Envelope Theory for Systems with Different Particles
多体量子系统的本征解一直是计算困难的问题。包络理论是一种在相同粒子的情况下容易获得近似但可靠的解的方法。在这里，它被扩展到处理具有不同粒子（玻色子或费米子）的系统。对由相同颗粒和不同颗粒组成的几个系统进行了准确度测试。
2020-06-01 physics.comp-ph quant-ph
Quantum mechanics of the two-dimensional circular billiard plus baffle system and half-integral angular momentum
研究了二维无限深阱或量子台球系统的量子力学本征解，该系统由一个沿半径方向带有无限大势垒或挡板的圆形边界组成。由于边界条件的变化，该系统包括对应于$\hbar/2$的半整数倍的量化角动量值。我们讨论了由此产生的能量本征值谱和可视化的一些新的能量本征态在这个系统中发现。我们还讨论了能量本征值的密度，$N(E)$，比较这个系统的标准圆形井。这两个台球几何形状有相同的面积（A= $πR^2$），但不同的周长（$P=2πR$与$(2π+ 2) R$），我们比较这两种情况下适合的$N(E)$利用纯粹的几何参数只涉及$A$和$P$。我们还指出了这个系统的角的解决方案和熟悉的教学的例子，一维无限好加上$δ$ -功能潜力之间的连接。
2003-07-05 quant-ph
Approximate l-state solutions of the D-dimensional Schrodinger equation for Manning-Rosen potential
近似求解含离心项的Manning-Rosen势的$D$维薛定谔方程，得到束缚态本征解（本征值和本征函数）.在计算中使用Nikiforov-Uvarov（NU）方法。本文对任意量子数$n$和$l$，在三种不同的势参数$α.$值下，对二维和四维系统的能量本征值进行了数值计算。结果表明，由于本征值的内维简并性，我们还可以通过变换$(n,l,D)\to (n,l\pm 1,D\mp 2)$，由已知的上/低维系统的本征值再现上/低维系统的本征值。这个解决方案减少到Hulthén潜在的情况。
2008-01-23 quant-ph
Contraction-free quantum state encoding by quantum tunneling in single molecules
量子计算是一种独特的计算方法，它承诺了经典计算机无法实现的巨大性能，尽管必须解决几个问题才能实现实用的量子计算系统以便于使用。在这里，我们提出了一个新的系统和理论的量子计算，采用单分子限制在电极之间。该系统的显著特征是：（i）表现出量子隧穿的单个分子可以被视为一系列量子门，（ii）量子隧穿可以被编码到量子比特阵列上，并且可以在没有叠加态收缩的情况下被观察到，以及（iii）通过量子隧穿的量子计算可以在室温下进行。采用腺嘌呤分子作为电极之间的单个分子，并且根据电导值将电导数据编码到包括纠缠态的量子态上。作为新量子体系的一个应用，本文介绍了基于量子隧穿的量子计算的分子识别。
2020-01-15 quant-ph
Organic molecule fluorescence as an experimental test-bed for quantum jumps in thermodynamics
我们用实验证明了分子是探测基本量子热力学的天然试验台。在过去的十年里，随着技术的发展，单分子光谱学经历了革命性的变化，允许单个分子被区分和探测。通过考虑有机分子的时间分辨发射光谱是由态间的量子跃迁引起的，我们证明了量子Jarzynski等式在此装置中是满足的。这将耗散到环境中的热量与初始状态和最终状态之间的自由能差联系起来。我们还演示了如何利用量子Jarzynski等式允许检测分子内的能量转移，超出相对位移。
2016-06-10 quant-ph
Classical and quantum rotation numbers of asymmetric top molecules
研究了非对称陀螺分子自由转动的经典转动数和量子转动数。我们用数值方法证明了量子转动数在半经典极限下收敛于它的经典类似物。不同的不对称分子，如水分子作为说明性的例子。在连接系统两个不稳定不动点的分界线的邻域内，导出了经典旋转数的一个简单近似。此外，经典的网球拍效应的签名的光谱中的不对称分子被确定。
2018-03-20 quant-ph
Optical Characterization of a Single Quantum Emitter Based on Vanadium Phthalocyanine Molecules
单量子发射器在量子中继器和量子信息处理等量子技术的发展中起着基础性的作用。分离具有稳定光发射的单个分子是这些应用的重要步骤，特别是对于那些在室温下呈现大相干时间的分子。其中，钒氧酞菁（VOPc）分子脱颖而出，由于其大的相干时间测量系综有希望的候选人。然而，单个分子的光学性质尚未报道。在这里，我们表明，在室温下具有稳定的光学性质的单个VOPc分子可以被分离。我们发现，在不同偏振态的激光照射下，分子的光学响应与具有金字塔C $_{4v}$对称性的系统一致。此外，该分子揭示了一个非辐射跃迁速率，这取决于激发波长时，其寿命被询问。我们提供的理论计算，支持我们的实验结果，并提供洞察声子的作用和分子的内部电子结构。这些结果表明，该单一顺磁性分子可以作为单一量子发射体，同时在环境条件下显示光学稳定性，以研究其固有性质。
2022-09-20 quant-ph
Numerical Study on Quantum Walks Implemented on the Cascade Rotational Transitions in a Diatomic Molecule
提出了一种利用双原子分子和光学频率梳实现连续时间量子行走的方案。我们展示了一个类比之间的量子行走和级联旋转跃迁诱导的光学频率梳，其频率峰值被调谐到分子中的纯旋转跃迁。还演示了补偿真实分子离心畸变的策略。
2011-06-10 quant-ph
Ground and excited state energy calculations of the H2 molecule using a variational quantum eigensolver algorithm on an NMR quantum simulator
本文在NMR量子处理器上实验实现了变分量子本征求解器与变分量子紧缩算法，分别计算H2分子的基态和激发态能量，并首次证明单个NMR量子比特即可达到所需精度。
2024-07-01 quant-ph
Trapped-ion qutrit spin molecule quantum computer
我们提出了一种在磁场梯度存在下利用囚禁离子的qutrit量子计算机设计。磁场梯度在量子比特之间诱导“自旋-自旋”型耦合，类似于在分子中观察到的J-耦合，这允许条件量子逻辑发生。我们描述了一些细节，如何可以执行特定的一个和两个quutrit量子门，所需的通用quutrit量子计算。
2005-06-03 quant-ph
Quantum Computation with Vibrationally Excited Molecules
提出了一种新的量子计算物理实现方案。分子的振动模式被用来编码量子比特系统。利用最优控制理论计算的整形飞秒激光脉冲实现了全局量子逻辑门。系统的定标是有利的，可以消除退相干源。一个完整的一套和两个量子门的特定分子。详细的分析实验实现表明，今天的脉冲整形器的结构分辨率是完全足够的脉冲形成。
2002-08-05 quant-ph
Turning a molecule into a coherent two-level quantum system
分子在自然现象和人造产品中无处不在，但它们在量子光学应用中的使用受到非相干内部振动和与环境的其他声子相互作用的阻碍。我们现在已经成功地将有机分子置于光学微腔中，使其成为一个相干的二能级量子系统。这使得几个前所未有的观察，如99%的消光率的激光束由一个单一的分子，饱和小于0.5光子，和非经典的产生少光子超聚束光。此外，我们证明了有效的相互作用的分子微腔系统与单光子产生的第二个分子在遥远的实验室。我们的成果为基于有机平台的线性和非线性量子光子电路铺平了道路。
2018-09-20 quant-ph
Universal Non-adiabatic Holonomic Gates in Quantum Dots and Single-Molecule Magnets
量子系统的几何操作提供了一种快速、通用和鲁棒的量子信息处理方法。在这里，我们提出了一个通用的全几何量子计算方案，使用非绝热量子完整。我们提出了三种不同的实现方案的基础上的非常规使用的量子点和单分子磁体设备，提供了有前途的可扩展性和强大的效率。
2014-01-24 quant-ph
Neutral Radical Molecules Ordered in Self-Assembled Monolayer Systems for Quantum Information Processing
讨论了基于稳定分子自由基中空间局域电子自旋的量子信息处理的实现。这些分子的必要操作条件是在自组装单层（SAM）系统中制定的。作为一个模型系统，我们开始与1，3 -二酮类型的中性自由基。利用第一性原理量子化学计算证明了这些分子具有稳定的定域电子自旋，它可以代表量子信息处理中的量子比特。
2003-07-18 quant-ph
One-step preparation of cluster states in quantum dot molecules
团簇态是一种特殊的高纠缠态，是基于测量的量子计算的普遍资源。本文提出了一种高效的半导体量子点分子团簇态的一步生成方案，即在两个耦合量子点的单重态和三重态上编码量子比特.通过施加一个集体电场或同时调节所有双量子点分子的点间偏置电压，我们得到任意两个相邻量子分子量子比特之间的可切换类伊辛相互作用。讨论了初始化、单量子比特测量和实验参数，表明利用现有技术可以在半导体量子点中实现大团簇态制备和单向量子计算。
2007-04-13 quant-ph
Quantum Computer Using Coupled Quantum Dot Molecules
我们提出了一种使用人工分子实现量子计算机的方法。该人工分子由两个沿z方向堆叠的耦合量子点和一个单电子组成，分别由一个分子和两个耦合分子构成单量子比特和双量子比特门，利用分子的基态和第一激发态对量子比特进行编码，并利用量子比特门中的量子比特对量子比特进行编码。|0>和|1>量子比特的状态。量子位由谐振电磁波操纵，该电磁波通过微带线直接施加到量子位。量子控制的非门中的两个量子比特之间的耦合通过使金属膜电极浮置（接地）来打开（关闭）。我们利用盒形量子点模型和数值求解含时薛定谔方程研究了量子门的操作，证明了量子门可以进行量子计算.门的操作速度约为每4ps一次操作。量子计算机的输出的读取操作可以通过检测量子比特的偏振来执行。
2000-10-07 quant-ph
Quantum decoherence in the rotation of small molecules
研究了非极性双原子分子与大失谐窄带激光场相互作用的动力学问题。分子的旋转被认为是经典和量子力学，提供链接到已知的特征，从沉重的对称顶部。特别是，量子退相干的分子旋转，由自发拉曼过程引起的，解决。它示出了这种退相干如何修改相空间中的旋转动力学。
2004-01-26 quant-ph
Cavity Quantum Electrodynamics with a Single Quantum Dot Coupled to a Photonic Molecule
研究了由一对耦合的光子晶体腔组成的量子点与光子分子耦合的腔量子电动力学效应。我们发现量子点和光子分子的两个超模之间存在反交叉，这表明实现了强耦合机制。从反交叉的数据，我们估计的贡献模式耦合和本征失谐的总失谐之间的超级模式。最后，我们还展示了光子分子中非共振腔-腔相互作用的特征。
2012-01-30 cond-mat.mes-hall quant-ph
Enantiodiscrimination of chiral molecules via quantum correlation function
提出了一种在驱动腔-分子系统中基于量子关联函数实现手性分子对映体歧视的方法，其中手性分子与量子化腔场和两个经典光场耦合形成循环三能级模型。根据手性分子电偶极跃迁矩的固有性质，在手性分子的循环三能级模型中，左右手手性分子的总相位存在$π$相位差.因此，关联函数取决于该总体相位并且是手性依赖的。分析和数值计算结果表明，通过检测量子关联函数可以区分左右手手性分子。我们的工作开辟了一条很有前途的途径来区分分子的手性，这是一个非常重要的任务，在药理学和生物化学。
2022-08-11 quant-ph
Quantum computing with semiconductor double-dot molecules on a chip
我们开发了一种可扩展的量子计算架构，使用可控电子的双点分子耦合到一个微波带状线谐振器的芯片上，它满足所有Divincenzo标准。我们分析了所有所需操作的性能和稳定性，并强调所有技术都是可行的，目前的实验技术。
2010-01-18 quant-ph
Quantum Computation and Bell-state Measurement with Double-Dot Molecules
我们提出了一个双点分子的量子计算架构，其中量子比特被编码在分子的两个电子的自旋态。通过将每个分子内的两个点垂直于量子位标度线排列，相邻量子位之间的相互作用大大简化，并且多量子位系统的标度变得简单。由于可以通过调节两个点之间的电势偏移来方便地在任何两个相邻分子之间打开和关闭伊辛模型有效相互作用，因此可以实现通用双量子位门，而不需要对点之间的隧道耦合进行时间依赖性控制。对于这样排列的量子分子，我们还提出了一种对双点单重态和三重态编码的量子比特的Bell态测量方案。
2007-08-18 quant-ph
Quantum Algorithm for Simulating Single-Molecule Electron Transport
在分子水平上精确描述电子输运需要精确处理量子效应。这些效应在确定单分子的电子输运性质（例如电流-电压曲线）方面起着至关重要的作用，这可能是经典模拟的挑战。在这里，我们介绍了一个量子算法，有效地计算通过单分子结的电子电流在弱耦合制度。我们表明，一个量子计算机编程来模拟分子的不同电荷状态之间的电子振动跃迁，可以用来计算顺序的电子转移速率和电流。在谐波近似下，该算法可以使用高斯玻色子采样设备来实现，这是光子量子计算的近期平台。我们应用该算法来模拟镁卟啉分子的电流和电导。模拟表明，量子效应表现为离散步骤的电流和电导，与实验和理论数据一致。
2020-12-16 quant-ph
Quantum Effects at Low Energy Atom-Molecule Interface
分析了冷原子与双原子分子相互转换中的量子干涉效应。在Fano理论的框架下，提出了原子分子量子动力学的连续束缚各向异性缀饰态形式。这种形式主义是适用于光和磁关联强耦合制度。讨论了法诺效应在超冷原子-分子跃迁中的意义。低能原子-分子界面上的量子效应对于探索尚未探索的参数区域中的相干现象具有重要意义。
2013-01-20 physics.atom-ph quant-ph
Quantum Interference of Tunably Indistinguishable Photons from Remote Organic Molecules
我们证明了双光子干涉使用两个远程单分子作为明亮的固态源不可区分的光子。通过改变一个分子的跃迁频率和光谱宽度，我们调谐和探索光子可调谐性的影响。我们讨论了未来的改进单光子束的亮度，他们的集成芯片上的大量，和我们的实验方案的扩展到遥远的分子的耦合和纠缠。
2009-11-16 quant-ph
Hybrid atom-molecule quantum walks in one-dimensional optical lattice
研究了一维光晶格中两个相互作用的玻色子原子的混合量子行走。杂化原子分子能带包括一个连续带和两个孤立带，分别对应于散射态和缀饰束缚态。由于原子-分子间的耦合作用，即使在没有原子-原子相互作用的情况下也可能出现DBS。从占据同一位置的两个原子的初始状态，除了对应于散射态的独立量子行走之外，相关量子行走作为DBS的签名出现。即使原子-原子相互作用和原子-分子耦合比隧穿强度强得多，在一定的共振条件下，仍然可能出现独立的量子行走。关联量子行走表现出两种不同传播速度的光锥，这可以用两种不同DBS的有效隧穿强度来解析解释。此外，DBS的有效最近邻隧穿可以被抑制到零，这可以用原子对和分子之间的相消干涉来解释。
2018-08-08 quant-ph
Discrete quantum Fourier transform in coupled semiconductor double quantum dot molecules
本文提出了一种在耦合半导体双量子点系统中实现离散量子傅里叶变换的物理方案。主要的受控R门运算可以分解成许多简单可行的酉变换。该方案为在量子点系统中实现复杂的量子算法迈出了有益的一步。
2008-11-28 quant-ph
Electrical control of superposed quantum states evolution in quantum dot molecule by pulsed field
量子计算（或一般来说，量子信息处理）是主要的兴趣，因为它可能对目前的电子和计算产生重大影响1 -5。量子计算的本质是直接使用量子力学态的叠加和纠缠，这些量子力学态在纳米级粒子（如原子和分子）中非常明显6，7。另一方面，报道了关于实现半导体量子点（QD）量子比特8、9和QD量子门10的许多提议，并且成功地发现了若干实验线索11 -16。虽然这些开创性的实验开辟了半导体量子点量子计算的基础，但在时域17中叠加态的直接电控制尚未实现。在这里，我们证明了量子点分子中叠加量子态演化的相干控制。短的电脉冲被示出为将单电子注入到QD分子中，并且在衬底处收集的电流表现出作为脉冲宽度的函数的振荡。这种振荡是由于量子点分子的对称态（S）和反对称态（AS）的不同衰减速率以及注入脉冲宽度控制的占据几率的演化引起的
2001-07-28 quant-ph
Quantum computation using arrays of N polar molecules in pendular states
我们研究了利用处于摆动态的纠缠极性分子实现量子计算的几个方面。量子算法通常从产品状态开始|00... 0>并且我们证明了在误差可以忽略的情况下，极性分子阵列的基态可以看作是非纠缠的量子比特基态|00... 0>。这种状态可以通过简单地使系统在低温（<1 mK）下达到热平衡来制备。我们还评估纠缠，其特征在于由外部电场，偶极偶极耦合和阵列中的分子数N所支配的偶极阵列中的摆动状态量子比特的并发。在我们考虑的量子计算的参数范围内，我们发现量子比特纠缠是适度的，通常不大于0.0001，证实了基态中的纠缠可以忽略不计。讨论了在门模型、基于测量的模型、瞬时量子多项式时间电路和绝热模型中利用处于摆动态的极性分子实现量子计算的方法。
2016-07-18 quant-ph
Expectation Values of Some Diatomic Molecules With Quantum Interaction Potential In Schrodinger Equation with Hellmann-Feynman Theorem Via Conventional Nikiforov-Uvarov Method
在这项工作中，我们使用常规Nikiforov-Uvarov方法的工具来确定具有量子相互作用势的Schrodinger方程的束缚态解，称为Hulthen-Yukawa反二次势（HYIQP）。得到了能量本征值和总波函数。我们采用Hellmann-Feynmann定理（HFT）计算了四种不同的双原子分子：氢分子（H2）、氢化锂分子（LiH）、氯化氢分子（HCl）和碳（II）氧化物分子的期望值。由此得到的能量方程简化为三个著名的势：Hulthen势，Yukawa势和反二次势。利用实验测得的不同双原子分子的光谱常数，通过Matlab算法得到了期望值的数值束缚态能量。我们开发了一个计算程序，得到了不同轨道角量子数的波函数和概率密度图。
2017-02-12 quant-ph
Quantum phase gate and controlled entanglement with polar molecules
我们提出了另一种极性分子旋转量子态纠缠产生的方案。这种纠缠产生于偶极-偶极相互作用，并且由同时激发两个分子的激光脉冲序列控制。我们研究的效率的过程中，并讨论可能的实验实现与冷分子被困在光晶格或固体基质。最后，各种纠缠检测程序，并分析其适用于这两种物理情况。
2007-02-01 quant-ph
Quantum Zeno-based Detection and State Engineering of Ultracold Polar Molecules
我们提出并分析了一个工具箱，用于控制超冷极性分子的操纵，包括分子的检测，原子分子纠缠和耗散动力学工程。我们的设置是基于分子和原子之间的快速化学反应，导致系统中基于量子Zeno的碰撞阻塞。我们证明，可以找到一个简单的数值优化的实验参数，实现高结晶度。我们将我们的方法用于由NaK分子和Na原子组成的系统，我们讨论了剩余缺陷的后果，如有限的量子芝诺封锁强度。
2019-06-21 cond-mat.quant-gas quant-ph
All-optical controlled phase gate in quantum dot molecules
提出了一种利用绝热通道和空穴隧穿在量子点分子中实现的双量子比特光控相位门。我们的方案结合了当前一代垂直堆叠自组装InAs量子点和绝热通道的优点。仿真结果表明，该门的保真度超过0.98。
2015-05-19 cond-mat.mes-hall quant-ph
Schemes for robust quantum computation with polar molecules: analysis of experimental feasibility
我们分析了最近提出的基于极性分子的量子计算机的物理实现。提出了一组分子系统的一般要求，这将提供量子门时间、相干时间、操作次数、高门精度和实验可行性的最佳组合。我们继续详细分析的方案，利用极性分子之间的可切换偶极-偶极相互作用。可开关偶极-偶极相互作用是实现双量子位量子门的有效工具，是构造普适量子门的必要条件。我们考虑三种可能的实现的相位门使用特定的分子，如CO，NF，碱金属二聚体和碱土金属一卤化物。我们建议合适的电子状态和transitions和调查的脉冲驱动它们的要求。最后，我们分析了退相干的可能来源。
2007-10-23 quant-ph
Quantum Zeno effect in a multilevel molecule
本文研究了具有两组不同宇称转动能级的模型分子的布居动力学，这两组转动能级的基态能级是能量简并的，并通过一个常数相互作用耦合。从一组能级到另一组能级的弛豫速率与气体中分子的平均碰撞频率有着有趣的关系。这被解释为量子芝诺效应，由于退相干效应引起的分子碰撞。
2010-01-19 quant-ph
Hybrid quantum-classical neural network for calculating ground state energies of molecules
我们提出了一个混合量子经典神经网络，可以进行电子结构计算和生成简单分子的势能曲线。该方法是基于参数化的量子线路和测量相结合。在无监督训练的情况下，神经网络可以基于在某些键长下的训练生成电子势能曲线。为了证明所提出的新方法的力量，我们提出的结果，使用量子-经典混合神经网络计算基态势能曲线的简单分子，如H $_2$，LiH和BeH $_2$。结果是非常准确的，该方法可以潜在地用于生成复杂的分子势能面。
2020-07-28 quant-ph
Asymmetric quantum Rabi model, trap-dipole resonance, and quantum gates with optically trapped ultracold polar molecules
Center for Theoretical Physics and School of Physics and Optoelectronic Engineering, Hainan University（海南大学理论物理中心及物理与光电工程学院）
本文发现光阱中超冷极性分子的量子化运动可实现非对称量子拉比模型，并导致陷阱-偶极共振，通过引入快速iSWAP门和任意控制相位门，实现了高保真度的量子计算。
2026-05-22 quant-ph
Quantum Algebraic Symmetries in Nuclei, Molecules and Atomic Clusters
本文简要回顾了量子代数技术在原子核结构物理和分子物理中的各种应用，并详细讨论了这些技术在原子团簇结构中的最新应用。
1999-09-01 quant-ph
Investigating potential energy surfaces of noncollinear molecule using variational quantum circuit
我们演示了一个非共线分子，例如H2O分子的模拟使用变分量子本征求解器（VQE）与高化学精度。报道了二维和三维势能面（PES）。利用Qiskit运行时程序的潜在加速能力，经过多次迭代得到变分量子线路的最优初始参数，从而实现了对完全哈密顿量精确对角化得到的水的PES匹配结果的准确预测.
2021-09-01 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Single Molecule Magnetic Resonance and Quantum Computation
有人提出，核（或电子）自旋在一个被困的分子将很好地从环境中隔离，每个自旋的状态可以通过磁共振的机械检测来测量。因此，分子陷阱为自旋共振量子计算提供了一种全新的方法，这种方法可以方便地放大。在磁共振光谱学的背景下，分子阱保证了单自旋检测的最终灵敏度和前所未有的光谱分辨率。
1998-11-05 quant-ph
Small but large: Single organic molecules as hybrid platforms for quantum technologies
本文从第一性原理重新审视固态基质中的单有机分子主客体系统，提出利用其丰富内态实现量子存储、自旋-光子界面等应用，并探讨化学空间潜力与挑战。
2025-05-22 quant-ph
Dynamics of a Quantum Control-Not Gate for an Ensemble of Four-Spin Molecules at Room Temperature
我们数值研究了室温下Ising自旋系综的量子控制非（CN）门的单脉冲实现。对于四自旋"分子“的系综，我们模拟了数字和叠加初始条件下的密度矩阵的时间演化。数值计算证实了在有限温度下利用电磁$π$脉冲实现量子CN门的可行性。
1998-02-05 quant-ph
Quantum state transfer from light to molecules via coherent two-color photo-association in an atomic Bose-Einstein condensate
利用量子化的输入光，我们从理论上重新研究了原子玻色-爱因斯坦凝聚体中的相干双色光缔合过程。在单模近似下，我们发现了两个有趣的制度的光传输和分子产生。从光到分子的量子态转移被展示，没有或有被困原子的耗尽。
2006-12-18 quant-ph
Quantum state tomography of molecules by ultrafast diffraction
超快电子衍射和时间分辨连续晶体学是在原子水平上捕捉分子结构动力学细节的持续革命的基础。然而，大多数实验采用经典的“球杆”方法，缺少分子量子态的信息，如密度矩阵。在这里，我们介绍了一个从分子的旋转波包制备和超快相干衍射的框架，并建立了一种新的超快电子衍射量子态层析术来表征分子的量子态。重建任意自由度分子的密度矩阵的能力将为我们提供前所未有的分子量子态的清晰视图，并使分子的量子动力学所决定的效应可视化。
2021-07-28 physics.chem-ph quant-ph
Variational quantum eigensolver for chemical molecules
School of Physics & Astronomy, University of Nottingham（诺丁汉大学物理与天文学院）
本文提出利用变分量子特征解算器计算H2O和He-H+分子的基态能量，并通过经典方法验证结果。
2026-01-07 physics.comp-ph quant-ph
Quantum entanglement between an atom and a molecule
传统的信息处理器在不同的物理载体之间自由地转换信息以处理、存储或发送信息。在基础物理测试、量子增强传感器和量子信息处理等应用中，量子信息也将由不同的物理载体保存，这似乎是合理的。量子控制的分子尤其可以在宽范围的量子比特（qubit）频率上传输量子信息，从用于相同旋转流形内的跃迁的几kHz，用于超精细跃迁的几GHz，高达用于旋转跃迁的几THz，到用于基频和泛音振动和电子跃迁的数百THz，可能都在同一分子内。在这里，我们报告的第一个演示之间的纠缠状态的旋转的$\rm^{40}CaH^+$分子离子和内部状态的$\rm^{40}Ca^+$原子离子。在分子中寻址的量子位具有13.4 kHz或855 GHz的频率，突出了分子量子位的多功能性。这项工作演示了分子如何在不同频率的量子比特之间传输量子信息，以实现混合量子系统。我们预计，量子控制和测量的分子，如这里所展示的将创造机会，量子信息科学，量子传感器，基础和应用物理，和控制量子化学。
2020-02-17 physics.atom-ph quant-ph
Quantum non-demolition state detection and spectroscopy of single trapped molecules
被囚禁的原子和离子是最好的受控量子系统之一，在量子信息、传感和计量等领域有着广泛的应用。然而，对于分子，由于其复杂的能级结构，目前缺乏类似程度的控制。原子离子作为分子离子探针的量子逻辑协议是实现这种控制水平的一种有希望的途径，特别是对于与黑体辐射去耦的同核分子。在这里，一个量子非拆除协议上的单个被困N $_2^+$分子证明。的自旋-旋转振动态的分子被检测到具有超过99%的保真度和光谱跃迁的分子中的位置和强度被确定，都没有破坏分子的量子态。本方法为分子精密光谱学的新方法、单分子水平上的状态到状态化学以及分子量子比特的实现奠定了基础。
2019-10-25 physics.atom-ph physics.chem-ph quant-ph
Quantum interference and control of the optical response in quantum dot molecules
讨论了量子分子在两个激光场作用下的光学响应。使用一个现实的模型和参数，我们映射的物理条件，找到三个不同的现象在文献中报道：隧道诱导的透明度，Autler-Townes双峰的形成，并创建一个Mollow-like三重态。我们发现，量子点之间的电子隧穿是负责不同的光学制度。我们的结果不仅解释了文献中的实验结果，而且为未来的实验和使用量子点分子在光学中的应用提供了见解。
2013-11-16 cond-mat.mes-hall quant-ph
Simulating molecules using the VQE algorithm on Qiskit
费恩曼利用量子系统来模拟其他量子系统的想法引发了量子模拟。虽然目前的量子计算机仍然倾向于退相干，并依赖于纠错，混合算法的发展，采用量子和经典计算允许执行量子模拟。在这些算法中，变分量子本征求解器算法已经允许利用瑞利-里兹变分原理来探索简单原子和分子的电子结构。在这项工作中，我们提供了VQE算法的实现，用于寻找氢分子的基态能量的Qiskit库Python。
2022-01-08 physics.chem-ph quant-ph
Quantum simulation of molecules in solution
量子计算机上的量子化学计算主要集中在模拟气相分子。然而，液体溶液中的分子与化学最相关。连续溶剂化模型代表了一个很好的计算负担能力和准确性之间的妥协，在描述溶质分子的量子化学描述的溶剂化效应。在这里，我们报告的变分量子本征求解器溶剂化系统的扩展，使用极化连续模型。我们表明，占溶剂化效应不影响算法的效率。本文给出了具有十二个自旋轨道（量子比特）的分子系统的无噪声模拟结果。此外，在模拟量子硬件（IBM Q Mumbai）上进行的计算，因此包括噪声，产生与经典计算公平一致的计算溶剂化自由能，而不包括任何错误缓解协议。
2022-11-11 physics.chem-ph quant-ph
An optical tweezer array of ultracold polyatomic molecules
本研究展示了超冷多原子分子CaOH的光镊阵列，实现了内部量子态的量子控制与高保真度成像，为量子模拟和超冷化学等应用奠定基础。
2023-11-13 physics.atom-ph quant-ph
Selective quantum Zeno effect of ultracold atom-molecule scattering in dynamic magnetic fields
我们证明了利用多个频率的动态磁场可以有选择地产生原子与分子之间的超冷散射的终态。动态磁场控制的机制是基于所选散射通道的广义量子芝诺效应。特别是，我们使用的原子-分子自旋翻转散射表明，在非弹性散射中的分子的选定的最终自旋投影的过渡可以被抑制的Floquet工程的初始和最终状态之间的耦合的动态调制。
2021-12-14 physics.atom-ph quant-ph
Polar molecules near superconducting resonators: a coherent, all-electrical, molecule-mesoscopic interface
构建可扩展量子处理器的挑战需要在大规模量子系统中实现相干控制和保持量子相干性的冲突要求的整合。此外，该系统还应与量子线路的小型化和集成化相兼容。诸如超导岛和量子点的介观固态系统的特征在于使用局部电信号的鲁棒控制技术和基于制造进展的不言而喻的缩放;然而，一般而言，固态器件的量子态倾向于快速退相干。相比之下，基于捕获离子和中性原子的量子光学系统表现出更好的相干性，而原子和分子系统的小型化及其与介观电路的集成仍然是一个重要的挑战。下面，我们描述了一个单一的粒子系统-一个孤立的极性分子-与介观固态设备的集成方法，以产生强大的，连贯的，量子级控制。所描述的方法包括在低温带状线微波谐振器附近的亚微米尺寸的隔离极性分子的捕获、冷却、检测、相干操纵和量子耦合。我们发现，静电捕获的极性分子可以表现出强大的限制和快速，纯电动门控。此外，电噪声源的影响，在量子信息处理中的关键问题，可以通过适当的制备和极性分子的操作抑制到非常低的水平。我们的设置提供了一个可扩展的腔QED型量子计算机架构，其中存储在长寿命旋转分子态中的远距离量子比特的纠缠是通过交换微波光子来实现的。
2006-05-23 cond-mat.supr-con quant-ph
Quantum Dynamics and Statistics Properties of Atom-Molecule Bose-Einstein Condensate
基于双模玻色子模型，研究了原子-分子玻色-爱因斯坦凝聚体的非经典性质。研究了非线性碰撞对分子形成动力学的影响。我们发现，从原子到分子的转换可以强烈抑制由于非线性诱导的原子布居的本地化。此外，我们还通过数值计算强度关联函数，研究了原子分子凝聚系统的统计性质。我们发现，非线性效应导致超混沌分子脉冲的出现，同时保持原子场的亚泊松。原子和分子的联合量子统计性质总是表现出反聚束。
2005-09-08 cond-mat.other quant-ph
Quantum phases of bosonic chiral molecules in helicity lattices
利用推广的玻色-哈伯德模型，我们揭示了光学螺旋晶格中相互作用的冷手性分子对映体的极化量子相的存在。这些最近提出的晶格具有交替螺旋性的位点，其对具有不同手性的手性分子施加歧视力。通过对相图的研究，我们发现分子间的强偶极斥力导致左右对映体的分离。
2022-07-28 cond-mat.quant-gas physics.optics quant-ph
