论了这种需求可以体现的不同方式，概述了各种开放性问题，并展望了未来。
2021-01-13 quant-ph
Digital Predistortion for Flux Control of Tunable Superconducting Qubits
Quantum Engineering Solutions (QES), Keysight Technologies Inc.（Keysight Technologies Inc.）；Abdus Salam Centre for Theoretical Physics, Imperial College London（伦敦帝国理工学院阿卜杜斯·萨拉姆理论物理中心）；Division of Physics and Applied Physics, Nanyang Technological University（南洋理工大学物理与应用物理系）；Centre for Quantum Technologies, National University of Singapore（新加坡国立大学量子技术中心）
本文提出一种数字预扭曲框架，用于补偿可调超导量子比特中由非理想控制电子、寄生元件和低温量子芯片响应引入的失真，通过IIR和FIR滤波器组合实现高保真量子门操作。
2026-04-17 cond-mat.supr-con quant-ph
Composite pulses for robust universal control of singlet-triplet qubits
精确的量子位操作是量子计算的基础，然而实验系统通常在量子位和环境之间存在杂散耦合，这阻碍了必要的高精度控制。我们在这里报告了在半导体双量子点中单重态-三重态自旋量子位的背景下，在纠正由磁场梯度波动引起的一类重要误差方面的第一个理论进展。这些误差无法通过在其他背景下开发的控制技术进行校正，因为在这里，实验者只能精确控制布洛赫球绕z轴的旋转速率，并且该速率还被限制为正值和有界。尽管有这些强约束，我们构造简单的电脉冲序列，对于小梯度，进行z轴旋转，同时取消误差高达六阶梯度波动，和大梯度，进行任意旋转，同时取消领先的顺序错误。
2013-04-03 cond-mat.mes-hall quant-ph
Dynamical Decoupling of Qubits in Spin Bath under Periodic Quantum Control
研究了在动力学解耦（DD）方案下，耦合到相互作用的自旋为1/2的量子链上的一个和两个自旋量子比特保持相干和纠缠的可行性。通过计算可以在量子比特成为退相干之前以$T$的周期周期施加的计算脉冲的数量来检查性能，同时在每个周期内施加相同的退耦脉冲序列。通过考虑由磁场控制的具有混合方向和有限宽度的脉冲，表明脉冲宽度积累降低了具有较大数目的脉冲的序列的性能，并且实际上可行的磁场限制了对每个周期内去耦脉冲的数目小于10的序列的考虑。此外，在每个周期$T$内，首次发现精确的非平凡脉冲序列，以逐步抑制量子位浴耦合到$O(T^{N+1})$，其中最小数量的脉冲是用于$N=1,2,3$的$4,7,12$。这些序列，当应用于所有的量子比特，显示保持纠缠和相干。基于含时密度矩阵重整化，数值计算结果表明，对于实验室中可获得的中等磁场（10-40 Tesla），当每个周期中的脉冲数为4或7，脉冲方向在x和z之间交替时，整体性能最佳。我们的结果为保持固态自旋量子比特的相干性和纠缠提供了有用的指导。
2010-12-30 cond-mat.str-el quant-ph
HPC-Accelerated Simulation and Calibration for Silicon Quantum Dots
University of Texas, Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校）；Rochester Institute of Technology（罗切斯特理工学院）；University of Oklahoma（俄克拉荷马大学）
针对硅量子点量子比特幺正变换校准依赖递归实验效率低的问题，实现基于JAX的HPC加速仿真器Qalibrate，结合Magnus展开并行求解Lindblad主方程与梯度优化生成脉冲，较现有ODE仿真器最高提速34倍。
2025-11-17 cs.ET quant-ph
Smooth optimal quantum control for robust solid state spin magnetometry
金刚石中的氮空位中心作为磁、电和热传感器显示出巨大的潜力，这些传感器被天然地封装在生物相容性材料中。特别是，基于NV的磁力计将小传感器体积与环境条件下的高灵敏度相结合。然而，这种传感器的实际操作需要先进的量子控制技术，这些技术对于实验和材料缺陷、控制误差和噪声是鲁棒的。在这里，我们提出了一种新的方法，使用Floquet理论，有效地产生平滑和简单的量子控制脉冲与定制的鲁棒性。我们验证他们的表现，将其应用到一个单一的NV中心，并通过使用量子过程层析成像表征所产生的量子门。我们展示了如何通过补偿控制场和自旋跃迁频率中的不均匀性，可以提高NV-系综磁力测量方案的灵敏度高达两个数量级。我们的方法非常适合于各种各样的量子技术，需要高保真度，强大的控制下严格的带宽要求，如自旋系综为基础的存储器涉及高Q腔。
2014-12-16 cond-mat.mes-hall quant-ph
Orbital angular momentum of optical, acoustic, and quantum-mechanical spatiotemporal vortex pulses
受光时空涡旋脉冲产生的最新进展的启发，对这种脉冲携带的横向轨道角动量进行了理论讨论。两个最近的作品[K。Y. Bliokh，Phys. Rev. Lett. 126，243601（2021）]和[S. W. Hancock等人，物理修订信函127，193901（2021）]要求保护OAM值，其对于圆形STVP相差2倍。在这里，我们解决了这个争议，表明汉考克等人的结果是正确的总OAM，而Bliokh的结果描述了适当定义的内在部分的OAM。OAM的另一个非本征部分源于这样一个事实，即在脉冲谱中具有相同幅度但不同频率的平面波包含不同密度的光子，即使在具有对称能量密度分布的STVP中，这也会引起光子质心的横向涡旋相关移位。我们描述了类似的声学和量子相对论（克莱因-戈登和任意自旋）STVP的特点。在所有情况下，只有本征OAM保持与问题的细节无关的普遍形式，并且类似于单色涡旋光束的OAM。
2023-03-17 physics.class-ph physics.optics quant-ph
Progress Towards a Capacitively Mediated CNOT Between Two Charge Qubits in Si/SiGe
快速的操作，一个容易调整的哈密顿量，和一个简单的双量子位相互作用使电荷量子位成为一个有用的工具，基准设备的性能和探索双量子位动态。在这里，我们调谐四个Si/SiGe量子点的线性链来承载两个双点电荷量子比特。使用双点之间的电容来介导强的双量子位相互作用，我们同时驱动相干跃迁以产生量子位之间的相关性。然后，我们顺序地脉冲量子位，以有条件地驱动一个量子位的状态。我们发现，有条件的$π$ -旋转可以驱动在只有74 ps与适度的保真度展示了两个量子比特操作的可能性与13.5 GHz的时钟速度。
2020-03-15 cond-mat.mes-hall quant-ph
Doppler-insensitive two-qubit controlled-PHASE gate protocol with dual-pulse off-resonant modulated driving for neutral atoms
对于中性原子量子比特，冷原子的残余热运动构成了限制可访问的两量子比特门保真度的主要挑战。近年来，一种基于非共振调制驱动和里德伯阻塞效应的双量子比特控制相位量子门方案被引入中性原子量子比特平台。在此基础上，我们进一步开发了双脉冲非谐振调制驱动形式的升级。除了固有的优点，避免搁置人口在里德伯水平，不一定需要单独的网站寻址，不敏感的封锁移位的确切值，同时抑制人口泄漏误差和旋转误差，该协议的主要新功能是多普勒不敏感。原则上，门保真度在量子位原子的相对显著的速度范围内保持相当高。此外，我们预计，该协议将激发未来的改进量子门协议的其他类型的量子位平台，其策略可能会发现在量子最优控制领域的应用。
2019-12-10 physics.app-ph physics.atom-ph quant-ph
High-tolerance antiblockade SWAP gates using optimal pulse drivings
针对位置误差阻碍里德伯反阻塞门实验实现的问题，提出结合修正反阻塞条件与优化激光脉冲的高容差SWAP门方案，可缩短双里德伯态停留时间超70%，保守估计下门保真度仍超0.91，为其实验演示铺平道路。
2023-12-13 physics.atom-ph quant-ph
Amplifying microwave pulses with a single qubit engine fueled by quantum measurements
Ecole Normale Supérieure de Lyon（里昂高等师范学院）；CNRS, Laboratoire de Physique（法国国家科学研究中心物理实验室）；Inria, LIP（法国国家数字技术研究研究所计算物理实验室）；Université de Lorraine（洛林大学）；MajuLab, CNRS-UCA-SU-NUS-NTU International Joint Research Laboratory（马久实验室（中法新联合研究实验室））；Centre for Quantum Technologies, National University of Singapore（新加坡国立大学量子技术中心）
该研究利用量子测量反作用驱动的单量子比特引擎放大微波信号，验证了间接方法的准确性并展示了引擎的稳定性与鲁棒性。
2026-02-02 cond-mat.mes-hall quant-ph
Charge and spin dynamics driven by ultrashort extreme broadband pulses: a theory perspective
本文综述了近年来利用超短和超宽带电磁脉冲控制低维电子系统中电荷和自旋动力学的理论进展。一个特别的重点放在子周期和单周期脉冲和它们的利用相干控制。讨论主要限于脉冲持续时间短于与所涉及的激发的光谱特征相关联的特征时间尺度的情况。我们发现，脉冲作用实质上相当于在脉冲期间适当选择的时刻系统的量子态之间的量子映射。一个特定的脉冲形状上的后脉冲动力学的影响减少到几个积分参数进入量子映射的表达式。这种减少计划的有效性范围为不同强度的驱动领域的建立和讨论特定的纳米结构。与一个周期性的脉冲序列的行为，它示出了如何系统可以被引导到，并在很大程度上保持在预定义的状态。这种非平衡持续性的条件是通过几何相位，这被确定为适当的量来指示周期性驱动的量子系统的准平稳性。演示了皮秒和亚皮秒时间尺度上的纳米结构中的电荷，自旋和谷自由度的控制。该理论的说明与几个应用到一维半导体量子线和超晶格，双量子点，半导体和石墨烯量子环。此外，我们认为强相关系统的响应短宽带脉冲，并表明这种情况下承担了很大的潜力，揭示高阶相关性，而他们建立在激发。
2016-11-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el physics.atm-clus
