Experimental demonstration of a non-destructive controlled-NOT quantum gate for two independent photon-qubits
用于两个量子比特（qubit）的通用逻辑门形成了量子信息处理的基本成分。然而，作为量子比特的最佳候选者之一的光子缺乏量子逻辑运算所需的强非线性耦合。在这里，我们将展示如何克服这一缺点，通过报告一个非破坏性的受控非（CNOT）门的原理验证实验演示两个独立的光子，仅使用线性光学元件结合单光子源和条件动力学。此外，我们还利用CNOT门在一个量子隐形传态实验中实现了对所有四种Bell态的区分。
2005-02-02 quant-ph
Demonstration of Geometric Landau-Zener Interferometry in a Superconducting Qubit
几何量子操纵和朗道-齐纳干涉术已经在许多量子系统中分别进行了研究。在这封信中，我们结合这两种方法来研究超导相位量子比特的动力学。我们实验证明了朗道-齐纳干涉术的基础上，在这个固态量子比特的纯几何相位。我们观察到的两个连续的朗道-齐纳跃迁之间的演化中积累的纯几何相位所造成的干扰，而动力学相位被抵消的自旋回波脉冲。量子比特态的完全可控性作为固有鲁棒几何相位的函数，为量子态操纵提供了一种有前途的方法。
2014-01-27 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
Modified E91 protocol demonstration with hybrid entanglement photon source
我们报告了一个实验演示的修改后的Ekert 91协议的量子密钥分发使用混合纠缠源具有两个不同的自由度，一个1550 nm的时间仓量子比特和810 nm的偏振量子比特。通过20 km的光纤传输，证明了自由空间中的偏振量子比特与时间仓量子比特之间的纠缠违反了Clauser-Horne-Shimony-Holt不等式.在我们的系统中的安全密钥速率估计为70-150 bps。
2015-01-23 quant-ph
Demonstration of Quantum Error Correction using Linear Optics
我们描述了一个实验室演示的量子纠错程序，可以纠正内在的测量误差线性光学量子门。该过程涉及两个量子比特编码和快速前馈控制的单量子比特操作。在我们的演示中，量子比特由来自参量下转换源的两个单光子的偏振态表示，并且使用由单光子探测器的输出触发的电光器件来实现实时前馈控制。
2005-02-11 quant-ph
Experimental Demonstration of Non-Destructive Discrimination of Arbitrary Set of Orthogonal Quantum States Using 5-qubit IBM Quantum Computer on Cloud
V.S.提出了一种无损描述任意正交量子态的方案。Manu等人，使用基于量子相位估计的算法。IBM公司已经发布了一个基于超导的5-qubit（5-qubit transmon bowtie chip 3和IBM 5-qubit real processor）量子计算机，名为Quantum Experience，并将其放在云端。在本文中，我们利用这些真正的量子处理器（ibmqx 2和ibmqx 4）的在线可用性，并使用NMR量子处理器执行上述实验证明的协议。在这里，我们建立了任意单量子比特和双量子比特正交量子态的实验。实验证明，该方法能够以无损的方式对任意正交量子态进行高保真度的区分。我们比较了ibmqx 2和ibmqx 4处理器的实验结果。在这里，我们还展示了单量子比特实验的状态层析成像。
2018-03-16 quant-ph
Generalization and Demonstration of an Entanglement Based Deutsch-Jozsa Like Algorithm Using a 5-Qubit Quantum Computer
本文通过提出一种算法来演示量子加速中纠缠资源的使用，该算法是Goswami和Panigrahi [arXiv：1706.09489（2017）]提出的算法的推广。我们推广的算法，并表明，它提供了确定性的解决方案，具有优于经典算法。该算法回答了给定函数是否为常数或平衡以及两个函数是否相等或不相等的问题。最后，我们使用IBM的五量子比特量子计算机进行了实验验证，具有高保真度。
2018-05-22 quant-ph
Experimental demonstration of one-sided device-independent self-testing of any pure two-qubit entangled state
我们基于细粒度操纵不等式演示了任何纯纠缠双量子比特态的单侧设备独立自测试。细粒度操纵不等式的最大破坏可以用来证明某些可操纵的相关性，从而证明所有的纯两量子比特纠缠态。我们的实验结果确定了哪个特定的纯两量子比特纠缠态已经过自我测试，以及哪些测量算子用于不可信侧。此外，我们解析推导出我们的协议的鲁棒性界，使我们随后的实验验证的鲁棒性，通过状态层析成像。最后，我们确保在实验中保持必要的无信号约束。
2020-01-28 quant-ph
Demonstration of RIP gates in a quantum processor with negligible transverse coupling
本文在六量子比特超导处理器中实验演示多模 LBI 耦合器，通过多路径干涉实现无需通量调谐的可忽略横向耦合，并以微波驱动 RIP 门实现高保真双量子比特操作。
2024-06-17 quant-ph
Demonstration of weight-four parity measurements in the surface code architecture
我们在连接性符合表面码量子纠错体系结构的五量子比特晶格上进行了宇称测量。使用全微波控制的超导量子比特通过谐振器耦合，我们编码的奇偶性的四个数据量子比特状态的$X$ -或$Z$ -基础。考虑到晶格的连通性，我们对五个量子位组内的静态$Z$ -相互作用以及由单量子位和双量子位微波驱动器带来的动态$Z$ -相互作用进行了全面表征。通过修改微波双量子比特门以动态地去除非理想$Z$误差，显著地改善了奇偶性测量。
2017-04-28 quant-ph
Experimental demonstration of a high-fidelity virtual two-qubit gate
本研究实验演示虚拟双量子比特门，通过电路中间测量实现投影门、确定性采样减少评估次数并结合量子误差缓解，将虚拟CZ门平均保真度提至0.9938±0.0002，为少比特量子模拟及远距双比特门实现提供实用方案。
2023-12-09 quant-ph
Experimental demonstration of continuous variable polarization entanglement
报道了两光束正交纠缠到连续变偏振纠缠的实验转换。我们将Duan等人提出的不可分性判据推广到偏振态，并利用它来量化光束的三个Stokes算符之间的纠缠。我们提出了一个扩展，该计划利用两个正交纠缠对之间的一对光束的所有三个斯托克斯运营商纠缠。
2002-10-21 quant-ph
Demonstration of quantum error correction and universal gate set on a binomial bosonic logical qubit
逻辑量子比特编码和量子纠错（QEC）已经在具有多个物理量子比特的各种物理系统中被实验证明，然而，由于必要的非局部操作，逻辑操作是具有挑战性的。可替代地，具有玻色子模式编码的逻辑量子比特是特别感兴趣的，因为它们的QEC保护是硬件高效的，但是对QEC保护的逻辑量子比特的门操作仍然难以捉摸。在这里，我们通过实验证明了对具有二项式玻色子码的单个逻辑量子比特的完全控制，包括编码，解码，重复QEC和设置在逻辑量子比特上的高保真度（平均97.0%的处理保真度）通用量子门。受保护的逻辑量子比特的寿命比未校正的长2.8倍。首次证明了在受保护的逻辑量子比特上的Ramsey实验具有比未受保护的量子比特长两倍的相干性。我们的实验是基于玻色子编码的容错量子计算的重要一步。
2018-05-23 quant-ph
Demonstration of universal control between non-interacting qubits using the Quantum Zeno effect
当应用非常强的测量时，芝诺效应发生在量子系统中，这可以以非平凡的方式改变动力学。尽管是耗散的，动力学在测量的任何退化子空间内保持一致。在这里，我们证明了这样的测量可以将单量子比特操作变成两个或多个量子比特的纠缠门，即使在非相互作用系统中也是如此。我们证明了两个有效的非相互作用transmon量子比特之间的这个门。我们的芝诺门通过在系统上赋予几何相位来工作，条件是它位于特定的非局部子空间内。这些结果表明，普适性不仅可以通过量子信息平台中通常采用的相干相互作用产生，而且可以通过芝诺测量产生。
2021-12-16 quant-ph
Demonstration of analyzers for multimode photonic time-bin qubits
我们展示了两种方法的不平衡干涉仪作为量子通信的时间仓量子比特分析仪，强大的模式失真和偏振效应，如预期的自由空间量子通信系统，包括波前变形，路径波动，指向误差和光学元件。尽管强烈的空间和时间扭曲的时间仓量子比特的光学模式，纠缠与一个单独的偏振量子比特，我们验证纠缠使用负部分转置，与测量的可见度高达0.85 $\pm$ 0.01。分析仪的鲁棒性进一步证明了高达0.2 $^{\circ}$的各种入射角。干涉仪的输出耦合到多模光纤中，产生0.74的高系统吞吐量。因此，这些分析器是合适的和有效的多模光信道上的量子通信。
2018-04-27 quant-ph
Experimental demonstration of stimulated polarization wave in a chain of nuclear spins
一个受激波的极化，实现了一个简单的量子放大机制，实验证明在一个链的四个J耦合核自旋，辐射的弱射频横向场。“量子多米诺骨牌”动力学，由第一个自旋的翻转触发的翻转自旋波，已经在完全$^{13}$ C标记的丁酸钠中观察到。
2007-01-10 quant-ph
Demonstration of High-Fidelity Gates in a Strongly Anharmonic with Long-Coherence C-Shunt Flux Qubit
School of Physical Sciences, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学物理科学学院）
该研究通过C-分流磁通量子比特实现了高保真量子门操作，结合大非谐振性和长相干性，展示了在可扩展量子计算中的应用潜力。
2026-03-12 quant-ph
Towards an experimental demonstration of some novel qubit behavior
我们表明，x-偏振光子数态的量子角度测量结果的角度，这将永远不会对应于y轴的光子数为奇数，但对于一个偶数的光子，它总是可以。这种令人惊讶的效果的类比为其他粒子或离子（量子比特在他们的自旋状态），我们展示了为什么这样的效果不能在标准的SU（2）干涉仪中观察到。这种干涉仪的量子相位表示提供了如何修改其设备以证明这些现象的线索。相同的表示，然后使用提供洞察的范围和灵敏度，人们可以期望从量子相位统计推断算法，可以超过海森堡限制。
2015-11-30 quant-ph
Experimental demonstration of fault-tolerant state preparation with superconducting qubits
稳健的量子计算需要将精细的量子信息编码成环境难以改变的自由度。量子编码已经在许多物理系统中通过观察和纠正存储错误得到了证明，但应用程序不仅需要存储信息;即使在错误的操作下，我们也必须准确计算。容错量子计算的理论通过提供限制错误传播的基础和技术集合来照亮前进的道路。在这里，我们实现了一个最小的量子码在一个五量子比特超导transmon设备，并展示容错状态的准备。我们通过量子过程层析成像来表征所得到的码字，并研究了逻辑观测量的自由演化。我们的结果是一致的容错状态准备在一个受保护的量子比特子空间。
2017-05-25 quant-ph
Demonstration of Open Quantum System Optimal Control in Dynamic Nuclear Polarization
动态核极化（DNP）用于核磁共振（NMR）中，以将极化从电子自旋转移到核自旋。理论上，由此产生的核极化增强可以是两个或三个数量级，具体取决于样本。然而，在固态系统中，存在DNP的竞争机制，当它们同时发生时，会降低核自旋的净极化增强。我们提出了一个简单的量子描述的DNP和应用最优控制理论（OCT）与开放量子系统的框架来设计脉冲，选择一个DNP过程和抑制其他。我们实验证明了使用OCT脉冲的DNP增强的数量级改善。
2015-07-20 quant-ph
Demonstration of deterministic SWAP gate between superconducting and frequency-encoded microwave-photon qubits
该研究演示了超导原子量子比特与微波光子量子比特之间的确定性SWAP门，利用单光子拉曼相互作用实现高保真度双向量子态传输，为分布式量子计算提供关键元件。
2023-02-09 quant-ph
Experimental demonstration of quantum source coding
我们报告了一个实验演示舒马赫的量子无噪声编码定理。我们的实验采用了一系列单光子，每个光子代表三个量子比特。我们最初准备每个光子在一组8个非正交的码字状态对应于一个块的三个二进制字母的值之一。我们使用量子编码将这些量子数据压缩到一个双量子位量子信道中，然后解压缩双量子位信道以恢复原始数据，其保真度接近理论极限。
2003-04-04 quant-ph
Demonstration of irreversibility and dissipation relation of thermodynamics with a superconducting qubit
实验研究了超导Xmon量子位元的耗散与量子不可逆性之间的关系。在不可逆计算中，这种关系也包含了第二定律和关于耗散的Landauer原理。在我们的实验中，量子比特被初始化为根据吉布斯分布的状态。工作注入和提取过程通过两种单一的驱动协议进行，无论是前向过程和相应的镜像反转。采用相对熵和相对Re'nyi熵来度量成对的前向和后向功注入或提取过程之间的不对称性。实验表明，测量不可逆性的相对熵和相对Re'nyi熵分别与功耗散的平均值和指数化功耗散的平均值有关。我们的工作为量子热力学理论提供了坚实的实验支持。
2017-11-07 quant-ph
Demonstration of tunable three-body interactions between superconducting qubits
非成对多量子比特相互作用为量子信息处理器提供了一个有用的资源。它们的实现将促进更有效的分子和组合优化问题的量子模拟，并且它们可以简化错误抑制和错误校正方案。在这里，我们提出了一个超导电路架构，其中耦合模块介导的2-本地和3-本地之间的相互作用的三个磁通量子位的设计。通过多量子比特脉冲序列估计系统哈密顿量，该脉冲序列在系统中的所有相邻激发流形之间实现拉姆齐型干涉。通过耦合器磁通偏置，3-局域相互作用在几MHz内是相干可调谐的，并且可以被关闭，这对于量子退火、模拟量子模拟和门模型量子计算中的应用是重要的。
2022-05-09 quant-ph
Demonstration of MultiSetting One-Way Einstein-Podolsky-Rosen Steering in Two-Qubit Systems
Einstein-Podolsky-Rosen（EPR）转向描述了一方通过本地测量远程影响另一方状态的能力。EPR转向的最显著的特性之一是其不对称方面。转向可以在一个方向上工作，但在相反的方向上失败。这种类型的单向转向，这是不同的纠缠和贝尔非定域性的对称性概念，已经引起了很大的兴趣。然而，在最简单的情况下，即，一个采用双量子比特系统的系统，仍然缺乏。在这项工作中，我们实验证明了单向EPR转向与多测量设置的一类两个量子比特的状态，这仍然是单向可操纵的，即使无限的设置。通过转向半径来量化转向性能，这是一个充分必要的转向准则。在最简单的二分量子系统中所展示的单向操纵是基本的兴趣，并且可能在单向量子信息任务中提供潜在的应用。
2017-04-10 quant-ph
Demonstration of conditional quantum phase shift between ions in a solid
由于它们具有长相干时间的潜力，掺杂剂离子长期以来被认为是可扩展固态量子计算的有希望的候选者。然而，两个量子位操作的演示已被证明是有问题的，主要是由于难以寻址紧密间隔的离子。在这里，我们使用光学活性离子和光学频率寻址来证明两个量子比特之间的条件相移。
2004-04-29 quant-ph
Experimental demonstration of entanglement pumping with bosonic logical qubits
Tsinghua University（清华大学）；University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；Beijing Academy of Quantum Information Sciences（北京量子信息科学研究院）；Hefei National Laboratory（合肥国家实验室）
本研究通过玻色子量子纠错码实现纠缠泵浦，利用长相干时间存储量子比特，通过反复生成纠缠并注入可检测逻辑量子比特，有效延长纠缠存在时间，同时提出用于双轨码的擦除检测协议。
2026-03-17 quant-ph
Demonstration of the No-Hiding Theorem on the 5 Qubit IBM Quantum Computer in a Category Theoretic Framework
量子无隐藏定理，首先由Braunstein和Pati提出[Phys. Rev. Lett. 98，080502（2007）]，由Samal等人[Phys.Rev.Lett.1999]实验验证。186，080401（2011）]。在此之前，这个基本的测试还没有在任何实验架构中进行过探索。在这里，我们使用IBM 5Q量子处理器演示了上述无隐藏定理。由Coecke和Duncan [New J.Phys.13，043016（2011）]开发的范畴代数已经用于通过使用ZX演算分析量子线路来更好地可视化无隐藏定理。实验结果证实了通过在辅助量子比特上应用局域幺正操作来恢复丢失的信息。
2019-04-02 quant-ph
Experimental demonstration of teleportation-based programmable quantum gate
我们实验证明了一个可编程的量子门，它可以在一个由两个量子位程序寄存器的量子态完全指定的任意基上对数据量子位进行符号翻转操作。我们的线性光学实现的灵感来自于基于传送的量子计算方案，并依赖于多光子干涉和符合检测。我们通过对几个不同程序的数据量子位进行全量子过程层析成像，证实了门的可编程性及其高保真性能。
2009-05-25 quant-ph
Demonstration of Controlled-Phase Gates between Two Error-Correctable Photonic Qubits
为了实现容错量子计算，需要将量子信息存储在具有纠错功能的逻辑量子比特中，通过在多个物理量子比特之间分配逻辑状态或通过在高维系统的希尔伯特空间中编码来实现。这些可纠错的逻辑量子比特之间的量子门操作对于实现任何实际的量子计算任务都是必不可少的，但还没有实验证明。在这里，我们展示了一种几何方法，实现控制相位门之间的两个逻辑量子比特编码的光子场存储在腔中。这些门是通过将辅助超导量子比特色散耦合到这些腔并驱动它根据腔的联合光子态进行循环演化来实现的，这产生了条件几何相位。我们首先实现了光子量子比特的相位门，其逻辑基态编码在两个准正交相干态中，这对基于连续变量的量子计算具有重要意义。然后，我们使用这种几何方法来实现两个二进制编码的逻辑量子比特之间的控制相位门，这具有纠错功能。
2020-03-26 quant-ph
Demonstration of measurement-free universal fault-tolerant quantum computation
在囚禁离子量子处理器上实验演示了无需线路中测量的容错通用逻辑操作工具箱，并基于状态注入在八量子比特码上容错实现了Grover量子搜索算法，为无测量量子计算提供了初步步骤。
2025-06-27 quant-ph
Experimental demonstration of work fluctuations along a shortcut to adiabaticity with a superconducting Xmon qubit
在“捷径到绝热性”（STA）协议中，抑制参考“绝热”轨迹的非绝热跃迁的反绝热哈密顿量在量子热力学的框架中引起工作成本的量子不确定性。根据最近导出的理论[Funo et al 2017 Phys. Rev. Lett. 118 100602]，我们在一个高质量的超导Xmon量子位中进行了STA工作统计的实验测量。通过冻结哈密顿量和冻结布居技术，我们在实验上实现了对给定初始本征态的功分布的两点测量。我们的实验统计验证了（i）平均STA功的守恒性和（ii）STA超额功涨落与量子几何张量之间的相等性。
2018-05-28 quant-ph
On-demand Integrated Quantum Memory for Polarization Qubits
光子偏振量子比特由于其传输的鲁棒性和易于操作等优点，在量子计算和量子通信中得到了广泛的应用。极化量子比特的集成量子存储器是大规模集成量子网络的基本组成部分。然而，由于固体的各向异性吸收和微结构的偏振相关特征，在集成量子存储器中按需存储偏振量子比特是一个长期存在的挑战。在这里，我们展示了一个可靠的按需量子存储器的偏振量子比特，使用凹陷的包层波导制造的151 Eu 3+：Y2 SiO 5晶体。Y_2SiO_5晶体中的2151 Eu ~（3+）离子对任意偏振态都有近均匀的吸收，并提出了一种新的泵浦序列，以获得宽带和增强的吸收谱。当输入光子数为0.32个/脉冲，存储带宽为10 MHz时，量子比特存储过程的保真度为99.4 \pm 0.6%.这种可靠的偏振量子比特集成量子存储器揭示了用于构建集成量子网络的潜力。
2022-01-10 quant-ph
Experimental demonstration of spontaneous symmetry breaking with emergent multi-qubit entanglement
本研究在电路量子电动力学系统中实验演示了Lipkin-Meshkov-Glick模型的自发对称性破缺过程，通过6个全连接Xmon量子比特揭示了超越传统描述的非经典关联，为量子多体系统相变提供了新见解。
2025-04-30 quant-ph
Demonstration of active feedforward one-way quantum computing with photon-matter hyperentanglement
报道了一个包含静态量子存储器的光学单向量子计算实验。首先，我们在激光冷却原子系综量子存储器中构造了一个四比特混合团簇态，其中两个量子比特作为光子传播，另外两个量子比特保持静止，并利用纠缠见证和量子态层析对其进行了表征.然后，利用这种团簇态和电光调制器的快速操作，我们实现了存储器辅助的前馈操作，并演示了确定性单量子比特旋转作为一个例子。
2012-12-08 quant-ph
Quantum state storage and processing for polarization qubits in an inhomogeneously broadened Λ-type three-level medium
我们解决了具有两个偏振分量的单光子脉冲的传播，即，极化量子比特，在非均匀加宽的“phaseonium”Λ型三能级介质中。我们结合了这种相干制备系统的一些非平凡传播效应特性和可控可逆非均匀加宽技术，提出了几种量子信息处理应用，如偏振量子比特过滤和筛选协议以及可调谐偏振分束器。此外，我们还证明了在Λ型三能级系统中，通过改变原子相干相位的空间变化，也可以实现对入射偏振量子比特的有效量子存储.
2011-09-23 quant-ph
Demonstration of an all-optical quantum controlled-NOT gate
巨大的计算能力的承诺，加上强大的纠错方案的发展，推动了建立量子计算机的广泛努力。实现这种设备的要求是令人困惑的：可扩展的量子比特（两级量子系统或量子比特），可以与环境很好地隔离，但也可以初始化，测量并进行可控的相互作用，以实现一组通用的量子逻辑门。通常的集合由单个量子位旋转和受控非（CNOT）门组成，该门在控制量子位处于状态1的条件下翻转目标量子位的状态。在这里，我们报告一个明确的实验演示和全面的表征量子CNOT操作的光学系统。对于门的单一操作条件，我们产生所有四个纠缠贝尔态作为仅输入量子比特的逻辑值的函数。该门是概率性的（量子位在失败时被破坏），但加上线性光量子非破坏测量，它相当于可扩展的全光量子计算所需的CNOT门。
2004-03-08 quant-ph
Quantum filter for non-local polarization properties of photonic qubits
我们提出了一种光学滤波器，只有当光子对共享相同的水平或垂直偏振，而不降低这两种可能性之间的量子相干性，才能传输光子对。纠缠操纵和多光子量子比特的各种应用进行了讨论。
2002-02-18 quant-ph
Demonstration of fidelity improvement using dynamical decoupling with superconducting qubits
量子计算机必须能够在存在退相干的情况下运行。减少退相干的最简单的策略是动态退耦（DD），其不需要编码开销，并且通过将量子门转换成退耦脉冲来工作。在这里，使用IBM和Rigetti平台，我们证明了DD方法适合在当今相对嘈杂和小规模的基于云的量子计算机中实现。使用DD，我们实现了相当大的保真度增益相对于未受保护的，自由进化的个人超导transmon量子比特。在较小的程度上，DD也能够保护纠缠的两量子比特态。我们发现，失相和自发发射的错误是占主导地位的，在这些系统中，不同的DD序列能够减轻这两种影响。与以前的工作表明使用量子纠错码在相同的平台上，我们没有使用后选择，因此报告无条件的保真度改善自然退相干。
2018-08-09 quant-ph
Proof-of-principle demonstration of a Polarization-Circulation Speed Meter
University of Tokyo（东京大学）；National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ)（日本国立天文台）；The Graduate University for Advanced Studies (SOKENDAI)（综合研究大学院大学）；Maastricht University（马斯特里赫特大学）；Nikhef（荷兰国家核与粒子物理研究所）；High Energy Accelerator Research Organization (KEK)（高能加速器研究机构）
首次实验实现偏振循环速度计，采用单腔结构、绿光锁定方案及锁获取程序，通过传递函数测量验证其能测反射镜运动速度，证明其可行性并为扩展至复杂结构提供支持。
2025-11-13 quant-ph
One-way quantum computation via manipulation of polarization and momentum qubits in two-photon cluster states
利用两个光子在偏振和线动量下纠缠的四量子比特团簇态实现了一套完整的单量子比特旋转和高保真度的赤道量子比特的C-NOT门。通过两个自由度的计算等价性，我们的结果证明了双光子团簇态适用于快速高效的单向量子计算。
2007-07-12 quant-ph
Experimental demonstration of optimal universal asymmetric quantum cloning of polarization states of single photons by partial symmetrization
我们报告了最优通用非对称1->2量子克隆机的实验实现，量子比特编码成单光子的偏振态。我们的线性光学机器进行非对称克隆的部分对称化的输入偏振态的信号光子和一个空白的复制闲频光子准备在一个最大的混合状态。我们表明，所采用的方法测量的平均克隆纯度表现出很强的弹性不完善的校准实验中使用的单光子探测器的相对效率。因此，即使在难以实现精确的检测器校准时，量子克隆器的可靠表征也是可能的。
2009-11-06 quant-ph
Demonstration of Shor's factoring algorithm for N=21 on IBM quantum processors
我们报告了一个概念验证演示的量子秩序发现算法因式分解的整数21。我们的演示涉及使用量子相位估计例程的编译版本，并建立在Martín-López等人在Nature Photonics 6，773（2012）中的先前演示的基础上。我们超越了这项工作，通过使用近似Toffoli门与残余相移的配置，它保留了功能的正确性，并允许我们实现一个完整的因式分解N=21。我们在IBM量子处理器上仅使用5个量子位实现了该算法，并成功验证了控制和工作寄存器量子位之间存在纠缠，这是该算法总体加速的必要条件。我们采用的技术可能是有用的，在执行肖尔的算法较大的整数，或其他算法的系统与有限数量的噪声量子位。
2022-09-19 quant-ph
Experimental Demonstration of Negative-Valued Polarization Quasi-Probability Distribution
在Stokes空间中定义的极化准概率分布与Wigner函数在位置和动量方面具有许多重要的性质。最值得注意的是，它们都给出了正确的一维边际概率分布，因此代表了经典隐变量模型中概率分布的自然选择。在这种背景下，维格纳函数的负性被认为是量子态非经典性的证明。相反，极化准概率分布对所有量子态都是负的。这个特性来自斯托克斯变量的离散性质;然而，在以前的实验中没有观察到，因为它们是用光子数平均探测器进行的。本文利用光子数分辨探测器重建了相干态的偏振准概率分布，首次直接观测到了相干态的负性。
2015-08-14 quant-ph
Efficient polarization qubit transmission assisted by frequency degree of freedom
利用频率自由度，提出了一种有效的任意极化量子比特传输方案，该方案在传输环境中更加稳定。量子态的信息在传输过程中先被编码到频率态，然后再被转换到偏振态。该方案传输的量子态的保真度和成功概率原则上都为1。
2010-09-04 quant-ph
Experimental demonstration of the Quantum Fourier Transform on up to 100 qubits using a convolutional compilation strategy
Q-CTRL
该研究提出卷积QFT编译策略，在IBM量子平台上实现最多100比特QFT实验，50比特保真度11.4%、80比特1.8%，为迄今最大规模实验QFT演示。
2026-09-30 quant-ph
Linear optical setups for active and passive quantum error correction in polarization encoded qubits
在这项工作中，我们提出了主动和被动的线性光学设置的量子通信系统中，采用单光子和介观相干态的偏振误差校正。描述了量子通信系统中的应用。
2006-08-21 quant-ph
Dynamical decoupling with tailored waveplates for long distance communication using polarization qubits
利用动态解耦的方法研究了飞行偏振量子比特在光纤中传输时的退相效应。控制脉冲用沿单模光纤的实际长度适当放置的半波片来实现。有限宽度的波片上的偏振旋转的影响进行了建模，使用定制的折射率分布内的波片。我们表明，动态解耦是有效的，在保持输入量子比特状态的保真度接近1时，偏振量子比特受到随机双折射噪声在光纤中，以及由于有限的波片宽度的旋转缺陷（翻转角误差）。
2013-11-15 quant-ph
Atomic vapor quantum memory for a photonic polarization qubit
我们报道了一种用于光子极化量子比特的原子蒸气量子存储器的实验实现。极化量子比特的量子存储器的性能，实现了在两个空间上分离的温暖的铷原子在一个单一的蒸汽细胞的合奏电磁诱导的透明度，其特征在于与量子过程层析成像。在长达16 μs的存储时间内，工艺保真度优于0.91。
2010-11-25 quant-ph
A faithful solid-state spin-wave quantum memory for polarization qubits
偏振编码的量子比特在量子信息任务中特别有用，这是由于在单个空间和时间模式下容易传输、精确的量子比特操作和对退相干的高鲁棒性。偏振编码量子比特的可靠存储对于构建大规模量子网络至关重要。在这里，我们展示了一个忠实的量子存储器的光子偏振量子比特使用无噪声光子回波协议实现的稀土离子掺杂晶体（151 Eu 3+：Y2SiO5）。基于对Y2SiO5晶体2位151Eu3+离子的详细光谱研究，利用对两个正交偏振态提供近似均匀吸收的单片晶体实现了量子比特存储器。对于单光子级相干脉冲携带的量子比特的存储，获得了0.919（24）的过程保真度，这超过了使用经典的测量和准备策略可以实现的最大保真度。这种紧凑的器件将为构建长寿命的可移植量子存储器和基于存储器的量子网络提供有用的解决方案。
2022-04-13 quant-ph
Experimental demonstration of entanglement sudden death induced by natural dissipation
Fujian Key Laboratory of Quantum Information and Quantum Optics, College of Physics and Information Engineering, Fuzhou University（福州大学物理与信息工程学院）
研究自然耗散通道诱导的纠缠猝死问题，通过超导电路中光子量子比特实验，利用辅助超导量子比特监测解纠缠动力学，首次证实自然耗散诱导ESD，为自然环境纠缠动力学实验探索铺路。
2026-07-10 quant-ph
Demonstration of a small programmable quantum computer with atomic qubits
量子计算机可以比任何传统计算机更有效地解决某些问题。小量子算法已经在多个量子计算平台上得到了证明，许多量子计算平台专门在硬件中定制以实现特定算法或执行有限数量的计算路径。在这里，我们展示了一个五量子比特的捕获离子量子计算机，它可以在软件中编程，通过执行任何通用量子逻辑门序列来实现任意量子算法。我们将算法编译成一组完全连接的门操作，这些门操作是硬件固有的，平均保真度为98%。重新配置这些门序列提供了实现各种算法的灵活性，而无需改变硬件。作为示例，我们实现了Deutsch-Jozsa（DJ）和Bernstein-Vazirani（BV）算法，平均成功率分别为95%和90%。我们还对五个陷阱量子比特进行了相干量子傅里叶变换（QFT），用于相位估计和周期寻找，平均准确度分别为62%和84%。这种小型量子计算机可以在单个寄存器内扩展到更大数量的量子位，并且可以通过离子穿梭或光子量子信道连接几个这样的模块来进一步扩展。
2016-08-03 quant-ph
Demonstration of High-Fidelity Entangled Logical Qubits using Transmons
University of Southern California（南加州大学）；Quantum Elements, Inc.（量子元素公司）；IBM Quantum（IBM量子）；RWTH Aachen University（亚琛工业大学）；Forschungszentrum Jülich（于利希研究中心）
本文提出利用逻辑动态去耦技术，通过IBM跨导量子比特实现高保真度的逻辑纠缠量子比特演示，展示了QEC与DD结合的混合策略在抑制逻辑错误方面的优越性能。
2025-07-08 quant-ph
Experimental demonstration of entanglement-enabled universal quantum cloning in a circuit
不可克隆定理禁止完美克隆未知的量子态。通用量子克隆机（UQCM）能够产生具有最佳保真度的任何输入量子比特的两个副本，是一个基本的兴趣，并在量子信息处理中有应用。这是通过输入量子位和复制量子位之间精心定制的非经典相关性实现的，这将UQCM与经典对应物区分开来，但其实验证明仍然缺乏。在这里，我们实现了超导电路中的UQCM，并研究这些相关性。测量到的纠缠与我们的理论预测一致，即它们与输入态无关，因此构成了UQCM的普遍量子行为，这是以前没有发现的。我们实验的另一个特点是实现了确定性和个体克隆，这与以前证明的UQCM相反，UQCM要么是概率性的，要么不构成个体量子比特的真正克隆。
2021-05-25 quant-ph
