Quantum state redistribution based on a generalized decoupling
我们开发了一个简单的协议，一个一次性版本的量子态重新分配，这是最普遍的两端源编码问题。该协议是从完全量子反向香农和完全量子Slepian-Wolf问题的协议的组合简化，其时间反演对称性是显而易见的。当该协议应用于重分布状态具有张量幂结构的情况时，可以获得更多的自然资源率。
2008-09-24 quant-ph
Comparison of dynamical decoupling protocols for a nitrogen-vacancy center in diamond
我们对金刚石中氮空位中心的动力学退耦进行了详细的理论和实验研究。我们研究了DD序列应用于抑制耦合到由取代氮原子组成的自旋浴引起的NV中心的电子自旋的退相。研究了各种DD方案的解耦效率，包括周期和周期脉冲序列。对于理想的控制脉冲，我们发现，DD协议与Carr-Purcell-Meiboom-Gill（CPMG）的脉冲定时提供了最好的性能。我们发现，随着控制脉冲的数量的增加，去耦保真度标度定性不同的马格纳斯膨胀的预测，并解释了这种差异的起源。特别是，更高级的对称化或级联协议不会提高DD性能。接下来，我们调查的系统仪器脉冲误差在不同的周期性和非周期性脉冲序列的影响。单轴控制的DD协议在存在脉冲误差的情况下不能保留所有的自旋分量，并且需要双轴控制。我们证明了两个轴的控制序列与CPMG定时是非常强大的脉冲误差。脉冲误差的影响可以通过对称化该协议来进一步减小。对于这里研究的所有协议，我们提出了一个详细的帐户的脉冲误差参数，使最强的DD性能的影响。最后，我们给出了具体的建议，选择解耦协议的系统进行调查。
2012-02-02 cond-mat.mes-hall quant-ph
Faster Randomized Dynamical Decoupling
本文提出一种随机动力学解耦协议，仅用少量额外脉冲即可提升任意确定性DD协议性能，并证明其优于Uhrig DD等最优序列，通过新分析方法和数值模拟验证了显著优势。
2024-11-06 quant-ph
Towards generation of cat states in trapped ions set-ups via FAQUAD protocols and dynamical decoupling
许多粒子的强纠缠态（如猫态）的高保真生成是一个特别苛刻的挑战。一种方法是在一定的最终时间内尽可能精确地驱动系统，以避免产生不需要的激励。然而，激发也可以通过耗散效应的存在而产生，例如失相。在这里，我们比较了本地绝热和快速准绝热协议在实现高保真度的目标叠加态与无失相的有效性。特别是，我们认为被困离子设置中，每个自旋相互作用与所有其他的均匀耦合强度或幂律耦合。为了减轻失相的影响，我们补充绝热协议与动态解耦，我们测试其有效性。我们研究的协议可以很容易地实现与国家的最先进的技术。
2019-11-03 cond-mat.quant-gas quant-ph
Optimizing a Dynamical Decoupling Protocol for Solid-State Electronic Spin Ensembles in Diamond
我们证明了通过优化的动力学解耦（DD）的金刚石中的氮空位（NV）中心的致密系综的自旋相干时间的显着改善。冷却样品到$77$ K抑制纵向自旋弛豫$T_1$效应和DD微波脉冲被用来增加横向相干时间$T_2$从$\sim 0.7$ ms到$\sim 30$ ms。我们扩展以前的工作单轴（CPMG）DD对任意自旋状态的保存。脉冲和失谐误差的理论和实验表征后，我们比较各种DD协议的性能。我们确定，保持任意自旋状态的最佳控制方案是一个递归的协议，级联版本的XY 8脉冲序列。改善的自旋相干性可能对改善交流磁力测量的灵敏度产生直接影响。此外，该协议可以用于更密集的金刚石样品，以增加相干时间高达NV-NV相互作用时间尺度，这是朝着创建量子集体NV自旋态迈出的重要一步。
2015-07-14 quant-ph
Experimental realization of robust dynamical decoupling with bounded controls in a solid-state spin system
我们的实验证明了一个强大的动态解耦协议与有界控制使用长软脉冲，消除了传统的实现具有挑战性的要求强控制脉冲。该协议通过设计解耦传播子以经历耦合器组的欧拉循环来完成[Phys.Rev.Lett. 90，037901（2003）]。我们证明，这种欧拉解耦方案增加了两个数量级的相干时间在我们的实验中，无论是失相或普遍的噪声环境。
2016-09-21 quant-ph
Dynamical decoupling protocols with nuclear spin state selectivity
初始化核自旋的能力是量子计算和模拟以及磁共振光谱和成像中使用的许多协议的关键要求，核自旋通常即使在低温下也处于混合状态。然而，它仍然是一项具有挑战性的任务，通常涉及复杂和低效的协议，限制了随后操作的保真度或测量灵敏度。我们在这里介绍了一类动态核自旋状态选择（DNSS）协议，当应用到一个极化的电子自旋，如氮空位（NV）在金刚石中心，允许选定的混合物的核状态的地址。它的工作原理是将基本的本征态分裂成两个不同的对称性，这两个对称性取决于核自旋态，而与电子-核耦合强度无关。作为一个特定的例子，我们表明，DNSS是通过简单地引入一个失谐在共同的Carr-Purcell-Meiboom-Gill（CPMG）协议，其中的状态选择，然后控制脉冲间的间隔。这种方法在核寄存器的超高保真初始化、系综极化和核的单门操纵方面具有优势。
2018-09-29 quant-ph
Aperiodic dynamical decoupling sequences in presence of pulse errors
动态退耦合（DD）是保持量子位量子态的一种很有前途的工具。然而，控制脉冲中的小缺陷会严重影响解耦的保真度，并在很长一段时间内定性地改变受控系统的演化。利用解析和数值方法，我们从理论上研究了两个非周期DD序列的脉冲误差积累效应，Uhrig的DD（UDD）协议[G。S. Uhrig，Phys. Rev. Lett. { \bf 98}，100504（2007）]和二次DD（QDD）方案[J. R.韦斯特湾H. Fong和D. A. Lidar，Phys. Rev. Lett { \bf 104}，130501（2010）]。我们考虑使用硅中磷供体的电子自旋来实现这些序列，其中DD序列被应用于抑制供体自旋的退相。研究了不同自旋初态对退耦保真度的影响。我们详细研究了DD保真度的初始下降及其长期饱和。我们还证明了通过沿不同方向施加控制脉冲，QDD协议的性能可以得到显著改善，并解释了这种改善的原因。我们的研究结果可能是有用的未来实现的非周期性解耦协议，并为更好地理解量子控制自旋的错误的影响。
2011-01-12 quant-ph
Uniaxial dynamical decoupling for an open quantum system
动力学退耦合是抑制量子系统与环境退相干的一种积极有效的方法。与标称双轴DD相比，这项工作提出了一种单轴解耦协议，该协议需要显着减少的脉冲数和满足“魔术”条件的低得多的偏置场。我们表明这种单轴DD协议在许多实际感兴趣的模型系统中有效地工作，例如，杂散磁场中的自旋或原子玻色-爱因斯坦凝聚体（经典噪声），或者半导体量子点中的电子自旋耦合到核自旋（量子噪声）。它只需要一半数量的控制脉冲和低10-100倍的偏置场用于去耦，如在上述说明性示例中通常采用的那样，并且总体功效对于控制脉冲的旋转误差是鲁棒的。我们提出的单轴DD协议为量子计算和量子信息处理、量子精密测量和低场核磁共振中的相干控制提供了新的思路。
2018-11-27 quant-ph
Spin ensemble-based AC magnetometry using concatenated dynamical decoupling at low temperatures
金刚石中的氮空位（NV）中心系综被广泛用作交流磁力计。虽然这样的测量通常使用标准（XY）动态去耦（DD）协议在室温下进行，我们研究了通过利用各种DD协议实现的灵敏度，用于测量在10-250 kHz范围内的频率，在室温和77 K的交流磁场。通过对同位素纯的$^{12}$ C样品进行测量，我们发现Carr-Purcell-Meiboom-Gill（CPMG）方案对脉冲缺陷不鲁棒，对于磁力测定的效率低于鲁棒的XY序列。基于XY的标准协议的级联可以仅增强用于测量高频场的灵敏度，对于高频场，许多（$> 500$）DD脉冲是必要的，并且针对脉冲缺陷的鲁棒性是关键的。此外，我们表明，冷却是有效的，仅用于测量低频场（~10 kHz），实验时间approaches $T_1$在少量的应用DD脉冲。
2017-12-12 cond-mat.mes-hall quant-ph
Selective dynamical decoupling for quantum state transfer
离散量子网络间的态转移是量子信息处理的基本任务之一。其目的是将信息忠实地放置在网络中的特定位置。然而，所有的物理系统都有缺陷，这会严重限制传输保真度。我们提出了选择性动态解耦方案，能够稳定弯曲线性量子比特链模型上的不完美量子态传输协议。数值模拟结果验证了该方法的有效性。仿真结果表明，这些选择性动态解耦方案能够有效地抑制量子态传输协议中的错误。
2014-12-26 quant-ph
Dynamical-decoupling-protected nonadiabatic holonomic quantum computation
实现高保真度量子门的主要障碍是由于对量子系统的不精确操纵而产生的控制误差和由于量子系统与环境相互作用而引起的退相干。非绝热完整量子计算允许全几何量子门的高速实现，使得量子计算对控制误差具有鲁棒性。无论是集体退相干还是独立退相干，动态退耦合都为保护量子门免受环境诱导退相干的影响提供了一种有效的方法。本文提出了一个具有动力学解耦保护的非绝热完整量子计算方案。由于非绝热完整量子计算和动力学解耦的结合，我们的协议不仅具有对控制误差的内在鲁棒性，而且还保护量子门免受环境诱导的退相干。
2021-01-14 quant-ph
Method for decoupling error correction from privacy amplification
纠缠纯化为证明量子密钥分发方案的安全性提供了一个统一的框架。然而，到目前为止，CSS代码构造中的局部可扩展性约束意味着BB84的纠错和隐私放大过程没有完全解耦。在这里，我提供了一种方法来完全解耦这两个过程。该方法要求Alice和Bob共享一些初始秘密字符串，并使用它来使用一次性密码本加密来加密位翻转错误综合征。作为一个应用程序，我证明了无条件的安全性的交互式级联协议，提出了由Bullard和Salvail的纠错，修改的一次性密码本加密的错误综合征，然后由随机矩阵协议的隐私放大。这在计算能力和密钥生成速率方面都是有效的协议。
2002-01-08 quant-ph
One-shot decoupling
如果一个最初与另一个系统E相关的量子系统A经历了与E分离的演化，那么与E的相关性通常会降低。在这里，我们研究相关性（几乎）完全消失的条件，导致A与E解耦。我们给出了一个解耦的标准，在两个光滑熵，一个量化的数量A和E之间的初始相关性，和其他特征的映射，描述了A的演变。该准则适用于一般单次设置中的任意映射。此外，该准则对于满足一定自然条件的映射是紧的。解耦在物理学和信息论中都有许多应用，例如，作为量子信息处理协议的构建块。作为一个例子，我们给出了一个一次性的状态合并协议，并表明它是本质上最优的纠缠消耗/生产。
2014-05-13 quant-ph
Random coding exponents galore via decoupling
除了极少数例外，量子信息理论中缺少的一部分是为量子信息处理协议提供随机编码指数。我们补救的情况下，提供这些指数的各种协议，包括那些在家庭树的协议。我们的攻击线是提供一个指数界的解耦误差的限制类的完全正的地图，其中的一个关键项的指数是在一个Rényi α-信息理论量的任何α $\in$（1，2]。其中涵盖的协议是全量子Slepian-Wolf，量子态合并，量子态重新分配，量子/经典通信跨信道与边信息在发射机有或没有纠缠援助，和量子通信跨广播信道。
2015-09-29 cs.IT math.IT quant-ph
Effect of quasiperiodic and random noise on many-body dynamical decoupling protocols
对称性（及其自发破裂）可以用来保护和产生新的量子相，并导致有趣的集体现象。在参考文献1中，作者描述了一种通用的动态解耦（多重分形）协议，可用于在多体系统中设计多个离散对称性。目前的工作扩大了前通过研究准周期和随机噪声对这样的动力计划的影响。我们发现，工程对称发生器的松弛一般由以下过程进行：i）微观时间尺度上的初始松弛到其高度与噪声无关的预热平台，ii）具有噪声相关速率的线性松弛制度，然后是iii）仅存在于准周期噪声的慢对数松弛制度。我们收集这些制度的基本特征，通过缩放崩溃，并表明它们可以被解释为一般的频谱特性的各种噪声波形考虑。特别地，准周期噪声的特征在于具有模仿白噪声的噪声基底的高度时间相关的频谱，以及随着时间而变得更尖锐的峰值。我们认为，本底噪声和峰值有助于初始的线性时间松弛，而对数制度开始时，峰值变得足够好地解决，并停止有助于进一步放松。我们提供了数字证据来证明这些发现。
2022-09-16 cond-mat.mes-hall quant-ph
Randomized Dynamical Decoupling Strategies and Improved One-Way Key Rates for Quantum Cryptography
本文研究了量子纠错的各种方法。它分为两个部分。在第一部分中，动态解耦方法被认为是有抑制量子存储器中的残余缺陷的影响的任务。这种抑制是通过改变一个不完美的量子存储器的动力学的帮助下，一系列的本地幺正操作应用到qudits。然而到目前为止，这种解耦序列的操作已经被构造在一个确定性的方式，在这篇论文中开发的策略，从一个合适的集合中随机选择构建的操作。此外，它是调查，如果以及如何讨论的解耦策略可以用来保护量子计算上运行的量子存储器。论文的第二部分研究了量子纠错码和量子密钥分发协议。重点是BB84和6状态协议，在纠错和隐私放大步骤中仅使用单向通信。结果表明，通过添加额外的错误的初步密钥（一个过程称为嘈杂的预处理），然后使用结构化的块码，可以获得更高的安全密钥速率。对于BB84协议，它示出，迭代组合预处理导致甚至更高的增益。
2009-06-16 quant-ph
Precise high-fidelity electron-nuclear spin entangling gates in NV centers via hybrid dynamical decoupling sequences
固体中的色心，如金刚石中的氮空位中心，提供了受到良好保护和良好控制的局部电子自旋，可用于各种量子技术。此外，周围自旋核的长相干时间可以通过色心控制鲁棒的量子寄存器。我们设计了脉冲序列协议，驱动电子自旋产生强大的纠缠门与这些核记忆量子位。我们发现，相比单独使用Carr-Purcell-Meiboom-Gill（CPMG），Uhrig去耦序列和CPMG和Uhrig序列组成的混合协议提高了这些纠缠门的保真度，自旋控制范围和自旋选择性。我们提供的序列协议的解析表达式，也显示了我们的方法在金刚石中的氮空位中心的数值效果。我们的结果广泛适用于色心弱耦合到一个小数目的核自旋量子比特。
2020-08-08 cond-mat.mes-hall quant-ph
Dynamical decoupling of interacting spins through group factorization
本研究提出利用非预期哈密顿量的固有对称性，通过DD对称群的子群因子分解降低解耦序列复杂度、构建嵌套误差校正协议，复现了NMR经典序列并生成可抑制多种自旋相互作用的新型鲁棒短序列。
2025-10-01 quant-ph
Time-Invariant Discord in Dynamically Decoupled Systems
动态解耦协议是有效的量子纠错和油藏工程中最常用的工具之一。在本文中，我们研究的效果动态去耦脉冲的量子和经典相关的保存，以及它们的影响的有趣的现象的时不变的不和谐。我们研究两个量子比特经历本地退相欧姆类谱和动态解耦协议。我们研究了经典和量子关联的动力学和系统与环境之间的信息流行为之间的联系。最后，我们建立了一组必要条件，可以使用动态解耦技术创建时不变的不和谐。
2015-12-16 quant-ph
Pulsed Dynamical Decoupling for Fast and Robust Two-Qubit Gates on Trapped Ions
我们提出了一种脉冲动态解耦协议，作为两个微波驱动的囚禁离子超精细量子比特之间的可调，快速，鲁棒的量子相位门的发生器。该协议由一系列$π$脉冲组成，这些脉冲作用于沿外部施加的磁场梯度定向的离子。与现有方法相比，在我们的设计中，离子链的两种振动模式在外部微波驱动的影响下合作，以实现显着提高门速度。我们的计划是强大的对占主导地位的噪声源，这是错误的磁场和微波脉冲强度，以及运动加热，预测两个量子比特门以上的$99.9\%$在几十微秒的结晶度。
2018-05-09 quant-ph
A Quantum Dynamics Tutorial: Visualising Dynamical Decoupling Sequences on the Bloch Sphere
University of Exeter（埃克塞特大学）
本教程从实验视角出发，借助布洛赫球可视化动力学去耦序列的量子动力学，阐明相干时间定义，提供开放脚本以助力新研究者掌握该量子控制工具。
2026-08-12 quant-ph
Quantum Information Decoupling Beyond Finite Dimensions
The University of Tokyo（东京大学）
本文建立了适用于任意可分系统的量子信息解耦框架，推导了相关误差界，构造了无限维度解耦协议及量子态合并协议，证明了熵量操作解释的普适性。
2026-07-30 quant-ph
Random decoupling schemes for quantum dynamical control and error suppression
我们提出了一个一般的控制理论框架，用于构造和分析随机解耦方案，适用于任意有限维复合系统的量子动力学控制。其基本思想是根据群上的随机路径而不是确定性路径来设计控制传播算子。我们的随机解耦协议的性能特征，并确定控制方案，它们可以显着削弱时间尺度的要求相比，循环对应。可靠的量子计算的影响进行了讨论。
2005-11-12 quant-ph
Optimal State Merging Without Decoupling
我们通过采用最近发现的最佳纠缠蒸馏协议[Renes和Boileau，Phys.Rev.A. 73，032335（2008）]。最优性的证明仅依赖于直接在Alice和Bob之间建立足够的“幅度”和“相位”相关性，而不是将Alice与环境解耦的常用技术。这加强了量子纠错的直觉，即这两个相关性是两方量子信息处理中真正重要的。
2009-05-08 quant-ph
Interference-based universal decoupling and swapping for multimode bosonic systems
分束器操作广泛用于处理以玻色子模式编码的信息。然而，在混合量子系统中，在两个不同的玻色子模式之间实现可靠的分束器操作可能具有挑战性。如果没有分束器，一些基本操作，如解耦模式和模式之间的交换状态可能变得非常不平凡或根本不可行。在这项工作中，我们开发了新的基于干涉的协议，用于解耦和交换多模玻色子系统的选定模式，而不需要分束器。具体而言，对于一个给定的通用耦合器的特征在于由高斯酉过程，我们展示了如何解耦一个单一的模式或交换任何一对模式与一个恒定的深度序列的操作，同时保持耦合的其余系统。这些协议只需要多次使用给定的耦合器，与单模高斯幺正操作交织，从而实现对量子信息科学至关重要的操作的有效构建，例如高保真量子转换。我们的结果直接来自玻色子系统的基本物理性质，因此广泛适用于各种现有的平台。
2020-10-19 quant-ph
Dynamical decoupling and quantum error correction with SU(d) symmetries
University of Liège（列日大学）
本文提出一种基于李群表示理论的通用动态解耦框架，用于qudit系统，通过分析有限子群的不可约成分，系统识别解耦群，并应用于构建新的脉冲序列和量子纠错码。
2026-04-17 quant-ph
Noise-Adaptive Predictive Dynamical Decoupling
Sharjah Maritime Academy（沙迦海事学院）；Indian Institute of Technology Jodhpur（印度理工学院乔德普尔分校）；University of the Basque Country UPV/EHU（巴斯克大学）；IKERBASQUE, Basque Foundation for Science（伊卡巴萨奎，巴斯克科学基金会）；EHU Quantum Center（EHU量子中心）
提出一种结合机器学习预测的噪声自适应动力学去耦框架，通过预测短时相干演化并自适应施加控制脉冲，在非马尔可夫和非平稳噪声环境下显著优于传统周期去耦协议。
2026-06-16 quant-ph
Enhanced Convergence and Robust Performance of Randomized Dynamical Decoupling
我们证明了随机化在相干量子动力学控制中的优势。对于系统是随时间变化的或需要解耦周期涉及大量的操作，我们发现，简单的随机协议提供优越的收敛性和稳定性相比，确定性的同行。此外，我们展示了如何随机化总是允许在很长一段时间内超越纯确定性方案，包括组合和级联方法。确定性和随机设计之间的最佳插值的一般标准，提出并说明在显式解耦方案相关的量子信息存储。
2006-10-13 quant-ph
The information-theoretic costs of simulating quantum measurements
Winter的测量压缩定理是量子信息理论中最具洞察力的理论之一。除了对量子理论中的测量做出原创而深刻的陈述外，它还是QIT中其他几个通用协议的基础。在本文中，我们提供了一个完整的审查温特的测量压缩定理，详细的信息处理任务，给出理解它的例子，审查温特的可互换性证明，并详细介绍了一个新的方法，其单字母逆定理。我们证明了一个扩展的定理的情况下，发送者是不需要接收模拟测量的结果。普通随机性和经典通信的总成本可以降低这样的“非反馈”模拟，我们证明了一个单字母逆定理证明最优性。然后，我们回顾了Devetak-Winter定理的经典数据压缩与量子边信息，提供了新的证明，其可扩展性和逆部分。从那里，我们概述了一个新的协议，我们称之为“测量压缩与量子边信息”，我们两个人之前宣布在我们的工作在量子香农理论的三重权衡。这个协议有几个应用，包括它的一部分，在“经典辅助状态重新分配”协议，这是最通用的协议静态侧的量子信息理论树，和它的作用，在减少经典的通信成本的任务称为本地纯度蒸馏。我们还概述了测量压缩与量子边信息和最近的工作熵的不确定性关系中存在的量子存储器之间的连接。最后，我们证明了一个单字母定理的测量压缩与量子边信息时，发送方不需要获得测量结果的特征。
2012-09-18 cs.IT math.IT quant-ph
Quantum bath control with nuclear spin state selectivity via pulse-adjusted dynamical decoupling
动力学解耦（DD）是控制任意开放量子系统的有效方法。在量子自旋控制中，DD通常涉及一系列定时自旋翻转（$π$旋转），其被布置为平均或选择性地增强与环境的耦合。在实验上，自旋翻转中的错误不可避免地被引入，从而促使人们努力优化错误鲁棒DD。在这里，我们颠倒这个范式：通过在标准DD中引入特定的控制“误差”，即与完美的$π$旋转（脉冲调整）的小的恒定偏差，我们表明我们获得了保留DD的优点同时引入量子态读出和偏振转移的能力的协议。我们利用这种核量子态的选择性，在金刚石中的氮空位中心的合奏有效地极化的$^{13}$ C量子浴。基本的物理机制是通用的，并铺平了道路的系统工程的脉冲调整协议与核状态选择性的量子控制应用。
2019-04-01 quant-ph
Long-time electron spin storage via dynamical suppression of hyperfine-induced decoherence in a quantum dot
在量子点中，通过使电子经历合适的动态退耦序列，可以显著增加由核自旋环境引起的电子自旋退耦的相干时间。我们分析了高层次的解耦协议的性能，通过使用分析和精确的数值方法相结合，并特别注意大脉冲间延迟和长时间的动态，这是超出了标准的平均哈密顿理论描述的制度。我们证明，动态解耦可以保持有效的远远超出其正式域的适用性，并发现，利用级联设计的协议提供了最佳的性能，该系统在相关的参数范围内。在初始电子状态是已知的情况下，能够完全冻结退相干在很长一段时间的协议的构建和特征。还评估了系统和对照非理想性的影响，包括浴内偶极相互作用、磁场偏置和浴极化以及系统脉冲缺陷的影响。虽然小的偏置场和小的浴极化降低了去耦保真度，但增强的性能和时间调制来自于强的施加场和高极化。总体而言，我们发现，如果控制参数的相对误差不超过5%，解耦协议仍然可以延长相干时间高达两个数量级。
2008-01-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.other quant-ph
Heisenberg-limited metrology in the presence of non-Markovian noise with finite control rates
Center for Quantum Information and Control, University of New Mexico（新墨西哥大学量子信息与控制中心）；Department of Physics and Astronomy, University of New Mexico（新墨西哥大学物理与天文学系）
研究在有限控制速率非马尔可夫噪声下的海森堡极限计量学，通过建立与量子芝诺效应联系并扩展到无限维环境，划分三种构造类型，分析其性能，发现动态解耦协议在特定情况下有优势，数值模拟显示其改进作用可能超出微扰设置。
2026-07-15 quant-ph
Pulse-phase control for spectral disambiguation in quantum sensing protocols
我们提出了一种方法来识别虚假信号产生的有限宽度的脉冲在量子传感实验，并将其应用到最近提出的动态去耦序列准确的光谱解释。我们首先研究这些假共振的起源，并量化它们在涉及经典磁场测量的情况下的行为。在这里，我们表明，传感器的初始相位的变化，或等效地，去耦脉冲导致振荡的寄生信号强度，而真正的谐振保持不变。最后，我们将我们的结果扩展到量子制度的明确检测远程核自旋利用氮空位传感器在金刚石。
2016-09-27 quant-ph
Selective decoupling and Hamiltonian engineering in dipolar spin networks
我们提出了一个协议，选择性地去耦，再耦合，和工程师在介观偶极自旋网络的有效耦合。特别是，我们开发了一个多功能的协议，依赖于魔角旋转执行哈密顿工程。通过使用全局控制场结合局部致动器，例如位于核自旋网络附近的金刚石氮空位中心，可以实现对有效耦合的全局和局部控制。我们表明，由此产生的有效哈密顿量可以很好地理解内一个简单，直观的几何图片，并证实其有效性进行精确的数值模拟少体系统。我们的方法的应用是在新兴领域的二维室温量子模拟器在金刚石平台，以及偶极耦合极性分子网络。
2017-10-11 cond-mat.quant-gas quant-ph
Crosstalk-Robust Dynamical Decoupling for Bipartite-Topology Quantum Processors
提出一种修改动态解耦序列脉冲时序以抑制静态ZZ串扰的协议，在IBM超导量子设备上实现至少3倍保真度衰减率改进，并评估了不同耦合器架构的影响。
2025-06-22 quant-ph
Quantum Gates via Dynamical Decoupling of Central Qubit on IBMQ and 15NV Center in Diamond
Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH（亥姆霍兹柏林材料能源有限公司）；Freie Universität Berlin（柏林自由大学）
通过动态去耦技术在IBMQ和钻石15NV中心实现快速高保真的量子门，提供了一种通用的量子控制策略。
2026-02-19 cond-mat.other quant-ph
Dynamical decoupling efficiency versus quantum non-Markovianity
我们研究了非马尔可夫性与纯退相量子比特动态解耦协议有效性之间的关系。我们考虑一个确切的模型，其中失相产生由于玻色子环境的欧姆类的谱密度。这是参数化的欧姆参数通过改变，我们可以模拟马尔可夫和非马尔可夫环境。有趣的是，我们发现，工程的非马尔可夫环境是有害的效率的动态解耦方案，导致更差的一致性保持。我们发现，每个动态去耦脉冲反转的量子信息流，并在此基础上，我们调查动态去耦效率和水库谱密度之间的联系。最后，在油藏工程的精神，我们研究了最佳的系统，油藏参数，以实现最大的静态凝聚力。
2015-12-16 quant-ph
Decoupling Nuclear Spins via Interaction-Induced Freezing in Nitrogen Vacancy Centers in Diamond
本文提出一种通过以不等拉比频率同时驱动电子与核自旋来实现NV中心核自旋冻结的协议，有效隔离电磁噪声并抑制量子关联，从而延长核自旋量子存储器的存储时间。
2023-02-02 quant-ph
Unification of Random Dynamical Decoupling and the Quantum Zeno Effect
周期性的确定性的bang-bang动力学解耦和量子芝诺效应是从相同的物理机制中产生的。这两个概念都是基于周期的强烈和频繁的踢挑起细分的希尔伯特空间成独立的子空间。然而，以前的统一结果没有捕捉到的情况下，随机bang-bang动态解耦，这可能是有利的确定性的情况下，但具有固有的非循环结构。在这里，我们建立了随机动力学解耦和量子芝诺效应之间的对应关系，通过调查随机解耦演化的平均值。该协议是量子芝诺动力学的表现，并导致一个单一的浴演变。通过提供一个框架，我们称之为公平性的系统和浴，我们表明，随机动态解耦下的系统动力学收敛到一个单一的解耦误差，其特征在于依赖于收敛速度的芝诺极限。这揭示了随机动力学解耦和量子芝诺效应的统一。
2022-08-04 quant-ph
Ultimate-rate quantum repeaters for quantum communications
针对量子通信速率受传输距离限制的问题，论文提出可实现量子中继器网络极限端到端速率的物理中继设计，同时给出具备近期实际应用潜力的实用化中继方案，助力突破无中继量子通信的速率-距离极限。
2023-06-15 quant-ph
Multi-qubit Dynamical Decoupling for Enhanced Crosstalk Suppression
针对多量子比特系统中的退相干错误及静态与驱动相干串扰问题，提出一种新型交错动力学解耦协议，在IBM Quantum超导处理器上实验验证，相比标准DD序列分别将电路保真度提升19.7%和8.5%。
2024-08-25 quant-ph
Single-bit Feedback and Quantum Dynamical Decoupling
在受到不需要的幺正或非幺正动力学影响的目标系统中合成有效的身份演化是量子控制和量子信息处理应用的基本任务。在这里，我们研究如何单比特，离散时间的反馈能力，可以利用制定或增强量子程序，有效地抑制不必要的动力学在有限维开放量子系统。给出了任意演化时间下可由单比特反馈校正的联合酉传播子的显式特征。对于一个二维目标系统，我们展示了如何通过适当地结合量子反馈与动态解耦方法，级联反馈解耦方案可以建立，它可以在放松的控制假设下运行，可以优于纯闭环和开环协议。
2006-09-21 quant-ph
On the Security of Password-Authenticated Quantum Key Exchange
受量子密钥分发（QKD）协议的启发，本文研究了无条件安全的密码认证量子密钥交换（quantum PAKE）协议的可验证性，其中的认证是通过人类记忆的密码来实现的。我们首先展示了一系列不可能的结果，禁止实现非常强的安全性，留下了实现较弱安全概念的可行性。然后，我们通过提出一种量子PAKE的构造来积极回答这个开放性问题，该构造可证明在基于模拟的模型中实现永久安全性。持久安全是Müller-Quade和Unruh在2007年提出的一个安全概念，它意味着协议执行后的无条件安全，并且只在协议执行期间减少对手的计算能力，这对于现在的实际用例来说似乎是一个相当合理的假设。
2019-05-29 cs.CR quant-ph
Qudit Dynamical Decoupling on a Superconducting Quantum Processor
本文针对多能级量子位系统易退相干的问题，基于海森堡-魏尔群提出动态解耦协议，在超导处理器上实验验证了其能有效抑制退相干和交叉克尔耦合，显著提升贝尔态保真度，为可扩展量子计算铺路。
2024-07-05 quant-ph
Coherence-protected Quantum Gate by Continuous Dynamical Decoupling in Diamond
为了实现可靠的量子信息处理，必须保护量子门和量子比特不受退相干的影响。在氮空位系统中，我们用连续波动力学解耦方法，不仅使相干时间延长了约20倍，而且在控制时间内对量子门起到了保护作用。该协议既保留了延长相干时间的优点，又易于与量子逻辑任务相结合。它有望在量子控制持续时间远远超过退相时间的任务中发挥作用。
2012-05-07 quant-ph
The decoupling approach to quantum information theory
量子信息理论研究物理定律对信息处理任务（如数据压缩和噪声信道上的数据传输）的基本限制。这篇论文提出了一般的技术，使人们能够解决许多基本问题的量子信息理论在一个统一的框架。本论文的中心定理证明了一个协议的存在，该协议通过一个任意的噪声量子信道传输部分已知的量子数据。除了这个问题的内在兴趣之外，这个定理还有几个量子信息理论的中心定理作为直接推论。接下来的章节利用这个定理证明了另外两种类型的量子信道，即量子广播信道和在发送端带有边信息的量子信道的新协议的存在性。这些协议还涉及发送量子信息部分已知的接收器与一个单一的使用的信道，并作为推论纠缠辅助和无辅助渐近编码定理。在这两种情况下，纠缠辅助的渐近版本可以被认为是这些问题的经典版本的最佳编码定理的量子版本。最后一章讨论一种称为锁定的纯量子现象。我们证明，它是可能的编码成一个量子态的经典消息，这样，通过删除一个子系统的对数大小相对于其总大小，没有测量可以有显着的相关性的消息。因此，该消息被一个椭圆形大小的密钥“锁定”。本文提出了第一个锁定协议，成功的标准是消息的联合分布和测量结果之间的跟踪距离和它们的边际的乘积足够小。
2010-04-09 quant-ph
Universal dynamical decoupling of a single solid-state spin from a spin bath
控制单个量子系统与其环境的相互作用是量子科学和技术中的一个基本挑战。通过双轴动力学解耦，我们戏剧性地抑制了金刚石中单个自旋与周围自旋池的耦合。通过量子过程层析成像验证了对任意量子态的相干性。由此产生的相干时间增强被发现遵循一般缩放与去耦脉冲的数量。对于高达136个脉冲的去耦作用没有观察到限制，与自旋回波相比，相干时间增强了25倍以上。这些结果揭示了实验量子科学的新制度，并允许克服实施量子信息协议的主要障碍。
2010-10-21 cond-mat.mes-hall quant-ph
Randomized Dynamical Decoupling Techniques for Coherent Quantum Control
在量子控制和量子信息处理中，对能够精确操纵量子动力学的策略的需求是普遍存在的。我们研究了两种情况下，随机动态解耦技术变得更加有利，相对于标准的确定性方法在关闭不必要的动态演化在一个封闭的量子系统：当处理解耦周期，涉及大量的控制动作和/或当寻求长时间的量子信息存储。高效的混合解耦方案，结合确定性和随机性的功能进行了讨论，以及依次实施级联的方法，在短时间内应用的好处，其次是一个混合协议，在较长的时间。一个量子寄存器组成的自旋1/2粒子链通过海森堡相互作用的相互作用被用作整个分析的模型。
2006-10-13 quant-ph
Adiabatic Dynamical-Decoupling Based Control of Nuclear Spin Registers
使用围绕电子自旋量子比特的核自旋作为量子寄存器和长寿命存储器，为量子信息和生物传感的新应用开辟了道路。因此，需要对核登记册实行通用和强有力的控制。尽管绝热门广泛应用于量子信息中，但它们可能变得太慢而无法超过退相干。在这里，我们介绍一种技术，通过该技术，绝热门由同时扩展相干性的动态去耦协议产生。我们说明了这种基于脉冲的绝热控制核自旋周围的NV中心的钻石。我们从Landau-Zener理论得到了一个封闭形式的表达式，并表明它可靠地描述了动力学。通过识别强大的Floquet状态，我们表明，该技术使核自旋的极化，一次性翻转和状态存储。这些结果介绍了一种新的控制范式，结合动态解耦与绝热演化。
2021-07-05 quant-ph
Continuous dynamical decoupling and decoherence-free subspaces for qubits with tunable interaction
保护量子态不受环境的退相干影响对于量子计算器件和量子模拟器的发展具有重要意义。在这里，我们介绍了一个连续的动态解耦协议，使我们能够保护两个量子比特之间的纠缠门操作的环境噪声。我们提出了一个简单的模型，该模型涉及两个量子位，它们彼此相互作用，其强度取决于它们的相互距离，并在它们之间产生纠缠，以及与环境的接触。环境的性质，也就是说，它是否充当量子位的个人或公共浴池，也由量子位的有效距离控制。结果表明，引入的连续动态解耦方案在保护纠缠操作方面效果良好。此外，在某些情况下，量子比特的动力学自然地将它们引导到无退相干的子空间中，该子空间可以用于补充连续动力学解耦。
2019-04-09 quant-ph
Quantum-Error-Mitigated Detectable Byzantine Agreement with Dynamical Decoupling for Distributed Quantum Computing
本研究针对分布式量子计算的对抗性共识难题，为QBA协议融合T-REx与DD错误缓解技术，结合NISQ设备与类QKD验证机制，经IBM量子设备测试验证了有效性，为NISQ时代量子共识系统提供了可行的加固方案。
2023-11-06 cs.AR cs.DC quant-ph
Twinned Dynamical Decoupling
Sofia University（索非亚大学）
针对脉冲面积误差，提出孪生动态解耦（TDD）序列族T2n，通过π相位反转消除共模误差，并优化相位抑制失谐误差，在超导量子比特上验证了增强的鲁棒性。
2026-09-17 quant-ph
Practical Noise Mitigation for Quantum Annealing via Dynamical Decoupling: Toward Industry-Relevant Optimization using Trapped Ions
University of Trento（特伦托大学）；INFN-TIFPA, Trento Institute for Fundamental Physics and Applications（意大利国家核物理研究所-特伦托基础物理与应用研究所）；Department of Electrical Engineering and Computer Science, University of Siegen（锡根大学电气与计算机工程系）；eleQtron GmbH（eleQtron有限公司）
本文提出通过动态解耦脉冲抑制量子退火中的噪声，提升退火保真度，适用于工业相关优化问题。
2026-01-26 quant-ph
