Generalized rotating-wave approximation to biased qubit-oscillator systems
本文将具有反转相互作用的广义行波近似应用于有偏量子比特振子系统。给出了所有本征值和本征态的解析表达式。对于耦合到超导振子的通量量子比特，我们的方法计算的光谱与实验非常一致。计算的能级的各种偏见也同意通过精确对角化得到的耦合强度范围很广。量子位的动力学也被检查，结果进一步支持这里采用的解析近似的有效性。我们的方法可以很容易地实现和应用到超导量子比特振荡器实验进行当前和在不久的将来与一个偏置的量子比特和所有可访问的耦合强度。
2013-07-20 quant-ph
Witnessing non-classicality of a quantum oscillator state by coupling it to a qubit
我们提出了一种新的证明操作的非经典性质的谐振子状态。该方法不需要状态重构。对于所有经典的谐振子态，建立了耦合到谐振子的量子比特的演化的界限。任何违反的限制可以严格归因于非经典的初始振子状态的字符。
2012-08-07 quant-ph
Qubit Mediated Time Robust Entangling of Oscillators in Thermal Environments
我们考虑两个分离的振荡器最初处于平衡状态，并与热环境持续相互作用，并提出了一种使用中介量子比特使它们纠缠的方法。适当的相互作用允许开放系统的分析处理，消除了微调相互作用时间的必要性，并导致纠缠对有限温度的高容忍度。振荡器之间由此产生的纠缠可以通过依赖于振荡器奇偶性测量的贝尔不等式或通过将纠缠有条件地提取到两个相互不相互作用的量子比特上来验证。后者的过程也表明，所产生的混合纠缠态的振子是一个有用的资源纠缠量子比特。通过考虑环境的影响，采取可行的量子位振荡器相互作用和测量设置，该方案应该可以在各种实验设置中实现。为主方程的解所提出的方法也可以适用于涉及相同形式的量子位-振子相互作用的各种问题
2009-12-11 quant-ph
Qubit-assisted thermometry of a quantum harmonic oscillator
我们使用量子估计理论在两个不同的量子比特玻色子耦合模型，证明了量子谐振子的温度可以估计与高精度的量子限制测量的量子比特。这两个模型，我们解决体现了当前的物理利益的情况下，由于它们与正在进行的实验努力控制介观动力学。我们表明，在量子位探针上进行的布居测量对于谐振子的宽温度范围是接近最佳的
2012-05-20 quant-ph
Dynamics of a qubit coupled to a dissipative nonlinear quantum oscillator: an effective bath approach
我们考虑一个量子比特耦合到一个非线性量子振荡器，后者耦合到欧姆浴，并研究量子比特的动力学。这个组合系统可以映射到耦合到有效浴的量子比特的系统上。给出了一种确定有效熔池谱密度的近似映射方法。具体地，在线性响应近似中，有效谱密度由非线性量子振荡器的线性磁化率的知识给出。为了确定磁化率的实际形式，我们考虑了它的周期驱动对应物，在驱动振幅下的线性响应理论中的量子Duffing振子的问题。在已知有效谱密度的情况下，研究了量子比特的动力学。特别地，导出了量子比特布居数差的解析公式。在我们的理论的有效性范围内，发现一个非常好的协议与预测从布洛赫Redfield主方程方法应用到复合量子比特非线性振荡器系统。
2010-10-22 quant-ph
Error Analysis For Encoding A Qubit In An Oscillator
在题为“Encoding A Qubit In An Oscillator”的论文中，Gottesman，Kitaev和Preskill [quant-ph/0008040]描述了一种在振荡器的位置和动量变量的连续希尔伯特空间中编码量子位的方法。这种编码提供了一种自然的误差校正方案，其可以校正由于位置或动量波函数的小偏移而引起的误差（即，使用位移操作符）。当量子比特和辅助状态都可能包含错误时，我们给出了可纠正的移位错误的大小的界限。然后，我们使用这些边界来约束输入量子比特和辅助状态的质量。
2005-10-13 quant-ph
Preparation of conditionally-squeezed states in qubit-oscillator systems
Norwegian National Security Authority（挪威国家安全局）；University of South-Eastern Norway（挪威东南大学）
本文提出在量子谐振子系统中制备条件性压缩态的协议，并探讨其在量子纠错码中的应用及退相干下的鲁棒性。
2025-04-02 quant-ph
Qubit dynamics in a q-deformed oscillators environment
我们研究了单量子比特和双量子比特在q变形振子环境中的动力学行为。具体而言，我们评估的量子相干性和纠缠的时间，当通过从玻色子到费米环境的衰减。发现在费米子情况下退相干减慢，这种效应只在有限温度下才表现出来。
2009-12-19 quant-ph
Qubit-oscillator dynamics in the dispersive regime: analytical theory beyond rotating-wave approximation
本文将Jaynes-Cummings模型的色散理论推广到二能级系统与谐振腔之间的耦合。当失谐量足够大时，我们将非RWA哈密顿量对角化，并讨论了与已知RWA结果的差异。我们的研究结果扩展了色散量子比特读出是可能的制度。如果几个量子比特耦合到一个谐振器，一个有效的伊辛型量子比特-量子比特相互作用出现，而RWA导致各向同性的相互作用。这影响了量子比特的纠缠特性。
2009-07-20 quant-ph
Universal and deterministic manipulation of the quantum state of harmonic oscillators: a route to unitary gates for Fock State qubits
我们提出了一个简单的量子线路，它允许对受限谐振子的量子态进行普适的和确定性的操纵。该方案是基于与辅助三能级系统和一个经典的外部驱动源的参考振荡器的选择性相互作用，并使任何Fock态的幺正操作，二乘二。一个电路等效于Fock态量子位上的单个量子位酉逻辑门。类似协议的序列允许对谐振子量子态进行完全的、确定性的和与状态无关的操纵。
2004-11-10 quant-ph
Passive error correction with a qubit-oscillator system in noisy environment
该研究分析受双光子弛豫的量子比特-谐波振荡器开放系统，利用超辐射相变导致的强对称性破缺稳定猫量子比特，从而被动纠正频率波动错误。
2024-08-09 quant-ph
Decoherence and relaxation of a qubit coupled to an Ohmic bath directly and via an intermediate harmonic oscillator
利用数值路径积分方法研究了直接耦合到欧姆浴和通过中间谐振子耦合到欧姆浴的量子比特的退相干和弛豫。在这里，我们假设浴模式的振荡频率高于IHO的。当我们选择合适的参数时，两种模型中的量子比特可以具有几乎相同的退相干和弛豫时间。而在量子位-IHO-bath模型中，量子位的退相干和弛豫时间可以通过改变量子位-IHO和IHO-bath的耦合系数以及IHO的振荡频率来调制。
2007-12-04 quant-ph
Fast Amplification and Rephasing of Entangled Cat States in a Qubit-Oscillator System
研究了耦合系数随时间变化的量子比特-振子系统，提出了一种产生具有大平均光子数的纠缠薛定谔猫态的方案，以及一种保护猫态不受系统非线性引起的失相影响的方案.我们专注于量子比特频率与振荡器频率相比很小的情况。我们首先给出了在无限小量子比特频率极限下的精确量子态演化。然后我们分析了非零量子比特频率的一阶效应。我们的方案适用于广泛的耦合强度值，包括最近实现的深强耦合制度。
2019-01-22 quant-ph
Generation of Fock states and qubits in periodically pulsed nonlinear oscillator
我们证明了一个耗散非线性振子的量子制度，在超过特征退相干时间的时间间隔内，实现了Fock态的创建以及Fock态的叠加。制备量子态的条件是强克尔非线性以及通过激发解析的较低的振荡能级与特定的训练的高斯脉冲。这提供了实际的签名，寻找在实验中与冷却的非线性振荡器。
2012-05-13 quant-ph
Qubit-oscillator-based gate implementations for approximate Gottesman-Kitaev-Preskill codes
Technical University of Munich（慕尼黑工业大学）；Munich Center for Quantum Science and Technology（慕尼黑量子科学与技术中心）
本文提出用两个振荡器和三个量子比特为近似Gottesman-Kitaev-Preskill码实现逻辑门，证明其误差在大压缩极限下趋于零，并克服了传统高斯实现在无噪声时仍有恒定误差的缺陷。
2025-09-19 quant-ph
Dissipation of the Rabi model beyond the rotating wave approximation: Quasi-degenerate qubit and ultra-strong coupling
研究了环境对量子比特-振子耦合系统动力学行为的影响。我们研究的情况下，准简并量子比特的超强耦合制度的量子比特的频率是远远小于振荡器的频率，量子比特和振荡器之间的耦合是大的，这两个无效通常采用的旋转波近似。与标准的量子光学主方程不同，我们在微观上推导了一个修饰态主方程，同时明确地考虑了量子比特-振荡器耦合。利用导出的主方程，我们讨论了一种可以用来探测量子比特-振子系统的修饰能级结构的光谱技术。
2013-04-19 quant-ph
Decoherence and relaxation of qubits coupled to low- and medium-frequency Ohmic baths directly and via a harmonic oscillator
利用数值路径积分方法研究了自旋玻色子（SB）和自旋中间谐振子（IHO）-浴（SIB）模型中量子比特的退相干和弛豫。研究了低频和中频环境浴的情况。结果表明，SB和SIB模型中的量子位与低频水浴中的量子位具有相同的退相干和弛豫。然而，两种模型中的量子比特具有不同的退相干和弛豫作为中等频率的浴。在SIB模型中，通过改变量子位-IHO和IHO-浴的耦合系数以及IHO的振荡频率，可以调制量子位的退相干和弛豫。
2008-03-31 quant-ph
Evolution of nonclassicality of the quasi-Bell states for a strongly coupled qubit-oscillator system
从量子比特振子系统的准Bell态出发，在绝热近似下得到了密度矩阵的时间演化。复合密度矩阵通过量子比特自由度的部分追踪导致振子的约化密度矩阵，该约化密度矩阵用于获得准概率分布，诸如Glauber-Sudarshan P函数、Wigner W函数和Husimi Q函数。维格纳函数的负性作为状态的非经典性的度量。在理解分别基于W函数和Q函数的维格纳熵和韦尔熵之间的比较时，这种否定性变得特别相关。
2015-02-10 quant-ph
Efficient Qubit Simulation of Hybrid Oscillator-Qubit Quantum Computation
North Carolina State University（北卡罗来纳州立大学）
本文提出了一种高效模拟混合振子-量子比特量子计算的方法，通过位置编码实现多项式复杂度的量子比特门操作，显著提升了计算效率。
2026-03-10 quant-ph
Generation of macroscopic Schrödinger-cat states in qubit-oscillator systems
我们提出了一个在量子谐振子（电磁场或机械谐振器）中通过条件位移机制耦合到量子比特（二能级系统）产生宏观薛定谔猫态的方案。通过单色地驱动量子位，量子位状态的振荡修改了作用在振荡器上的驱动力的有效频率，并且可以实现对振荡器的谐振或近谐振驱动。然后，由于驱动力的小失谐，振荡器的位移显著增强，并且可以超过零点波动的位移。这种效应可以用来在振荡器中制备宏观上不同的相干态的量子叠加。我们提出了详细的研究在封闭和开放系统的情况下，这种状态生成方案。这种方法可以在各种实验平台上实现，例如腔或电路QED系统，机电系统和自旋悬臂梁系统。
2016-03-28 quant-ph
Mapping of a many-qubit state onto an oscillator using controlled displacements
本文将量子比特与谐振子的受控位移相互作用推广到多量子比特情形，提出一种类似相位估计的线路，以高效制备近似GKP态，且压缩因子随量子比特数线性增长。
2025-06-06 quant-ph
Refocusing of a qubit system coupled to an oscillator
重聚焦或动态解耦是一种相干控制技术，其中量子系统的内部动力学通过应用专门设计的驱动场而有效地平均化。这种方法起源于核磁共振，但它是在原子物理学中作为“隧穿的相干破坏”独立发现的。目前的工作涉及的“软”重聚焦脉冲和脉冲序列的性能分析，在保护耦合到量子振荡器的量子比特系统的相干性。
2007-06-04 quant-ph
Dynamically enhancing qubit-photon interactions with anti-squeezing
本研究利用简并参量振荡器的压缩态放大场涨落，在超导电路实验中以5.5 dB压缩量实现量子比特-光子色散相互作用两倍增强，验证了量子比特-光子相互作用的原位动态控制，为增强相互作用的实验平台提供新方向。
2024-04-18 quant-ph
Oscillator state reconstruction via tunable qubit coupling in Markovian environments
我们证明了一个参数耦合的量子比特可以用来完全重建一个谐振子的量子态，即使当两个系统都受到退相干。通过控制量子比特随时间的耦合强度，结合两个泡利算符的期望值，可以直接测量振子在任意相空间点的特征函数。如果进行足够数量的实验运行，则可以从测量数据中滤除退相干的影响。在完全状态重构不实际或不必要的情况下，该方法仍然可以用于估计力学求积的低阶矩。我们还表明，在相同的框架下，它是可能的振荡器制备叠加态。该模型是非常普遍的，但特别适用于纳米机械系统。
2011-09-12 quant-ph
Qubit-Controlled Displacements in Markovian Environments
我们研究了量子比特与量子谐振子之间的一种特殊形式的相互作用哈密顿量，其封闭系统动力学导致量子比特控制的位移操作。我们展示了这种相互作用是如何在许多设置中实现的，包括纳米机械系统，离子阱，腔QED和电路QED，并在每种情况下，我们提供了相关参数的定量估计。系统的动力学研究通过主方程，包括典型的退相干机制所产生的量子比特和振荡器的耦合到热马尔可夫环境。我们将展示如何通过采用振荡器的相空间表示来求解主方程，并推导出许多特殊情况下的解析解和近似解。最后，通过研究量子比特-振子纠缠的动力学和具有负Wigner函数的振子态的制备，将我们的方法应用到一个相关的例子中。
2012-09-15 quant-ph
Quantum coherence, correlations and nonclassical states in the two-qubit Rabi model with parametric oscillator
研究了由两个量子比特和一个振子组成的强相互作用系统中存在参量介质时的量子相干性和量子关联。为了解析求解该系统，我们采用绝热近似方法。它假设每个量子比特的特征频率基本上低于振荡器频率。为了验证我们的近似，一个很好的协议之间的哈密顿量的计算能谱与其数值结果。从三重初态出发，计算了两量子比特子系统和振子系统的约化密度矩阵随时间的演化。从一个因式分解的双量子比特初态出发，研究了双量子比特布居数反转中的回复和坍缩现象的准周期性。基于相干性的相对熵测度，研究了两量子比特和单个量子比特子系统在不同初始态选择下的量子相干性及其对参数项的显式依赖性.同样，通过研究几何不协调和并发，证明了量子关联的存在。此外，通过数值最小化Hilbert-Schmidt距离，重构了动态产生的近最大纠缠态。观察到的重构态是近似纯的广义Bell态。利用振子密度矩阵，计算了最小熵区域中相应的Husimi $Q$ -函数的正交方差和相空间分布，并得出所获得的近似纯演化态是压缩相干态的结论.
2021-06-12 quant-ph
Quantum Sensing using Geometrical Phase in Qubit-Oscillator Systems
Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）；NASA Ames Research Center（NASA艾姆斯研究中心）；USRA Research Institute for Advanced Computer Science（美国大学研究协会先进计算机科学研究所）；Fermi National Accelerator Laboratory（费米国家加速器实验室）
利用量子比特-振子系统中的几何相位实现超越标准量子极限的高灵敏度量子传感
2026-10-27 quant-ph
Precise measurement of coupling strength and high temperature quantum effect in a nonlinearly coupled qubit-oscillator system
我们研究了耦合到谐振子的量子比特在线性和二次相互作用下的相干动力学。只要线性耦合强度远小于振荡器频率，相干性的长时间行为由二次耦合强度$g_2$支配。相干性以周期$2π/g_2$衰减和恢复，相干峰的宽度随着温度的升高而减小，从而提供了一种无需冷却而精确测量$g_2$的方法。与线性耦合的情况不同，这里的相干动力学永远不会降低到经典极限，其中振荡器是经典的。最后讨论了线性耦合近似的有效性，并对哈恩回波下的相干性进行了评价
2018-01-16 quant-ph
Implementing a Universal Gate Set on a Logical Qubit Encoded in an Oscillator
逻辑量子比特是更高维系统的二维子空间，其被选择为使得可以检测和校正某些错误的发生。编码信息的操纵通常需要对整个系统进行任意和精确的控制。无论是基于多个物理量子位还是更大维度的模式（如振荡器），现实设备中的各个元件总是会有剩余的相互作用，在设计逻辑运算时必须考虑这些相互作用。在这里，我们展示了一个整体的控制策略，利用精确的知识的哈密顿操纵耦合的transmon系统。我们使用这种方法来实现高保真度（99%，推断），消相干有限的操作上的逻辑量子比特编码在超导腔谐振器使用四分量猫状态。我们的结果显示了应用数值技术控制线性振荡器的力量，并为利用它们的大希尔伯特空间作为量子信息处理的资源铺平了道路。
2016-08-08 quant-ph
All-optical generation of states for "Encoding a qubit in an oscillator"
离散和连续系统都可以用来编码量子信息。大多数量子计算方案提出在二能级系统中编码量子比特，例如二能级原子或电子自旋。另一些则利用无限维系统，如谐振子。在“Encoding a qubit in an oscillator”[Phys. Rev. A 64 012310（2001）]中，Gottesman、Kitaev和Preskill（GKP）结合了这些方法，提出了一种容错量子计算方案，其中qubit被编码在振荡器的连续位置和动量自由度中。该方案的一个优点是它可以通过使用相对简单的线性光学器件、压缩和零差检测来执行。然而，我们缺乏一个实用的方法来准备初始GKP状态。在这里，我们提出了一个近似的GKP状态的产生，使用叠加的光学相干态（有时称为“薛定谔猫态”），压缩，线性光学器件，和零差检测。
2010-05-31 quant-ph
Two Qubits Tavis-Cummings Model Beyond the Rotating Wave Approximation: Degenerate Regime
在理想简并态下，研究了两个量子比特与谐振子单模相互作用的动力学行为。精确的解析表达式得到的状态属性的兴趣，包括量子比特纠缠的某一类初始状态的振荡器和量子比特。定性的差异和相似之处的退化制度时，振荡器的量子力学和经典的处理量子比特的演化进行了讨论。
2011-05-31 quant-ph
Dynamics of quantum correlations in a Qubit-Oscillator system interacting via a dissipative bath
研究了一个量子比特和一个谐振子仅通过与同一个浴槽耦合而相互作用的两体系统中的纠缠动力学。所考虑的模型假设量子位通过Jaynes-Cummings相互作用耦合到浴，而振荡器的位置通过偶极相互作用耦合到浴的位置。我们给出了所考虑的模型的Gorini-Kossakowski-Sudarshan-林德布拉德方程的微观推导。基于Kossakowski矩阵，我们证明了所考虑的动力学可以产生包括纠缠在内的非经典关联。然后，我们分析确定特定的初始状态的纠缠产生。这一结果也得到了数值模拟的支持。
2020-02-11 quant-ph
A Perturbative Treatment Of A Generalized PT-Symmetric Quartic Anharmonic Oscillator
本文研究了广义脚本{PT}-对称四次非谐振子模型，用微扰法确定了各个物理量的小数量ε的幂。利用Bender-Dunne算子基元，研究了全对称算子T_{m,n}的性质.
2005-11-18 quant-ph
Nonlinearity-Induced Entanglement Stability in a Qubit-Oscillator System
我们提出了一个由一个量子比特和一个四次非线性振子（NLO）通过条件位移哈密顿量相互作用组成的系统。我们发现，即使是一个温和的非线性扰动的NLO势可以增强和稳定的量子纠缠动态之间产生的量子比特和NLO。在没有非线性的情况下，量子比特和振荡器之间的纠缠已知在0和1之间周期性振荡，而非线性一旦产生就会抑制纠缠的动力学衰减。虽然纠缠的产生是由于叠加原理与NLO中的条件位移相结合，但正如之前的几项工作所指出的那样，这种纠缠的改善是由于两个和四个声子相互作用引起的压缩和其他复杂过程。最后，我们已经解决了马尔可夫主方程，即使在这种开放的情况下，系统保留了以前的功能，并保持强大。
2014-08-05 quant-ph
Efficient entanglement of spin qubits mediated by a hot mechanical oscillator
固态定域电子和核自旋量子比特构成了一个有前途的平台，即使在室温下存储和操纵量子信息。然而，可扩展系统的开发需要纠缠远距离自旋的能力，这在今天仍然是一个挑战。我们提出并分析了一个有效的，预示着计划，采用奇偶校验测量的消相干自由子空间，使快速和强大的纠缠产生遥远的自旋量子比特介导的热机械振荡器。我们发现，高保真纠缠在低温，甚至环境温度下是可行的与现实的参数，并表明纠缠对可以随后利用确定性控制非核自旋之间的操作。我们的研究结果为各种固态自旋量子比特的新型量子处理架构打开了大门。
2020-11-05 quant-ph
Creating multicomponent Schrödinger cat states in a coupled qubit-oscillator system
Institute of Particle and Nuclear Physics, Faculty of Mathematics and Physics, Charles University（查理大学数学物理学院粒子与核物理研究所）
通过耦合 semiclassical 振子与量子比特系统，研究如何制备各种薛定谔猫态的变种，利用量子淬火和自旋测量实现振子的相干叠加态。
2026-03-31 quant-ph
Dissipative dynamics of a qubit coupled to a nonlinear oscillator
本文研究了欧姆环境中量子比特与非线性振荡器耦合的耗散动力学。通过处理量子比特-NO耦合中的一阶非线性和二阶Van Vleck微扰理论，我们导出了超越旋波近似的耦合量子比特-NO系统的本征态和本征函数的解析表达式。在弱耦合到热浴的制度，量子比特的人口的时间演化的解析表达式推导出来：他们描述了一个复杂的弛豫部分叠加到一个多重阻尼振荡朝向热平衡。长时间动力学的特征在于单个弛豫速率，当量子比特被调谐到与非线性振荡器的共振之一时，该弛豫速率最大。
2009-11-30 quant-ph
Factoring an integer with three oscillators and a qubit
School of Computation, Information and Technology, Technical University of Munich（慕尼黑工业大学计算、信息与技术学院）；School of Natural Sciences, Technical University of Munich（慕尼黑工业大学自然科学学院）；Munich Center for Quantum Science and Technology（慕尼黑量子科学与技术中心）
本文提出了一种基于连续变量傅里叶变换的因数分解算法，利用单量子比特和三个振子系统实现多项式时间复杂度的整数因数分解，不同于Shor算法及基于量子比特-振子编码的连续变量实现。
2024-12-17 quant-ph
Cross-resonance control of an oscillator with an auxiliary fluxonium qubit
提出一种以fluxonium为辅助量子比特的CD门方案，通过交叉共振调制实现振荡器通用控制，具有高保真度和低硬件开销。
2025-06-02 quant-ph
Algebraic treatment of $\mathcal{PT}$-symmetric coupled oscillators
本文的目的是讨论一对耦合的线性振荡器，最近被提出作为一个系统的两个光学谐振腔的模型。通过一个代数的方法，我们表明，频率的经典和量子力学解释的光学现象是完全相同的。因此，如果经典频率是实数，那么量子力学本征值也是实数。
2014-02-17 quant-ph
Encoding qubits into oscillators with atomic ensembles and squeezed light
振荡器内的量子位的Gottesman-Kitaev-Preskill（GKP）编码在用于量子计算的容错架构中使用时提供了许多优点，最值得注意的是高斯运算足以实现所有单量子位和双量子位Clifford门。编码的主要缺点是逻辑状态本身很难产生。在这里，我们提出了一种方法，用于产生光学GKP编码的量子比特耦合原子系综压缩态的光。系综的后续自旋测量的特定结果预示着在光学模式中资源状态的成功产生。我们分析的方法所需的资源（总自旋和挤压量）和成功的概率。我们提出了一个物理实现使用法拉第为基础的量子非爆破相互作用。
2017-05-08 quant-ph
The entanglement of two qubits coupled ultrastrongly with a quantum oscillator
我们探讨了用外部设备拉比哈密顿量控制操纵两个量子比特纠缠的可能性。新的结果表明，初始纠缠的两个量子比特可以有很高的概率保持不变的相干态的光子与选定的参数。当量子比特间的耦合强度为负时，通过适当的、新颖的参数选择，可以通过较强的外部量子控制使它们的纠缠保持更长的时间。而且，他们的纠缠不会表现出任何突然的死亡和复活。这些结果都与以往的研究不同，并给出了合理的解释。保持两个量子比特之间的纠缠态具有很高的保真度，这将对量子信息处理有很大的帮助。
2013-09-30 quant-ph
Nonperturbative leakage elimination for a logical qubit encoded in a mechanical oscillator
在实现普适量子计算的过程中，连续变量系统正受到越来越多的关注。最近的几个实验已经显示了使用CV系统的可行性，例如，将量子位编码到捕获离子机械振荡器中并执行逻辑门[Nature 566，513-517（2019）]。重要的下一个步骤是保护编码的量子比特免受量子退相干，例如，由于机械振荡器与其环境之间的相互作用而产生的运动退相干。在这里，我们提出了一个计划，以抑制用于编码量子比特的单模谐振子的量子退相干，通过引入一个非微扰泄漏消除算子（LEO）专门为此目的而设计的。值得注意的是，我们的非微扰LEO可以用来解析推导精确的运动方程，而无需近似。它还使我们能够证明，这些LEO的有效性只取决于在时域中的脉冲序列的积分，而脉冲形状的细节并没有作出显着的差异时，选择适当的时间段。这种控制方法可以应用于任意温度和任意体系-浴耦合强度的体系，这使得它对一般的开放量子系统非常有用。
2020-08-23 quant-ph
Quasi-Bell states in a strongly coupled qubit-oscillator system and their delocalization in the phase space
研究了强耦合量子比特-振子系统中两体纠缠准Bell态在静态偏置下的演化，并将其推广到了超强耦合情形。利用绝热近似，得到了包含Jacobi θ函数线性组合的封闭形式的强耦合域的量子比特约化密度矩阵.振子的约化密度矩阵产生相空间Husimi Q分布。在强耦合制度的$Q$ -功能演变成均匀分离的宏观不同的高斯峰表示“小猫”状态在某些特定的时间，取决于多个时间尺度存在于相互作用的系统。对于超强耦合区域，利用Wehrl熵和量子态的复杂性研究了振子在相空间中的离域。对于小的相空间振幅，纠缠准Bell态在时间演化过程中呈现出压缩特性和光子统计的非经典性，分别用正交方差和Mandel参数来度量。
2015-06-02 quant-ph
Exploring Quantum Synchronization with a Composite Two-Qubit Oscillator
提出由两个相互作用且分别耦合热库的量子比特构成的复合振荡器模型，揭示异号温度下的特殊同步效应，并给出电路量子电动力学实现方案。
2024-03-01 quant-ph
Quantum Encodings in Spin Systems and Harmonic Oscillators
我们表明，更高维版本的量子位，或qudits，可以编码到自旋系统和谐振子，量子计算产生重要的优势。虽然基于量子位的量子计算足以分析量子与经典计算，但在实践中，量子位通常在高维系统中通过截断除两个级别之外的所有级别来实现，从而减少宝贵的希尔伯特空间的大小。我们为通用量子计算开发自然量子门，并利用整个可访问的希尔伯特空间。在数学上，我们给出了广义泡利群在耦合自旋系统和谐振子中的量子比特的表示，并包括量子比特和无限维极限的分析。
2002-05-06 quant-ph
The dynamics of a qubit coupled strongly with a quantum oscillator
在强耦合区重新研究了量子比特与量子振子耦合的动力学。在通常的简并微扰的基础上增加了非简并微扰，得到了新的结果。
2012-09-03 physics.atom-ph quant-ph
Inversion of Qubit Energy Levels in Qubit-Oscillator Circuits in the Deep-Strong-Coupling Regime
我们报道了实验测量的超导磁通量子比特深强耦合到LC振荡器的光位移，其中的耦合常数与量子比特和振荡器的谐振频率相当。通过使用双音光谱，每个电路的六个最低水平的能量被确定。当振荡器中有有限数量的光子时，我们发现了超过裸量子比特频率90%的巨大兰姆位移和量子比特基态和激发态的反转。我们的实验结果与基于量子拉比模型的理论预测一致。
2018-05-07 cond-mat.supr-con quant-ph
Deterministic nonlinear gates with oscillators mediated by a qubit
谐振子系统的量子非线性操作在模拟量子模拟器和计算机的发展中起着关键作用。由于现有的物理系统中不存在各种强非线性操作，因此通常采用条件测量诱导方法来近似它们。条件方法有几个缺点，其中最严重的是强和复杂的非线性运算的成功率呈指数下降。我们表明，通过使用一个合适的两个层次的系统顺序与振荡器相互作用，有可能解决这些问题，并实现一个非线性操作都接近确定性和接近完美。我们明确地证明了这种方法，通过构建自克尔和交叉克尔耦合在一个现实的情况下，这需要一个可行的色散耦合之间的两个能级系统和振荡器。
2017-06-27 quant-ph
Qubit-nonlinear-oscillator systems: from the moderate-coupling limit to the ultrastrong-coupling regime
这项工作的目的是提供一种替代的方法来建模耦合到非线性振荡器的两态系统（量子比特）。在一个单一的代数计划的基础上的f-变形振荡器的描述，硬和软的非线性提出利用拟合代数模型提取的三角和修改Pöschl-Teller势，分别进行模拟。在该政权的耦合强度被认为是温和的，这种方法允许的分析，虽然近似，对角化过程中提出的哈密顿通过使用Van Vleck微扰理论和拥抱的两种类型的非线性功能。在超强耦合区，我们还用数值方法研究了这种非线性对复合系统基态压缩和相空间性质的影响。
2018-06-19 quant-ph
Fast and High-Fidelity Entangling Gate through Parametrically Modulated Longitudinal Coupling
研究了一种基于量子位-振子耦合调制的普适量子计算方法。我们展示了如何通过同时调制两个量子比特的纵向耦合到一个共同的振荡器模式来实现受控相位门。与更熟悉的横向量子比特-振荡器耦合相反，有效量子比特-量子比特相互作用的大小不依赖于小的微扰参数。结果，可以使该有效相互作用强度变大，从而导致短的栅极时间和高的栅极结晶度。此外，我们展示了如何门失真可以指数抑制压缩和纠缠门可以推广到量子比特耦合到单独的振荡器。我们的建议可以在多个物理平台上实现量子计算，包括超导和自旋量子比特。
2017-05-09 quant-ph
Transient energy backflow enhanced ergotropy in an open qubit quantum battery assisted by an auxiliary oscillator
Center for Quantum Materials and Computational Condensed Matter Physics, Faculty of Science, Kunming University of Science and Technology（昆明理工大学理学院量子材料与计算凝聚态物理中心）
研究在退相干和耗散环境下，通过辅助谐振子诱导瞬态负能量流，增强开放量子比特电池的可提取功（ergotropy）。
2026-05-29 quant-ph
Unified treatment of screening Coulomb and anharmonic oscillator potentials in arbitrary dimensions
得到了N维空间中低屏蔽参数的径向屏蔽库仑系统与径向非谐振子之间的映射。利用超对称量子力学的形式主义，它表明，这些潜在的参数满足一定的约束条件时，精确解的存在。
2004-03-29 quant-ph
Deconstruction and differentiation of squeezed kitten states in a qubit-oscillator system
研究了强耦合域中量子比特-振子系统的纠缠压缩态的演化。在绝热近似下，我们得到了量子比特和振子自由度的约化密度矩阵。振子约化密度矩阵被用来计算准概率分布，如Sudarshan-Glauber对角P -表示，Wigner W -分布和非负Husimi Q-函数.与W -分布相关的负性作为状态的非经典性的度量。由相互作用引起的多重时间尺度的存在在二分系统中引入了某些特征。在强耦合区，到低熵组态的瞬态演化揭示了近纯小猫态的短暂出现，这些小猫态可以被视为均匀分离的可区分压缩相干态的叠加。然而，具有短时间周期的量子涨落在相空间中产生这些峰的分叉和随后的重新连接。上述峰值数量的加倍将熵增加到其接近最大值。尽管如此，这些以高熵值为特征的状态被赋予指向它们的非高斯行为的W分布的大负值。这可以通过振子状态和具有与振子几乎相同的二阶矩的压缩高斯态的最一般统计混合的系综之间的显着大的希尔伯特-施密特距离来确定。
2016-10-17 quant-ph
