Scalable Steady-State Entanglement with Floquet-Engineered Stabilizer Pumping in Neutral Atom Arrays
本文提出一种基于Floquet-Lindblad框架和非瞬时踢脉冲的耗散协议,通过工程化耗散通道加速收敛,在中性原子阵列中可扩展地高保真制备任意多体图态,并兼具被动纠错能力。
2025-09-22 quant-ph
Chiral Transfer and Entanglement Generation of Even-Parity Bell States with Engineered Two-Photon Loss
School of Electronic Science and Engineering, Chongqing University of Posts and Telecommunications(重庆邮电大学电子科学与工程学院);Chongqing Key Laboratory of Dedicated Quantum Computing and Quantum Artificial Intelligence(重庆专用量子计算与量子人工智能重点实验室);Southwest Center for Theoretical Physics, Chongqing University(重庆大学西南理论物理中心);Department of Physics and Chongqing Key Laboratory for Strongly Coupled Physics, Chongqing University(重庆大学物理系及强耦合物理重庆市重点实验室)
本研究在双量子位系统中利用工程化双光子损耗,通过绝热环绕奇异点实现偶宇称贝尔态的手性转移与纠缠生成,统一了耗散控制协议。
2026-09-28 quant-ph
Quantum-classical gravity distinction in reservoir-engineered massive quantum system
Beijing Academy of Quantum Information Sciences(北京量子信息科学研究院);Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences(中国科学院物理研究所);University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学);Tsinghua University(清华大学);Renmin University of China(中国人民大学);Peking University(北京大学)
本研究提出一种reservoir工程化方案,通过量化引力对稳态纠缠的修改而非直接制备纠缠,区分量子与经典引力,该方案对非引力耦合鲁棒且放宽了实验要求,为量子引力验证开辟新路径。
2025-11-17 quant-ph
Spectrally engineered collinear type-0 SPDC source with enhanced spectral brightness for entanglement distribution
Ageny for Defense Development(国防开发局)
通过光谱工程和超窄带泵浦,在30 mm ppKTP晶体中实现0型SPDC,产生窄带光子对,检测光谱亮度达0.507 MHz/mW/nm,并集成到Sagnac干涉仪中实现2.56 km自由空间纠缠分布。
2026-06-24 quant-ph
Increasing entanglement through engineered disorder in the random Ising chain
利用冯诺伊曼熵研究了随机伊辛链中点块之间的基态纠缠熵。我们发现,在无序耦合和局部磁场之间的强关联的存在下,纠缠增加,变得比在有序的情况下更大。相对于非关联无序模型的不同行为是由于基态性质的剧烈变化。同样的结果也适用于随机三态量子Potts模型。
2007-11-05 cond-mat.other quant-ph
Steady-State Entanglement by Engineered Quasi-Local Markovian Dissipation
我们描述和构建时间无关的马尔可夫动力学驱动有限维多体量子系统的目标(纯)纠缠稳态,受物理局域性约束。在所需的稳定任务不能完全基于本地耗散手段来实现的情况下,我们允许本地哈密顿控制,或者,如果后者不是一个选项,我们适当地限制了一组容许的初始状态。在这两种情况下,我们提供了算法,用于构建一个主方程,实现预期的目标,并显示如何才能真正延长流形的稳定状态。特别是,我们提出了准本地控制协议耗散工程多部GHZ“猫”状态和W状态的$n$量子位。对于GHZ状态,我们发现,不存在可扩展的程序实现稳定从任意的初始状态,而这是可能的目标W状态的一个合适的组合的两体哈密顿量和耗散。有趣的是,对于这两个纠缠类,我们表明,准本地稳定可能是可缩放的条件下实现初始化的系统在一个大的,适当选择的子空间。
2013-04-15 quant-ph
Chip-to-chip entanglement of transmon qubits using engineered measurement fields
虽然电路QED器件中的片上处理能力正在迅速增长,但一个开放的挑战是在不同芯片上的量子位之间建立高保真量子链路。在这里,我们展示了不同cQED芯片上的transmon量子比特之间的纠缠,具有$49\%$并发和$73\%$ Bell态保真度。我们工程师的半宇称测量连续反射相干微波场关闭两个几乎相同的transmon谐振器系统。通过确保测量的输出场不区分$\vert 01 \rangle$和$\vert 10 \rangle$,非纠缠叠加态被概率地投影到奇宇称子空间中的纠缠态上。我们使用原位可调谐性和一个额外的弱耦合驱动场的第二个谐振器,以克服由于制造的变化不完美的匹配。为了证明这种方法的灵活性,我们还通过设计$\vert 00 \rangle$和$\vert 11 \rangle$状态的输出匹配来产生类似质量的偶宇称纠缠态。该协议的特点是在一个范围内的测量强度使用量子态层析成像显示出良好的协议与一个全面的理论模型。
2017-12-17 quant-ph
Steady state entanglement of two superconducting qubits engineered by dissipation
我们提出了一个在电路QED装置中耗散制备两个超导量子比特纠缠稳态的方案。结合谐振器光子损耗,一个耗散过程已经存在于设置中,与一个有效的双光子微波驱动器,我们设计了一个有效的衰减机制,准备一个最大纠缠态的两个量子比特。这种状态然后被维持为被驱动的、耗散的进化的稳态。耗散态制备协议的性能进行了分析研究和数值验证。鉴于所提出的方案的实验实施,我们调查潜在的实验缺陷的影响,并表明,我们的计划是强大的参数的小偏差。我们发现,与目标状态的高结晶度可以实现与国家的最先进的3D,以及与更常用的2D transmons。我们的研究结果为在电路量子电动力学中证明纠缠稳态开辟了一条途径。
2014-05-14 quant-ph
Hardware-Efficient Stabilization of Entanglement via Engineered Dissipation in Superconducting Circuits
本研究提出并实验验证了一种利用超导电路现有硬件通过拉曼过程工程化非局域耗散通道来稳定纠缠态的方法,实现了高保真度的贝尔态和W态。
2024-07-18 quant-ph
Dissipative State Engineering of Complex Entanglement with Markovian Dynamics
University of Liège(列日大学)
通过工程化马尔可夫动力学实现复杂纠缠态的稳态生成,利用耗散通道驱动系统至理想簇态,验证了其在量子计算中的应用潜力。
2026-01-14 quant-ph
Direct Polarization-Entangled Photon Pair Generation Using Domain-Engineered Nonlinear Crystals
本文通过整形极化KTP晶体的相位匹配函数,在共线单程SPDC装置中直接产生偏振-频率纠缠光子对,并经量子态层析和联合光谱对称性表征验证其高纠缠质量。
2025-06-06 quant-ph
Engineered dissipation induced entanglement transition in quantum spin chains: from logarithmic growth to area law
最近的理论工作表明,相干幺正动力学和随机测量之间的竞争,由环境执行,沿波函数轨迹可以引起的纠缠标度的过渡。在这项工作中,这些以前的研究的补充,我们分析的情况下,汉密尔顿和耗散动力学的作用是颠倒的。我们考虑一个工程耗散,它稳定了量子自旋$-1/2$链的纠缠相,而竞争的单粒子或相互作用的哈密顿动力学诱导一个解纠缠相。在单粒子幺正动力学模型中,我们发现当幺正演化和非幺正演化的竞争比增大时,系统经历了从对数增长到面积增长的纠缠转变.我们的证据表明,过渡体现在状态依赖的观测量在有限的竞争比的哈密顿量和测量动力学。另一方面,它在由林德布拉德主方程控制的随机平均稳态动力学中是不存在的:尽管纯粹的耗散动力学稳定了纠缠态,但对于任何非零的哈密顿贡献,系统最终都无法挽回地处于无序状态。此外,单轨迹分析表明,纠缠熵的分布构成了一个有效的指标的过渡。作为补充,我们探讨了耗散与相互作用哈密顿量产生的相干动力学的竞争,并证明了纠缠跃迁也发生在这第二个模型。我们的研究结果表明,这种类型的过渡发生在更广泛的一类哈密顿,强调其鲁棒性监测开放量子多体系统。
2021-06-18 cond-mat.other quant-ph
Finite temperature reservoir engineering and entanglement dynamics
我们提出了实验方法,工程水库在任意温度下,这是可行的,与目前的技术。我们的结果推广到混合态,通过控制退相干实现量子态工程的可能性。有限温度工程水库可以导致热纠缠的实验观察-纠缠随温度的出现和增加-到有限时间解纠缠和恢复与温度的依赖关系的研究,量子化学效应,以及许多其他应用,扩大了对温度相关的纠缠特性的理解。
2014-05-29 quant-ph
Comparative analysis of robust entanglement generation in engineered XX spin chains
本文比较了有限XX自旋链中两种纠缠生成协议,发现采用双端口架构和优化边界场的P2在保真度、速度及抗无序和退相噪声方面均优于交错耦合的P1,为固态量子信息平台中的纠缠分发提供了有前景的方案。
2025-07-20 math-ph math.MP quant-ph
Essential entanglement for atomic and molecular physics
纠缠态是理解复合量子系统中的关联、输运性质和相变的关键参量,因此在量子信息科学的焦点中受到工程应用之外的关注。我们回顾了最近的实验和理论进展,在更广泛的角度下,量子关联的研究,强调严格定义的纠缠的相同的粒子,并在原子和分子的纠缠研究。
2011-10-05 quant-ph
Entanglement Routers Using Macroscopic Singlets
我们提出了一种机制,在很远的边界自旋之间的高纠缠产生突然连接两个长近藤自旋链。我们表明,这一过程提供了一种有效的方法来路由多个遥远的站点之间的纠缠。我们观察到,复合自旋链的纠缠动力学的关键特征是非常好地描述使用一个简单的模型,两个单态,每个单态由两个自旋形成。所提出的纠缠路由机制是近藤系统中近藤云出现的足迹,可以在不同的物理环境中进行设计和观察。
2010-10-28 quant-ph
Two-mode Squeezing in Floquet Engineered Power-law Interacting Spin Models
研究二维双层量子自旋1/2 XXZ模型的非平衡动力学,发现通过时空工程化幂律相互作用可实现层间双模压缩纠缠的可扩展产生,并达到Heisenberg极限标度,为量子增强传感提供优势。
2024-05-24 cond-mat.quant-gas quant-ph
Entanglement and control of single quantum memories in isotopically engineered silicon carbide
固体状态下的核自旋既是退相干的原因,也是自旋量子比特的宝贵资源。在这项工作中,我们证明了在碳化硅(SiC)中的孤立的29Si核自旋的控制,以创建一个光学活性的双空位自旋和强耦合的核寄存器之间的纠缠态。然后,我们将展示SiC的同位素工程如何解锁单个弱耦合核自旋的控制,并提出一种从头算方法来预测最佳同位素分数,最大限度地提高可用核存储器的数量。我们通过报告高保真电子自旋控制(F=99.984(1)%)、延长的相干时间(T2=2.3 ms,T2DD>14.5 ms)以及来自同位素纯化的退相时间(T2*)增加>40倍来支持这些结果。总的来说,这项工作强调了在固态系统中控制核环境的重要性,并提供了将单光子发射器与工业可扩展材料中的核存储器联系起来的里程碑式演示。
2020-05-15 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph quant-ph
Robust quantum-network memory based on spin qubits in isotopically engineered diamond
量子网络可以实现远程量子通信和模块化量子计算。一种有效的方法是使用多量子比特网络节点,这些节点提供量子存储器和计算能力来执行纠缠蒸馏、量子纠错和信息处理。与金刚石中的光学活性缺陷相关的核自旋是有前途的量子比特。然而,它们在整个光网络中的纠缠分布期间的退相阻碍了扩展到更大的系统。在这项工作中,我们表明,同位素工程金刚石中的单个13 C自旋提供了一种长寿命的量子存储器,该存储器对NV中心的光链路操作具有鲁棒性。存储寿命比现有技术提高了两个数量级,超过了远程纠缠产生的最佳报道时间。我们确定电离的NV中心作为一个新的限制退相干机制。作为克服这一限制的第一步,我们证明了核自旋状态可以在电离和重新捕获的完整周期后以高保真度恢复。最后,我们使用数值模拟表明,这种改进的存储寿命与先前演示的纠缠链路和门操作相结合,可以实现量子网络的关键原语,例如确定性非本地两量子位逻辑操作和跨四个网络节点的GHZ状态创建。我们的研究结果为能够研究复杂算法和纠错的测试台量子网络铺平了道路。
2021-11-18 cond-mat.mes-hall quant-ph
Entangling Nuclear Spins by Dissipation in a Solid-state System
纠缠是量子力学的一个迷人的特征,也是大多数量子信息处理任务的关键成分。然而,纠缠的产生通常会受到不必要的耗散的阻碍,这是由于系统与其环境的不可避免的耦合。在这里,我们报告了一个实验,如何纠缠两个$^{13}$ C核自旋通过工程耗散在氮空位系统。我们利用电子自旋作为辅助,并结合幺正过程与辅助的光泵浦一起实现工程耗散,并确定性地产生两个核自旋的纠缠态,独立于它们的初始状态。我们的实验证明了工程耗散作为在固态系统中产生多量子比特纠缠的工具的力量。
2020-06-01 cond-mat.dis-nn quant-ph
Highly Retrievable Spinwave-Photon Entanglement Source
单光子和量子存储器之间的纠缠形成了量子中继器和量子网络的构建块。以往的纠缠源通常具有较低的提取效率,这限制了未来更大规模的应用。在这里,我们报告了一个高度可恢复的自旋波光子纠缠源。在低精细度环形腔中,单光子与原子系综相互作用产生偏振纠缠。该腔被设计成对于双自旋波模式是共振的,这因此使得能够有效地取回自旋波量子比特。已观察到高达76(4)%的内在检索效率。这种高度可恢复的原子-光子纠缠源在未来更大规模的量子中继器和量子网络应用中将非常有用。
2015-05-03 quant-ph
Engineered Josephson Parametric Amplifier in quantum two-modes squeezed radar
约瑟夫森参量放大器(JPA)工程是量子双模压缩雷达(QTMS)中的重要组成部分,用于提高雷达性能和探测范围或带宽。在本研究中,我们将量子理论应用于一个研究领域,聚焦于QTMS雷达的设计。我们应用工程JPA(EJPA)来提高量子雷达(QR)的性能。我们研究了信号和闲频之间的相关性,并提出了在室温下保持纠缠的策略。定义了量子相干多目标雷达的量子信噪比和探测距离方程。工程JPA导致量子雷达性能的显着改善,即量子SNR的约6 dB的大幅增强,通过少得多的信道检测概率的大幅提高,以及QTMS雷达范围的巨大增加,从传统JPA的半米增加到当前研究的482米。
2022-05-12 quant-ph
Stabilizing entanglement via symmetry-selective bath engineering in superconducting qubits
巴斯工程,利用耦合到量子系统中的损耗模式来产生非平凡的稳态,是一个诱人的替代门和测量为基础的量子科学。在这里,我们证明了耗散稳定的两个超导transmon量子比特之间的纠缠在一个选择性的方式。我们利用工程对称性的耗散环境,以稳定的目标贝尔状态,我们进一步证明了抑制贝尔状态的相反对称性,由于奇偶选择规则。这种实现是资源高效的,实现了稳态保真度$\mathcal{F} = 0.70$,并且可扩展到多个量子位。
2015-11-02 quant-ph
Importance sampling of randomized measurements for probing entanglement
我们表明,将随机测量协议与重要性采样相结合,可以在更大的量子系统中表征纠缠,并且比以前的工作更有效。使用经典的机器学习技术和张量网络,使用部分信息的量子态的统计误差得到大幅减少。在目前工程多体量子系统的实验设置中,这有效地使可以测量纠缠的(子)系统尺寸加倍。特别是,我们显示了所需的测量数量的指数减少,以估计产品状态和GHZ状态的纯度。
2021-11-15 quant-ph
Routing entanglement through quantum networks
University of Malta(马耳他大学)
研究通过非 reciprocal 传输在连续变量系统网络中单向路由纠缠,利用高斯相互作用和工程耗散打破对称性,探讨热波动对纠缠传播距离的影响。
2024-02-12 quant-ph
Long-distance entanglement and quantum teleportation in coupled cavity arrays
我们引入量子自旋模型,其基态允许远距离自旋之间的相当大的纠缠。我们讨论了如何自旋模型与全球端到端纠缠实现量子隐形传态通道之间的可扩展性和弹性的热退相干的最佳折衷,并可以直接实施在适当的工程耦合光学腔阵列。
2009-10-22 cond-mat.other quant-ph
Quantum Metrology via Floquet-Engineered Two-axis Twisting and Turn Dynamics
Sun Yat-Sen University (Zhuhai Campus)(中山大学(珠海校区));Quantum Science Center of Guangdong-Hong Kong-Macao Greater Bay Area(粤港澳大湾区量子科学中心)
本文提出利用Floquet工程化双轴扭转与旋转动力学快速生成GHZ-like态,实现接近海森堡极限的量子计量,并通过反TAT与旋转实现高效读出,无需反转非线性相互作用符号。
2025-02-04 physics.atom-ph quant-ph
Emergent Quantum Synchronization Without Symmetry Breaking
Universidad del Valle(瓦列大学);University of Oslo(奥斯陆大学)
研究通过压缩耗散浴将二分非常规迪克模型耦合相变为控制参数,抑制静态超辐射阈值,使两自旋系综同步,用奇偶性偶数的信息理论见证来认证同步状态。
2026-10-28 quant-ph
Coherent control of quantum and entanglement dynamics via periodic modulations in optomechanical semi-conductor resonator coupled to quantum-dot excitons
系统地研究了同时调制输入激光强度和量子点(QD)谐振频率对嵌入QD的光机械半导体谐振腔中的平均场动力学、涨落能量转移和纠缠的影响。我们表明,调制和混合系统可以被设计成达到所需的平均场值,控制波动能量转移和纠缠之间的各个自由度。通过仅调制QD频率可以实现非常高的纠缠度。两种调制之间的相互作用导致纠缠,其位于仅通过调制QD或泵浦激光强度产生的纠缠之间。当我们打开调制时,会发生从低静态到大动态纠缠的转变。这项研究为最优控制策略开辟了新的可能性,可用于量子通信平台中的数据信号传输和存储。
2020-07-23 quant-ph
Exploiting Quench Dynamics in Spin Chains for Distant Entanglement and Quantum Communication
我们提出了一种方法,纠缠显着的远端自旋链使用最小的控制。如果晶格具有最近邻XXZ相互作用,则这种远距离单个自旋之间的纠缠仅通过利用具有Neel阶的初始混合态的动力学来实现。不需要控制单个自旋,也不需要设计耦合或全局脉冲。该方法只需要一个初始的非绝热开关(淬火)之间的两个哈密尔顿其次是第二哈密尔顿的演变。该计划是强大的随机性的耦合以及有限的适当的淬火,并可能在各种实验装置中实施,从原子在光晶格约瑟夫森结阵列。
2009-07-13 quant-ph
Confining the state of light to a quantum manifold by engineered two-photon loss
物理系统通常只有在与有损环境充分解耦时才会表现出量子行为,例如叠加和纠缠。巧合的是,与环境的特别设计的相互作用可以成为产生和保护量子态的资源。这个概念可以推广到将一个系统限制在一个量子态的流形中,该流形由多个稳定定态的所有相干叠加组成。我们在实验上把谐振子的态限制在由两个相位相反的相干态所构成的量子流形上。特别是,我们已经观察到薛定谔猫态自发地挤出真空,然后衰减成经典混合物。这是通过设计一个超导微波谐振器,其耦合到一个冷浴是由光子对交换占主导地位。该实验在非线性量子光学和量子信息领域开辟了新的途径,其中具有多维稳态流形的系统可以用作误差校正的逻辑量子比特。
2014-12-15 quant-ph
Degree of entanglement in a quantum measurement process
我们提出了一个离子阱中的量子测量模型,该模型描述了一个被囚禁的四能级离子的两个不同的内部基态的概率分布。四级离子的外部运动度构成了仪表,而仪表又通过工程水库与环境耦合。在以前的出版物中,一个类似的测量模型被用来测试退相干对相空间中量子非局域性的影响,基于纠缠系统-计量器方案的符合测量。本文研究了退相干对以纠缠度为特征的形成纠缠的影响。系统的并发性使得能够找到最大可能的违反贝尔不等式。令人惊讶的是,这个模型给出了说明性的见解的问题,在何种程度上可以被认为是贝尔不等式的纠缠度的措施。
2002-04-10 quant-ph
Room temperature entanglement between distant single spins in diamond
纠缠是量子物理学的核心但转瞬即逝的现象。一旦被认为是量子理论的一个独特的反直觉性质,它已经发展成为量子技术的最核心的元素,为量子计算机提供速度,为长距离量子密码学提供一条道路,并提高量子精密测量的灵敏度。因此,已经有许多实验证明光子,原子,离子以及固态系统如自旋或量子点,超导电路和宏观金刚石之间的纠缠。在这里,我们实验证明两个工程单固态自旋量子位(量子位)在环境条件下的纠缠。缺陷对的光子发射揭示了基态自旋相关。通过量子态层析成像证明了纠缠(保真度= 0.67 \pm 0.04)。此外,电子自旋纠缠的寿命延长到ms的纠缠交换到核自旋,证明核自旋纠缠超过25 nm的长度尺度。这些实验标志着朝着可扩展的室温量子器件迈出了重要的一步,该器件在量子信息处理以及计量学中具有潜在的用途。
2012-12-12 quant-ph
Electromagnetic manipulation for anti-Zeno effect in an engineered quantum tunneling process
研究了从量子点到环形量子点阵列的不可逆量子隧穿的量子Zeno和反Zeno效应。用Anderson-Fano-Lee模型对整个系统进行建模,发现通过调节磁通量和栅电压,可以实现从量子Zeno效应到量子反Zeno效应的转变。
2006-09-01 quant-ph
Entanglement entropy scaling in solid-state spin arrays via capacitance measurements
固态自旋阵列正在各种系统中设计,包括门控耦合量子点和半导体结构中的相互作用掺杂剂。除了量子计算,这些阵列是多体模型的有用的集成模拟模拟器。在这些模型中,由于单个自旋之间的纠缠是非常短的范围,人们必须测量块的纠缠熵才能真正验证它们的多体纠缠性质。值得注意的是,由共形场论预言的纠缠熵的特征标度从未被测量过。在这里,我们表明,只有两个副本的自旋阵列,和电容双点单重态-三重态测量相邻的自旋对,上述缩放的纠缠熵可以得到验证。这开启了量子场论的受控模拟,因为我们在工程固态系统中使用均匀链和近藤型杂质模型。我们的程序仍然有效,即使在现实的量子设备的典型缺陷的存在下,可以用于测温,并绑定纠缠和不和谐的混合多体状态。
2017-01-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Entangling Bosonic Modes via an Engineered Exchange Interaction
在任何平台上实现鲁棒的通用量子计算最终都需要量子信息的相干存储和单个元素之间的(至少)一次纠缠操作。使用连续变量玻色子模作为量子元件是一种很有前途的途径,以保持量子信息的相干性,对自然发生的错误。然而,玻色子模式之间的操作可能具有挑战性。类似于离散变量自旋系统之间的交换相互作用,指数SWAP幺正[ $\mathbf{U}_{\mathrm{E}}\left(θ_c\right)$ ]可以在两个玻色子模式之间相干地转移状态,而不管选择的编码,实现了特定$θ_c$的确定性纠缠操作。在这里,我们开发了一个有效的电路来实现$\mathbf{U}_{\mathrm{E}}\left(θ_c\right)$,并实现在三维电路QED架构的操作。我们证明了高质量的确定性纠缠两个腔模式与几种不同的编码。我们的结果提供了一个至关重要的原始必要的普适量子计算使用玻色子模式。
2018-06-19 quant-ph
Direct temporal mode measurement for the characterization of temporally multiplexed high dimensional quantum entanglement in continuous variables
光场的场正交时间模分析是近年来发展起来的一种新的量子信息科学框架。但是到目前为止,时间模式的确切轮廓是未知的,这使得难以实现模式选择和解复用。在这里,我们报告了一种新的方法,直接测量的时间模式的确切形式。这反过来又使我们能够与模式匹配的本地振荡器进行模式正交零差检测。我们应用该方法的脉冲泵浦,特别是工程光纤参量放大器,并证明时间复用的多维连续变量的量子纠缠在电信波长。时间模式表征技术可以推广到其他脉冲激励系统,以找到它们的本征模式在时域复用。
2020-03-31 quant-ph
Engineering of maximally entangled orbital angular momentum states via path identity
Helmholtz-Institut Jena(亥姆霍兹耶拿研究所)
针对基于轨道角动量的路径身份纠缠缺乏态分布工程化设计研究的空白,结合泵浦光空间工程与路径身份方法确定最大纠缠态最优维度,揭示高维目标态保真度限制并证明两类双光子纠缠态等价,助力高维最大纠缠态优化制备。
2025-11-14 quant-ph
Ten-Second Electron-Spin Coherence in Isotopically Engineered Diamond
QuTech, Delft University of Technology(代尔夫特理工大学 QuTech);Kavli Institute of Nanoscience Delft, Delft University of Technology(代尔夫特理工大学 卡弗里纳米科学研究所);Takasaki Institute for Advanced Quantum Science, National Institutes for Quantum Science and Technology (QST)(量子科学技术研究机构 高崎高级量子科学研究所)
研究通过同位素工程化钻石实现单个氮空位中心的长电子自旋相干时间,并利用实时反馈方案和定制去耦序列,获得高达11.2秒的相干时间,同时观察到近寿命极限的相干光学跃迁。
2026-04-08 quant-ph
Giant-Atom Effects on Population and Entanglement Dynamics of Rydberg Atoms
本研究提出基于相干场驱动的相互作用里德堡原子对耦合光子晶体波导的光学频段合成巨原子方案,观测到相位依赖衰减与纠缠产生等效应,拓展了巨原子波导物理并可应用于量子信息处理。
2023-04-28 quant-ph
Synchronized Aharonov-Bohm Motifs via Engineered Dissipation
Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid ICMM-CSIC(马德里材料科学研究所)
研究通过结合外部规范场与晶格几何的相互作用,以及工程化耗散,实现旋转对称自旋几何中的鲁棒自旋同步,即Aharonov-Bohm图案,具有任意阶的循环对称性。
2026-06-04 cond-mat.other quant-ph
Long-distance entanglement in many-body atomic and optical systems
我们讨论了量子自旋模型基态的长距离纠缠现象,它在高保真和鲁棒量子通信中的应用,以及它在光晶格和耦合光腔阵列中的超冷原子多体系统中的实现。我们研究了不同的位点依赖性相互作用耦合模式,挑出两个一般设置:在系统的基态中允许完美长距离纠缠(LDE)的模式,即使得端到端纠缠在热力学极限中保持有限,以及在系统的基态中准长距离纠缠(QLDE)的模式,即,使得随着自旋链长度的增加,端到端的纠缠以非常慢的幂律衰减消失。我们讨论了这些模型在超冷玻色子原子在光晶格中的物理实现。我们展示了如何,使用适当的工程超晶格结构或利用存在的边缘杂质的晶格与单周期性,它是可能实现的模型赋予非零LDE或QLDE。然后,我们研究如何实现模型,优化的鲁棒性QLDE在有限的温度下,并在存在缺陷的情况下,使用适当设计的耦合光学腔阵列。最后,我们介绍了LDE为基础的计划的长距离量子隐形传态的耦合腔的线性阵列,并表明,他们允许高保真度和高成功率,即使在适度的高温。
2009-11-21 cond-mat.other quant-ph
Engineering steady entanglement for trapped ions at finite temperature by dissipation
本文提出了一种耗散的方法来制备两个囚禁离子在Lamb-Dicke极限下的最大纠缠态。通过用频率与离子跃迁共振的单色驻波激光脉冲和耦合到基态跃迁的微波场来处理被囚禁的离子系统,我们获得了两个粒子之间的有效耦合,这与声子数起伏无关。同时,利用辅助激光场将囚禁离子的亚稳态抽运到短寿命离子态,实现了囚禁离子的可控自发发射。将幺正过程与工程耗散相结合,可以产生一个确定的Bell态,而与系统的初始状态无关。此外,我们的结果表明,CHSH不等式可以违反广泛的退相干参数,即使在有限的温度。
2022-07-13 quant-ph
Cavity-based architecture to preserve quantum coherence and entanglement
量子技术依赖于资源的利用,如量子相干性和纠缠,这使得量子信息和计算处理成为可能。然而,这一成就受到任何量子系统周围环境的不利影响的危害,因此找到保护量子资源的策略至关重要。非马尔可夫和结构化环境是实现这一目标的有用工具。在这里,我们展示了如何一个简单的环境架构由两个耦合损耗腔,使马尔可夫和非马尔可夫制度之间的切换嵌入在一个腔的量子位的动态。此外,如果没有量子比特的腔是完美的,那么量子比特的相干性可以无限期地保持。然后,我们专注于纠缠控制的两个独立的量子比特本地受到这样的工程环境,并讨论其可行性的框架下的电路量子电动力学。最新的实验参数,我们表明,我们的架构允许纠缠寿命的数量级长于自发寿命没有本地腔耦合。这种基于腔的架构可以直接扩展到许多量子位,以实现可扩展性。
2015-08-07 quant-ph
Hyper-entanglement between pulse modes and frequency bins
本研究通过域工程晶体和光谱映射技术,在脉冲模式与频率仓之间生成了光子对超纠缠态,并利用联合光谱强度和非经典干涉图样验证了该状态,从而提升了量子信道的容量与效率。
2023-04-24 quant-ph
Entanglement Devised Barren Plateau Mitigation
混合量子-经典变分算法是量子计算在近期器件上最有利的实现之一,为量子尺度解空间提供了经典机器学习的支持。然而,许多研究表明,这个空间在量子比特数量上的增长速度可能会妨碍深度量子线路的学习,这种现象被称为贫瘠高原。在这项工作中,我们牵连的随机纠缠作为贫瘠的高原的来源,并在多体纠缠动力学方面对其进行表征,详细介绍了它们的形成作为系统大小,电路深度和电路连通性的函数。利用这种理解的纠缠,我们提出并证明了一些贫瘠的高原改善技术,包括:成本函数和非成本函数寄存器的初始分区,元学习低纠缠电路初始化,选择性寄存器间的相互作用,纠缠正则化,添加朗之万噪声,旋转到首选的成本函数本征基。我们发现,纠缠限制,无论是自动的还是工程的,都是高精度训练的标志,并强调学习是一个迭代的组织过程,而贫瘠的高原是随机化的结果,它们不一定是不可避免的或不可避免的。我们的工作形成了理论表征和实用工具箱;首先从随机纠缠的角度定义贫瘠的高原,然后利用这种专业知识从战略上打击它们。
2020-12-22 quant-ph
Thermal entanglement in a two-spin-qutrit system under a nonuniform external magnetic field
研究了在任意方向的磁场作用下,两个自旋通过交换相互作用耦合的双自旋量子系统的热纠缠。计算了纠缠度的度量--负性。我们发现,对于任何温度,负性的演化是关于磁场对称的。消极的行为是四种不同的情况下。结果表明,在不同温度下,不同的磁场可以产生最大纠缠。对平行和反平行磁场的情况进行了定性的研究,发现在反平行磁场的作用下,纠缠可能会增强。
2005-09-02 quant-ph
Thermal entanglement in a two-qubit Heisenberg XXZ spin chain under an inhomogeneous magnetic field
研究了在非均匀磁场\emph{b}作用下两量子比特海森堡\emph{XXZ}自旋链的热纠缠.我们证明了基态纠缠与\emph{z} -分量$J_{z}$的相互作用无关。随着$J_{z}$的增加,在固定温度下的热纠缠增强。严格证明了对于任意温度的\emph{T}和$J_{z}$,纠缠关于零非均匀磁场是对称的,临界非均匀磁场$b_{c}$与$J_{z}$无关.临界磁场$B_{c}$随$|b|$的增大而增大,但系统所能达到的最大纠缠值变小。
2005-09-02 quant-ph
Dynamics of Entanglement for One-Dimensional Spin Systems in an External Time-Dependent Magnetic Field
我们研究了XY模型中通过最近邻交换相互作用耦合的一维自旋系统在外加含时磁场作用下的纠缠动力学。利用双格位密度矩阵,计算了最近邻量子比特间的纠缠度。我们研究了温度、各向异性参数以及外加含时磁场对纠缠的影响。我们发现,当外加一定的含时磁场时,纠缠可以局域在最近邻量子比特之间。此外,该模型的磁化强度表明,纠缠态呈现非遍历性,在无限时间极限下,纠缠态不接近其平衡态。
2005-05-13 quant-ph
Engineering antiferromagnetic Heisenberg spin chains for maximizing of the groundstate entanglement
研究了工程海森堡模型中自旋为零的本征态的关联函数和纠缠度,探讨了量子纠缠的性质。结果表明,当耦合强度均匀时,零自旋本征态的总最近邻关联函数达到局部极值,相应地,$d$ -D立方AF海森堡模型的基态纠缠局部最大.对具有余弦调制的交换耦合的$N$量子自旋环($J_i=J(1+\cos(2πi/N))$)的数值计算表明,均匀耦合并不是使基态纠缠最大化的唯一最佳分布,这种相互作用的调制可以诱导更长范围的纠缠.
2004-11-24 cond-mat.str-el quant-ph
Natural Thermal and Magnetic Entanglement in 1D Heisenberg Model
研究了一维海森堡链中任意两个自旋之间的纠缠随温度和外加磁场的变化。我们发现,反铁磁链中的纠缠可以通过增加温度或外场来增加。增加磁场也可以在原本不纠缠的自旋之间产生纠缠。这种纠缠可以通过测试包含固体中任意两个自旋的贝尔不等式来证实。
2001-03-09 quant-ph
Multipartite Entanglement in a Discrete Magnetic Bands Magnetic Lattice
利用磁光材料,提出了一种非对称多量子态磁晶格,用于容纳玻色-爱因斯坦凝聚体中超冷原子的量子简并气体形成的纠缠多体系统.设计了一种离散的磁晶格,用来定位空间分离的多谐振子系统的可控长程纠缠。耦合磁量子阱(CMQW)系统的约束可以显著改善多粒子(多量子比特)的长程纠缠,从而应用于量子信息处理器。
2009-09-18 quant-ph
Negative correlations can play a positive role in disordered quantum walks
我们调查的新兴性质的量子漫步与时间的无序工程从一个二进制马尔可夫链定制的相关性,$C$,和无序强度,$r$。我们发现,当无序是弱的- $r \ll 1$ -负相关的引入导致一个反直觉的更高的生产自旋晶格纠缠熵,$S_e$,比设置与正相关,即$S_e(-|C|)>S_e(|C|)$。这些结果表明,负相关无序在量子纠缠中所起的作用比文献中所假设的更为重要。
2020-08-20 quant-ph
Loss-induced quantum nonreciprocity and entanglement in superconducting qubits
Xi’an Jiaotong University(西安交通大学)
提出利用损耗诱导的干涉效应,通过两个有损辅助腔连接远程超导transmon量子比特,实现非互易耦合和非互易纠缠,表明损耗可作为资源。
2026-05-12 quant-ph