Gaussian error correction of quantum states in a correlated noisy channel
噪声是实现容错量子信息处理和长距离保密通信的主要障碍。在这项工作中，我们提出了一个通信协议依赖于简单的线性光学，最佳地保护量子态从非马尔可夫或相关的噪声。我们通过实验实现了该协议，并证明了在极端噪声信道中对相干态和纠缠态的接近理想的保护。由于所有现实生活中的信道都表现出明显的非马尔可夫行为，所提出的协议将在提高各种量子信息协议的性能方面产生直接影响。
2013-12-10 quant-ph
Optimal complexity correction of correlated errors in the surface code
表面码被设计用于抑制量子计算硬件中的错误，目前为大规模量子计算提供了最可信的途径。表面码需要一个最近邻耦合量子位的2-D阵列，该阵列能够实现错误率低于约1%的通用门集合，这一要求与实验现实兼容。因此，许多作者试图从表面码中挤出额外的性能。我们描述了一个最佳的复杂度误差抑制算法，并行化为O（1）给定恒定的计算资源，每单位面积，并提供证据表明，该算法利用相关性的误差模型中的每个门在一个渐近最优的方式。
2013-10-02 quant-ph
Entanglement production by quantum error correction in the presence of correlated environment
我们分析了量子纠错码对编码的逻辑量子比特在与相关环境的退相相互作用下的纠缠度的影响。这种关联库在物理量子比特之间引入了纠缠。结果表明，在短时间内，量子纠错将纠缠解释为错误并抑制它，而在长时间内，虽然量子纠错不再能够纠正错误，但由于与环境的相互作用，它提高了纠缠产生的速率.
2004-09-01 cond-mat quant-ph
Quantum Error Correction in Spatially Correlated Quantum Noise
我们考虑量子噪声的量子纠错，量子噪声是由量子比特与公共玻色子浴的局部相互作用产生的。量子比特之间可能的巴斯玻色子交换引起了噪声的空间和时间相关性。我们发现这些噪声关联对量子纠错有很强的负面影响。
2005-11-25 cond-mat.mes-hall quant-ph
Decoherence by Correlated Noise and Quantum Error Correction
我们研究了量子计算机在时间和空间固有相关的环境中的退相干。我们首先推导出非幺正的时间演化的计算机和环境中存在的稳定器纠错码，提供了一个通用的方法来量化量子计算机的退相干。然后将一般理论应用于自旋玻色子模型。我们的研究结果表明，远程相关性的影响可以系统地减少在纠错码的小的变化。
2006-07-24 cond-mat.mes-hall quant-ph
Preserving Heisenberg-Limited Metrological Information during Storage via Correlated-Noise Correction
Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学）；Anhui University（安徽大学）；Hefei National Laboratory（合肥国家实验室）；Shanghai Research Center for Quantum Sciences（上海量子科学研究中心）
该研究提出关联噪声校正协议，可在量子探针存储阶段保护其量子费舍尔信息，为传感驱动的量子信息处理提供实用构建模块。
2026-08-11 quant-ph
Removing leakage-induced correlated errors in superconducting quantum error correction
量子计算可以通过纠错变得可扩展，但只有当物理错误充分不相关时，逻辑错误率才会随着系统大小而降低。在计算过程中，未使用的量子位的高能级可能会被激发，从而产生长寿命和移动的泄漏状态。特别是对于超导transmon量子比特，这种泄漏打开了一条通往空间和时间相关的错误的道路。在这里，我们报告一个复位协议，返回一个量子位的基态从所有相关的更高级别的状态。我们测试其性能与位翻转稳定器代码，一个简化版本的表面码的量子纠错。我们调查的积累和动态的泄漏过程中的错误纠正。使用该协议，我们发现较低的逻辑错误率和改进的缩放和稳定性的错误抑制随着量子比特数的增加。这一演示为可扩展的量子计算迈出了关键一步。
2021-02-11 quant-ph
Quantum Error Correction Scheme for Fully Correlated Noise
本文研究了$n$ -量子比特系统中全相关噪声信道的量子纠错方案，其中误差算符采用$W^{\otimes n}$的形式，$W$是任意的$2\times 2$幺正算符.在先前的文献中，递归量子纠错方案可以用于使用$(k+1)$ -量子位辅助来保护$k$量子位。我们使用IBM量子计算机在3-qubit和5-qubit信道上实现了这个方案，在那里我们发现了与将编码/解码算子分解为基本量子门有关的前一篇论文中的错误。在这里，我们提出了一个修改后的编码/解码运算符，可以有效地分解为（a）标准门在\texttt{qiskit}库和（b）基本门组成的单量子位门和CNOT门。由于IBM量子计算机的性能相对更好，基本门更少，因此更有效的分解可以提供更准确的结果。我们的实验突出了编码/解码算子的有效分解的重要性，并证明了我们提出的方案在纠正量子错误的有效性。此外，我们探讨了一种特殊类型的信道的形式$σ_x^{\otimes n}, σ_y^{\otimes n}$和$σ_z^{\otimes n}$，其中$σ_x, σ_y, σ_z$是泡利矩阵的误差算子。对于这些通道，我们实现了一个混合量子纠错方案，使用IBM的量子计算机保护量子和经典信息。我们进行实验，$n = 3, 4, 5$和最近的工作相比，显着改善。
2023-03-29 quant-ph
Learning correlated noise in a 39-qubit quantum processor
本文提出一种提取量子器件检错子提取线路中噪声信息的方法，在39比特超导器件上构建图模型精确学习相关噪声，并证明准确的关联噪声模型对预测量子纠错亚阈值行为至关重要。
2023-03-01 quant-ph
Error correction schemes for fully correlated quantum channels protecting both quantum and classical information
我们研究了$n$-量子比特系统上全相关信道的有效量子纠错方案，其中错误算子的形式为$σ_x^{\otimes n}$，$σ_y^{\otimes n}$，$σ_z^{\otimes n}$.对以往的计划进行了改进，以便于实施。特别地，当$n$是奇数并且等于$2k+1$时，我们描述了在$2k$-量子比特系统中使用任意一个量子比特$σ$来保护数据状态$ρ$的量子纠错方案。编码操作$σ\otimes ρ\mapsto Φ(σ\otimes ρ)$仅需要$3k$ CNOT门（每个具有一个控制位和一个目标位）。在编码状态$Φ(σ\otimes ρ)$通过信道之后，我们可以应用逆操作$Φ^{-1}$来产生$\tilde σ\otimes ρ$，使得部分跟踪操作可以恢复$ρ$。当$n$是偶数且等于$2k+2$时，我们描述了一种混合量子纠错方案，该方案使用两个经典位$σ\in \{|ij\rangle \langle ij|: i, j \in \{0,1\}\}$中的任何一个来保护一个$2k$-量子位态$ρ$和两个经典位.编码操作$σ\otimes ρ\mapsto Φ(σ\otimes ρ)$可以由$3k+2$ CNOT门和单个quibt Hadamard门来完成。在编码态$Φ(σ\otimes ρ)$通过通道后，我们可以应用逆操作$Φ^{-1}$来产生$σ\otimes ρ$，从而实现对两个…
2020-03-08 quant-ph
Resilience to time-correlated noise in quantum computation
容错量子计算技术依赖于弱相关噪声。在这里，我证明了假设弱空间相关性就足够了：时间相关性可以采取任何形式。特别是，单次错误校正技术表现出空间局部随机噪声下的量子存储器的噪声阈值。
2016-12-22 quant-ph
Surface-Code Quantum Error Correction for Molecular Tweezer Arrays: Encoding, Layout, and Correlated Noise
Department of Physics, Indian Institute of Technology Patna（印度巴特那理工学院物理系）
本文针对分子光镊阵列的表面码量子纠错，构建了编码映射，对比不同旋转量子位维度的编码，揭示关联损耗空间嵌入的重要性及单扇区基准的局限性。
2026-08-25 quant-ph
Double-pair Coulomb and Breit photon correction to the correlated relativistic energy
本文计算了双对修正对相关相对论能量的影响，采用贝塔-萨尔佩特方程并开发了数值方法，结果与非相对论量子电动力学的修正一致。
2025-12-08 physics.chem-ph quant-ph
Mid-circuit correction of correlated phase errors using an array of spectator qubits
本文提出利用铯旁观者量子比特阵列，通过序列内读出、实时处理与前馈操作，在线路执行中途相干校正铷数据量子比特的关联相位错误，为扩展中性原子量子处理器提供了关键工具。
2022-08-29 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Regularized relativistic corrections for polyelectronic and polyatomic systems with explicitly correlated Gaussians
本文通过用高斯函数线性组合近似$1/r$因子，解决了fECGs中$1/r_{ix}1/r_{jy}$型算子矩阵元未知的难题，实现了Drachmann正则化相对论修正，为多原子体系势能面的高精度相对论修正和电子哈密顿量平方矩阵表示的构建提供了新途径。
2024-05-03 physics.chem-ph quant-ph
Spatiotemporal Pauli processes: Quantum combs for modeling correlated noise in quantum error correction
Monash University（莫纳什大学）；Agency for Science, Technology and Research (A*STAR)（科学技术研究局（A*STAR））；CSIRO（澳大利亚联邦科学与工业研究组织）；The University of Melbourne（墨尔本大学）；Singapore University of Technology and Design（新加坡科技设计大学）；National University of Singapore（新加坡国立大学）
本文提出时空泡利过程（SPPs）用于建模量子纠错中的相关噪声，通过多时间泡利扭动和过程张量映射，实现非马尔可夫动力学的高效表示，并通过表面码模拟验证其在临界行为中的应用。
2026-08-24 quant-ph
Machine-learning-assisted correction of correlated qubit errors in a topological code
容错量子计算需要一种有效的方法来检测和纠正在编码的量子信息中积累的错误。在机器学习的背景下，神经网络是量子纠错的一种有前途的新方法。在这里，我们表明，一个循环神经网络可以训练，只使用实验访问的数据，检测错误的广泛使用的拓扑代码，表面码，与性能以上的最小权重完美匹配（或开花）解码器。因为神经网络解码器可以检测比特翻转（X）和相位翻转（Z）误差之间的相关性，所以实现了性能增益。机器学习算法适应物理系统，因此不需要噪声模型。循环神经网络的长短期记忆层在大量的量子纠错周期内保持其性能，使其成为即将到来的表面码实验实现的实用解码器。
2018-01-17 cond-mat.dis-nn quant-ph
Independent Noise Approximation for Spin-Boson Decoherence
量子纠错是一种解决方案，以保持受噪声影响的物理系统中编码的量子信息的保真度。然而，不利的相关错误，甚至可以诱导通过环境（浴）的非相互作用的量子位，当他们“包装”在一起。问题是，我们在多大程度上可以将浴缸引起的噪音视为独立的？在自旋玻色子模型的背景下，我们表明，在一些合理的约束下，独立的噪声近似可能是有效的。另一方面，在强关联极限下，我们证明了如何使消相干自由子空间方法变得适用。这两种方法的结合使得容错量子计算在对抗相关错误方面具有很大的潜力。
2007-07-18 quant-ph
Classification and purification for the independent quantum channel through quantum error-correction
量子纠错的实质是利用冗余的希尔伯特空间来识别和纠正错误，而量子信道的信道保真度并不影响哪些错误可以被识别和纠正。在此基础上，发现利用量子纠错可以将独立的量子信道分为5种类型，并对其中的4种进行提纯。在量子纠错中发现，量子态的退相干可能与量子噪声下量子态的识别程度有关，证实了量子信道的纯度决定了其保持量子态量子特性的能力，而不是保真度。在这项工作中，独立的泡利通道的量子纠错的识别证明。
2021-10-26 quant-ph
Improving quantum interference visibility between independent sources by enhancing the purity of correlated photon pairs
Basic Research Laboratories, NTT, Inc.（NTT公司基础研究实验室）
通过提高相关光子对的纯度，研究提高了独立光源间的量子干涉可见度，并实现了更高的三重巧合率，以增强多光子时间槽GHZ态的生成效率。
2026-01-09 quant-ph
Self-consistent tomography of temporally correlated errors
量子计算机的误差模型对于优化量子算法以使用量子纠错或误差减轻来最小化误差的影响是必不可少的。具有时间相关性的噪声，例如低频噪声和上下文相关噪声，在量子计算设备中很常见，有时甚至很重要。然而，传统的层析成像方法还没有被开发用于获得描述时间相关性的误差模型。在本文中，我们提出了自洽层析成像协议，以获得时间相关的错误模型，我们证明了我们的协议是有效的低频噪声和上下文相关的噪声。
2020-10-18 quant-ph
Coupler-Assisted Leakage Reduction for Scalable Quantum Error Correction with Superconducting Qubits
针对超导量子比特非计算态泄漏导致QEC相关错误的问题，提出利用可调谐耦合器的泄漏减少方案，高效抑制空间与时间相关错误。
2024-10-29 quant-ph
An exact Error Threshold of Surface Code under Correlated Nearest-Neighbor Errors: A Statistical Mechanical Analysis
State Key Laboratory of Low Dimensional Quantum Physics, Department of Physics, Tsinghua University（清华大学物理系低维量子物理国家重点实验室）
本文基于统计力学分析，推导出表面码在相关最近邻误差下的精确误差阈值，结合独立单量子比特误差与最近邻数据量子比特间的相关误差，提出分析约束，给出精确阈值。
2025-10-28 quant-ph
Improving the Accuracy of the Variational Quantum Eigensolver for Molecular Systems by the Explicitly-Correlated Perturbative [2]-R12-Correction
我们在变分量子本征求解器（VQE）的上下文中提供了通用的微扰显式相关[2] $_\text{R12}$ -校正的积分。这种方法能够显著提高底层参考方法的准确性，同时不需要额外的量子资源。我们提出的方法只需要知识的一个和两个粒子约化密度矩阵（RDM）的参考波函数，这些可以测量后，已经达到收敛VQE。然后将RDM与一组分子积分相结合。这种计算的代价是电子数量的六次方。我们探索VQE+[2] $_\text{R12}$方法的性能，使用传统的高斯基组和我们最近提出的直接确定的对自然轨道获得的多分辨率分析（MRA-PNOs）。在[2] $_\text{R12}$的计算中，高斯轨道和PNO都被作为一个潜在的互补基函数集来研究。特别是MRA-PNOs与[2] $_\text{R12}$的组合已经证明是非常有前途的-在我们的数据中持续存在，这允许以最小基集的量子成本进行非常精确的模拟。此外，我们发现，部署PNO作为互补基可以大大减少以立方复杂度进入校正计算的互补基函数的数量。
2022-05-31 physics.chem-ph physics.comp-ph quant-ph
Impact of correlations and heavy-tails on quantum error correction
我们发现，空间和时间相关的单量子比特的旋转误差可以导致高权重的错误时，旋转角度从重尾分布的量子线路。这导致量子纠错的故障，产生对编码的逻辑量子比特的减少的保护或在某些情况下没有保护。虽然重尾现象在自然界中很普遍，但很少有研究表明，在当前的量子处理设备中是否存在具有这些统计数据的噪声。此外，这是一个开放的问题，开发断层扫描或噪声光谱协议，可以测试噪声的存在与这样的统计。这些结果表明，需要量子表征方法，可以可靠地检测或拒绝这种错误的存在，以及持续的第一性原理研究量子处理器中的空间和时间相关噪声的起源。如果这种噪声确实存在，必须开发物理或基于控制的缓解协议来缓解这种噪声，因为它会严重阻碍容错量子计算机的性能。
2021-05-25 quant-ph
Quantum Stabilizer Codes for Correlated and Asymmetric Depolarizing Errors
我们研究了常见的量子稳定子码在非对称和相关错误的存在下的性能。具体地说，我们考虑去极化噪声量子存储信道，并通过五和七量子比特稳定码执行量子纠错。我们通过纠缠保真度作为错误概率和记忆度的函数来表征这些码。我们表明，它们的性能降低的相关性的存在下，我们计算的错误概率阈值代码的有效性。此外，我们发现错误概率的不对称性不影响五量子比特码的性能，而它确实影响七量子比特码的性能，这在考虑相关和对称去极化错误时效果较差，但对于相关和非对称错误更有效。
2010-05-19 quant-ph
Twin beam quantum-enhanced correlated interferometry for testing fundamental physics
量子精密测量涉及提高仪器的分辨率，否则会受到散粒噪声的限制，因此它是实现科学突破的有希望的途径。当量子增强与几个设备之间的相关技术相结合时，这种优势可能更加引人注目。在这里，我们提出并实现了一个相关干涉方案，利用两个独立的干涉仪中注入的二分量子相关态。该方案在检测两个设备之间可能相关/不相关的微弱信号方面优于经典类似物。我们还比较了它的灵敏度与获得的一对两个独立的压缩模式，每个解决一个干涉仪，用于检测相关的随机信号在MHz频带。作为更简单的解决方案，它最终可能会应用于基础物理测试，例如，寻找普朗克尺度理论预测的效应。
2020-06-23 quant-ph
Hardware-Free Polarization Stabilization for Measurement-Device-Independent Quantum Key Distribution via Correlated Twirling
Prince of Songkla University（宋卡王子大学）；Triam Udom Suksa School（三乌多姆苏克萨学校）；Universiti Malaysia Perlis（马来西亚玻璃市大学）
本文提出一种无硬件极化稳定化技术，利用相关扭动协议消除光纤极化漂移影响，提升密钥分发安全性与距离。
2026-05-08 quant-ph
Analysis of quantum error correction with symmetric hypergraph states
图态已被用于构造独立错误的量子纠错码。超图状态概括了图状态，并且已经示出了对称超图状态允许校正相关错误。在本文中，它表明，对称超图状态是没有用的独立错误的纠正，至少高达30量子比特。此外，错误模型的保护量子比特的错误校正进行了探讨。一类已知的图形代码，这种情况下被推广到超图代码。
2018-02-23 quant-ph
All-optical correlated noisy channel and its application in recovering quantum coherence
本文提出一种基于四波混频的全光学关联噪声信道，使衰减与放大信道共享噪声，从而恢复连续变量系统中的量子相干性，并定量分析了相干态与双模压缩态的恢复效果及外部损耗的影响。
2023-12-22 quant-ph
Leveraging Correlated Decoding for Bias-Tailored Compass Codes
Duke University（杜克大学）
本文通过电路级模拟，在偏置噪声下使用相关最小权重完美匹配解码器，提高了Clifford变形罗盘码的阈值。
2026-05-26 quant-ph
Symmetry in Multi-Qubit Correlated Noise Errors Enhances Surface Code Thresholds
State Key Laboratory of Low Dimensional Quantum Physics, Department of Physics, Tsinghua University（清华大学物理系低维量子物理国家重点实验室）
研究多量子比特相关噪声误差对表面码阈值的影响，发现直线方向相关误差的对称性提高阈值，促进更稳健的量子电路设计。
2025-06-18 quant-ph
Quantum key distribution with setting-choice-independently correlated light sources
尽管量子密钥分发（QKD）在理论和实验上取得了巨大的进展，但现有的大多数QKD实现的安全性还没有得到严格的证明。一个关键的障碍是，几乎所有现有的安全证明都对QKD设备进行了理想的假设。问题是，这样的假设在实验中很难满足，因此如何将这样的安全性证明应用于实际的QKD系统并不明显。幸运的是，测量设备中的任何缺陷和安全漏洞都可以通过测量设备无关的QKD（MDI-QKD）完美地关闭，因此我们只需要考虑如何保护源设备。在源设备的缺陷中，发送脉冲之间的相关性是主要问题之一。在本文中，我们考虑了一个设置选择独立的相关（SCIC）框架，其中发送脉冲可以呈现任意的相关性，但它们是独立于先前的设置选择，如位，基础和强度设置。在SCIC框架下，我们考虑了发送态的相对相位和强度等主要涨落，为有限密钥体制下的容失QKD协议提供了一个完备的信息论安全性证明.我们证明了在发送合理数量的脉冲内进行安全量子通信的可行性，因此我们相信我们的工作是保证QKD实现安全性的关键一步。
2018-03-26 quant-ph
Mitigating cosmic ray-like correlated events with a modular quantum processor
本文提出利用模块化量子架构和定制纠错码缓解量子处理器中芯片级相关错误的方法。
2025-05-21 hep-ex quant-ph
Quantum Leakage from Shamir Sharing with Correlated Resources
本文研究Shamir秘密共享中相关资源导致的量子泄漏，证明在足够份额和混合条件下泄漏态迹距离指数小，并给出独立设备-参考对的最优指数基数，从而提供安全保证。
2026-11-05 quant-ph
Hamiltonian Formulation of Quantum Error Correction and Correlated Noise: The Effects Of Syndrome Extraction in the Long Time Limit
我们分析了量子计算机在相关环境中运行量子纠错码的长时间行为。从现实的噪声模型的哈密顿公式，并假设QEC确实是可能的，我们找到一个错误的路径和残留的退相干编码在减少密度矩阵的概率的正式表达式。具有非零门时间（"长门“）的系统通过使用噪声上界被包括在我们的分析中。为了引入量子比特的局部错误概率，我们假设信号通过环境的传播比QEC周期慢（超立方体假设）。这允许在广义自旋玻色子模型和量子阻挫模型的情况下进行显式计算。关键的结果是一个维度标准：如果相关性衰减得足够快，系统就会朝着随机误差模型演化，容错量子计算的阈值定理已经得到证明。另一方面，如果相关性衰减缓慢，则该阈值定理的传统证明不成立。这个量纲标准与量子相变理论中的标准有许多相似之处。
2008-07-11 cond-mat.stat-mech cs.IT math.IT
Superconducting qubit decoherence correlated with detected radiation events
Lawrence Livermore National Laboratory（劳伦斯利弗莫尔国家实验室）
该研究通过将超导量子比特与MKID阵列结合，实现实时检测辐射诱导的退相干，发现辐射事件与量子比特退相干相关，并为辐射影响研究和纠错算法改进提供基础。
2025-12-20 cond-mat.supr-con quant-ph
Correlated Charge Noise and Relaxation Errors in Superconducting Qubits
建造量子计算机的核心挑战是纠错。与仅对一种类型的错误敏感的经典位不同，量子位（“量子位”）对两种类型的错误敏感，对应于量子位状态关于$X$ -和$Z$ -方向的翻转。虽然海森堡不确定原理排除了对单个量子位上的$X$和$Z$翻转的同时监测，但可以将量子信息编码在纠缠量子位的大阵列中，从而能够精确监测系统中的所有错误，前提是错误率低。另一个关键要求是错误不能相互关联。在这里，我们描述了一个超导多量子比特电路，并发现电荷波动高度相关的长度尺度超过600~ $μ$ m;此外，离散的电荷跳跃伴随着一个强大的瞬态抑制量子比特能量弛豫时间在毫米级芯片。由此产生的相关误差解释的充电事件和声子介导的准粒子中毒与吸收的伽马射线和宇宙射线μ子在量子位基板。稳健的量子纠错将需要开发缓解策略，以保护多量子位阵列免受粒子碰撞引起的相关错误的影响。
2020-12-15 cond-mat.mes-hall quant-ph
Scaling of silicon spin qubits under correlated noise
RIKEN（理化学研究所）；Slovak Academy of Sciences, Institute of Physics（斯洛伐克科学院物理研究所）；QuTech and Kavli Institute of Nanoscience, Delft University of Technology（代尔夫特理工大学量子技术与纳米科学卡弗里研究所）；University of Basel（巴塞尔大学）
研究硅自旋量子比特在扩展中的噪声相关性，发现磁漂移和电荷噪声对量子纠错的影响，提出缓解策略以提升容错性能。
2026-03-03 cond-mat.mes-hall quant-ph
Position-correlated biphoton wavefront sensing for quantum adaptive imaging
本文提出位置关联双光子夏克-哈特曼波前传感方法，通过微透镜阵列后焦平面质心分布重建相位，实现单次拍摄的量子自适应成像，实验验证了抗塑料薄膜扰动能力。
2025-09-09 physics.optics quant-ph
Learning to Utilize Correlated Auxiliary Noise: A Possible Quantum Advantage
University of Waterloo（滑铁卢大学）；Perimeter Institute for Theoretical Physics（圆周理论物理研究所）；University of British Columbia（不列颠哥伦比亚大学）；Institute for Quantum Computing, University of Waterloo（滑铁卢大学量子计算研究所）
这份文件有两个信息。首先，我们证明了处理噪声数据的神经网络可以学习利用与数据上的噪声相关的辅助噪声。实际上，网络学习使用相关辅助噪声作为近似密钥来解密其噪声输入数据。其次，我们证明，对于这项任务，随着噪声的增加，缩放行为是这样的，未来的量子机器可能具有优势。特别地，去相干在环境中产生相关的辅助噪声。因此，新方法可以通过提供机器学习的量子纠错来帮助实现未来的量子机器。
2020-09-16 cs.LG quant-ph
Surface Code Threshold in the Presence of Correlated Errors
我们研究了存在由物理量子比特耦合到玻色子环境中引起的相关误差时表面码的保真度。通过将经过一个量子纠错周期后系统的时间演化映射到统计自旋模型上，我们证明了在热力学极限下，误差阈值的存在与统计模型中有序-无序相变的出现有关.这允许我们将误差阈值与浴参数和相关误差的空间范围相关联。
2013-01-09 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph
Experimental measurement-device-independent type quantum key distribution with flawed and correlated sources
实际设备与理论假设之间的差异严重威胁着量子密钥分发（QKD）的安全性。最近，一个重要的框架称为参考技术被提出来提供对任意源缺陷的安全性，在当前的技术下，如状态准备缺陷，由模式依赖引起的侧通道，特洛伊木马攻击和脉冲相关性。在这里，我们采用参考技术来证明一个有效的四相测量设备无关的QKD使用激光脉冲对潜在的源缺陷的安全性。我们提出了一个源缺陷的表征，并将它们连接到实验中，再加上对相干攻击的有限密钥分析。此外，我们证明了我们的协议的可行性，通过一个原理验证的实验实现，并实现了253 bps的安全密钥速率与20 dB的信道损耗。与已有的设备缺陷下的QKD协议相比，该协议在安全密钥速率和传输距离上都有较大的提高，在设备缺陷下安全QKD的实际应用中具有潜在的应用价值.
2022-10-27 cs.CR quant-ph
Berry's Phases for Arbitrary Spins Non-Linearly Coupled to External Fields. Application to the Entanglement of N > 2 Non-Correlated One-Half Spins
我们推导出一般公式，给出任意自旋的Berry相位，具有磁偶极和电四极耦合与外部时间相关的字段。我们假设有效E场和有效B场在量子周期中保持正交。这种温和的限制有许多优点。它提供了简单的对称性，导致选择规则和哈密顿参数和密度矩阵空间一致的S=1。这意味着Berry相和Aharonov-Anandan相的同一性，这在S>1时丢失。我们发现当自旋大于2时，Berry相位出现了新的特征.给出了S= 2，3，4时Berry相的显式数值结果。我们给出了非绝热修正的精确分析。如果选择具有布莱克曼脉冲形状的参数的时间导数，则满足绝热性的精度大大提高。这具有驯服可由线性斜坡产生的非绝热振荡校正的效果。对于实际的实验条件，非绝热修正可以保持在<0.1%。对于以E绕B的旋进角为唯一周期参数的量子周期，如果四极偶极耦合比取一个“魔”值，则角速度反转时的奇数修正可以完全抵消。通过相对于相反速度的相位的减法来抵消偶数。作为本文结果的一个可能的应用，我们提出了一种通过绝热循环实现N个非关联1/2自旋的完整纠缠的方法，该绝热循环由一个哈密顿量控制，该哈密顿量是总自旋算符S的非线性函数，S定义为N个自旋算符之和。对N=4和Sz=1的情形进行了显式处理，得到了最大纠缠.
2010-11-05 physics.atom-ph quant-ph
Temporally correlated quantum noise in driven quantum systems
针对驱动开放系统中被忽视的时间相关量子噪声，提出避免马尔可夫和场无关近似的量子主方程，可追踪衰减通道，并提升单量子比特门性能。
2024-10-24 cond-mat.mes-hall quant-ph
DGR: Tackling Drifted and Correlated Noise in Quantum Error Correction via Decoding Graph Re-weighting
Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；Carnegie Mellon University（卡内基梅隆大学）；Cornell University（康奈尔大学）；Arizona State University（亚利桑那州立大学）；University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校）；University of Chicago（芝加哥大学）
针对MWPM解码器在噪声漂移和相关错误下的性能瓶颈，提出无量子开销的解码图重加权策略DGR，通过统计匹配信息动态更新权重，显著降低逻辑错误率。
2024-04-22 cs.AR cs.ET cs.LG
Synchronous Detection of Cosmic Rays and Correlated Errors in Superconducting Qubit Arrays
本研究通过同步监测宇宙射线探测器与10个transmon量子比特，直接测量了宇宙射线引起的相关错误，发现其占此类事件的17%，并指出超导能隙工程等辐射加固手段对实现稳健量子纠错至关重要。
2024-02-05 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Derivation of the Redfield quantum master equation and corrections to it by the Bogoliubov method
根据N. N. Bogoliubov推导经典和量子非线性动力学方程的方法，我们给出了开放量子系统理论中广泛使用的Redfield量子线性主方程的另一种推导方法，以及对它的高阶修正，这种推导自然地考虑了由先前的系统-储层动力学产生的初始关联系统-储层状态。事实证明，在这种情况下，Redfield方程不需要任何修改。高阶修正量的表达式比用其它方法得到的表达式简单。
2021-08-06 math-ph math.MP quant-ph
