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
Experimental demonstration of single-site addressability in a two-dimensional optical lattice
我们证明了在一个二维光晶格与600 nm的晶格间距单网站寻址能力。在晶格势中加载玻色-爱因斯坦凝聚体后，我们使用聚焦电子束从选定的位置去除原子。随后通过扫描电子显微镜对图案化结构成像。这种技术使我们能够创造任意模式的介观原子系综。我们发现，图案是非常稳定的隧道扩散。这种微工程量子气体在量子模拟、量子光学和中性原子的量子信息处理中是一种多用途的资源。
2009-10-13 cond-mat.other quant-ph
Probing quantum fluctuation theorems in engineered reservoirs
涨落定理是随机热力学的核心，因为它们允许量化单个轨迹的不可逆性。虽然它们已经在经典体系中得到了实验验证，但在量子开放系统框架中的实际演示仍然存在。在这里，我们提出了一个现实的平台，探测波动定理的量子制度。它是基于一个有效的两级系统耦合到一个工程水库，使发射和吸收的光子系统的检测。当系统被相干驱动时，证明了熵产生中的可测量的量子分量。我们量化的错误，由于光子检测效率低下，并表明，丢失的信息可以有效地纠正，仅基于检测到的事件。我们的研究结果为物理系统的量子特性如何影响其热力学演化提供了新的见解。
2017-02-22 cond-mat.stat-mech 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 Lossy Linear Transformations and Two-Photon Interference on a Photonic Chip
该研究在基于奇异值分解设计的光子芯片上，利用辅助波导的工程化损耗实现纠缠光子空间关联从聚束到反聚束的调控，还观测到损耗通道内的光子符合事件，为量子光子集成芯片设计提供参考。
2024-04-09 physics.optics quant-ph
Enhancing quantum transport in a photonic network using controllable decoherence
量子尺度上的传输现象出现在各种系统中，从光合复合物到工程量子设备。有人预测，量子输运的效率可以通过系统和噪声环境之间的动态相互作用来提高。我们报告的第一个实验演示这样的环境辅助量子传输，使用工程网络的激光写入波导，相对能量和波导间耦合量身定制，以产生所需的哈密顿量。可控退相干是通过加宽输入照明的带宽来模拟的，相对于窄带情况，传输效率显著增加。我们表明，集成光学是适合于模拟特定的目标哈密顿以及开放量子系统可控的损失和退相干。
2015-04-23 quant-ph
Programmable frequency-bin quantum states in a nano-engineered silicon device
光子量子比特在光网络中传输时应具有片上可控性和抗噪性，以满足实际应用的需要。此外，量子比特源应该是可编程的，并且具有高亮度，以便对量子算法有用，并赋予对损失的弹性。然而，广泛的编码方案仅组合这些属性中的至多两个。在这里，我们克服了这一障碍，展示了一个可编程的硅纳米光子芯片产生的频率箱纠缠光子，编码方案兼容的远程传输通过光链路。发射的量子态可以使用现有的电信组件来操纵，包括可以集成在硅光子学中的有源器件。作为演示，我们展示了我们的芯片可以被编程来生成两个量子比特系统的四个计算基态和四个最大纠缠贝尔态。我们的器件结合了片上状态可重构性和密集集成的所有关键特性，同时确保高亮度、保真度和纯度。
2022-12-26 physics.optics 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
Heralded Generation of Ultrafast Single Photons in Pure Quantum States
我们提出了一个实验演示的预示单光子准备在纯量子态从参数下转换源。它表明，通过控制的模式结构的光子对发射，可以产生对可分解的状态，从而消除了需要在多源干涉计划的光谱滤波器。在两个独立的光谱工程源中产生了难以区分的预示光子，并且通过在没有光谱滤光片的情况下在94.4%的原始可见度下在它们之间进行Hong-Ou-Mandel干涉，测得它们的纯度超过95%。
2007-11-07 quant-ph
Demonstration of Hong-Ou-Mandel interference in an LNOI directional coupler
本研究在自主设计制备的绝缘体上铌酸锂（LNOI）定向耦合器中，实现电信波长单光子的Hong-Ou-Mandel干涉，测得原始可见度为(93.5±0.7)%，为LNOI平台的复杂量子实验奠定基础。
2022-12-23 physics.optics quant-ph
General many-body entanglement swapping protocol: opportunities for distributed quantum computing
Tampere University（坦佩雷大学）；Helsinki Institute of Physics（赫尔辛基物理研究所）；Aalto University（阿尔托大学）
本文提出了一种通用多体纠缠交换协议，通过任意划分实现多体状态共享，提高了保真度并消除了后选择需求，为分布式量子计算提供了新方法。
2026-01-26 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph
Nagaoka ferromagnetism observed in a quantum dot plaquette
工程化的、高度可控的量子系统有望成为超越经典计算机能力的新兴物理学模拟器。多体物理学中的一个重要问题是巡回磁性，它纯粹源于自由电子的长程相互作用，并且它在真实系统中的存在已经争论了几十年。在这里，我们使用一个量子模拟器组成的四个网站的量子点的正方形格子，以证明长冈铁磁性。这种形式的巡回磁性已经在理论上进行了严格的研究，但在实验中仍然无法实现。我们加载的plaquette与三个电子，并通过成对测量自旋证明了自发铁磁相关的预测出现。我们发现铁磁基态对在位势中的工程无序具有显著的鲁棒性，并且可以通过将元格拓扑结构改变为开链来诱导向低自旋态的转变。长冈铁磁性的演示突出表明，量子模拟器可以用于研究以前在任何系统中都没有观察到的物理现象。这项工作也构成了相关电子系统的大规模量子点模拟器的重要一步。
2020-03-05 cond-mat.mes-hall quant-ph
Engineered 2D Ising interactions on a trapped-ion quantum simulator with hundreds of spins
长程量子自旋关联的存在是凝聚态系统中各种物理现象的基础，可能包括高温超导性。然而，奇异强关联自旋系统的许多性质（例如，自旋液体）已经证明很难研究，部分原因是涉及N体纠缠计算对于N~30个粒子就变得很难。费曼推测，量子模拟器--一种使用量子粒子（量子比特）构建的特殊用途“模拟”处理器--天生就擅长解决这类问题。在量子磁学的背景下，一些实验已经证明了这种方法的可行性。然而，量子磁性的模拟允许控制，可调的自旋之间的相互作用定位在2D和3D晶格上的几十个量子比特尚未得到证明，部分原因是实现大规模量子比特阵列的技术挑战。在这里，我们证明了一个可变范围的伊辛型自旋自旋相互作用J_ij上的数百个自旋1/2粒子（9 Be+离子存储在一个潘宁陷阱），计算相关的规模超过一个数量级大于现有的实验自然发生的二维三角晶格。我们证明了自旋相关的光偶极力可以产生反铁磁相互作用J_ij ~ 1/d_ij^a，其中a在0<a<3范围内可调，d_ij是自旋对之间的距离.这些幂律在物理上对应于无限程（a=0）、类库仑（a=1）、双极-偶极（a=2）和偶极-偶极（a=3）耦合。在实验上，我们证明了0.05<a<1.4与理论的良好一致性。这个演示再加上高自旋计数，出色的量子控制和低技术复杂性的潘宁陷阱带来了在量子磁学有趣的，否则计算棘手的问题触手可及的模拟。
2012-04-25 cond-mat.str-el physics.comp-ph quant-ph
Toward Spectral Engineering of Squeezed Light in High-Gain PDC
Friedrich Schiller University Jena（耶拿弗里德里希·席勒大学）；Institute of Applied Physics, Abbe Center of Photonics（应用物理研究所，阿贝光子学中心）；Heinz Nixdorf Institute, Paderborn University（帕德博恩大学海因茨·诺伊多夫研究所）；Department of Electrical Engineering and Information Technology, Paderborn University（帕德博恩大学电气与信息技术系）；Institute for Photonic Quantum Systems (PhoQS), Paderborn University（帕德博恩大学光子量子系统研究所（PhoQS））；Fraunhofer Institute for Applied Optics and Precision Engineering IOF（弗劳恩霍夫应用光学和精密工程研究所 IOF）
研究通过色散工程和高增益参数下转换优化压缩光的光谱-模式结构，以提升其在量子应用中的性能。
2026-01-14 quant-ph
High-dimensional time-frequency entanglement in a singly-filtered biphoton frequency comb
提出并生成单滤波高维双光子频率梳，验证其时频纠缠，并在10公里光纤中分发，时间箱维度至少达168，助力高效量子信息处理与高容量网络。
2023-09-12 quant-ph
Ultra-Short Pulse Biphoton Source in Lithium Niobate Nanophotonics at 2$\textμ$m
本文在色散工程化的周期性极化铌酸锂纳米光子学中演示了中心波长2.09 μm、带宽17 THz、亮度8.8 GHz/mW的飞秒双光子源，为可扩展超快量子信息处理开辟了新路径。
2024-06-10 physics.optics quant-ph
High-speed photonic crystal modulator with non-volatile memory via structurally-engineered strain concentration in a piezo-MEMS platform
本文提出一种基于压电应变光子晶体腔的电光调制器，通过结构工程应变集中实现高速、低功耗及非易失性调谐，dT/dV与致动器长度成正比，实验验证了5 GHz连续调谐和8 GHz非易失偏移，适用于量子与经典光学应用。
2023-10-13 physics.app-ph physics.comp-ph physics.optics
Efficient High-Dimensional Entangled State Analyzer with Linear Optics
本研究提出一种基于线性光学和低复杂度辅助态的高维纠缠态分析仪，显著降低辅助态纠缠度，提升鲁棒性，并可在当前硬件上实现高保真度实验演示。
2025-04-14 physics.optics quant-ph
Quantum Computation and Simulation using Fermion-Pair Registers
提出基于量子气体显微镜中费米子对寄存器的量子计算与模拟方案，通过调控跃迁和 Feshbach 相互作用实现通用门组与二维 Ising 哈密顿量模拟，并给出样本高效的经典影子过程层析表征协议。
2023-06-06 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el physics.atom-ph
Signal amplification in a solid-state quantum sensor via asymmetric time-reversal of many-body dynamics
本研究在高密度NV中心固态室温量子传感器中，通过量子化轴动力学调控与Floquet工程构建时间反演双轴扭曲相互作用，实现多体信号放大，发现最优放大对应反向演化时间为正向两倍的规律，揭示其时间反演镜像对称机制，推动实用纠缠增强量子传感发展。
2025-03-18 cond-mat.dis-nn quant-ph
Multiplexed quantum transport using commercial off-the-shelf CMOS at sub-kelvin temperatures
量子信息处理的持续进步已经引起了研究范式的转变，从主要集中在测试量子力学的现实性到工程量子比特设备与实际量子计算所需的数字。向大规模固态系统扩展的主要挑战之一是在亚开尔文温度下运行的低温恒温器中存在的有限输入/输出（I/O）连接器，这些连接器需要以高保真度执行量子逻辑。这种互连瓶颈同样存在于设备制造-测量周期中，这需要高吞吐量和低温表征来开发量子处理器。在这里，我们多重量子输运的二维电子气体在亚开尔文温度。我们使用商业现成的CMOS多路复用器，以实现一个数量级的增加线的数量。利用这种技术，我们将在工业CMOS工厂中制造的300 mm外延晶片推进到（3.9 $\pm$ 0.6）$\times$ 10 $^5$ cm $^2$ \slash Vs的创纪录电子迁移率和（6.9 $\pm$ 0.4）$\times$ 10 $^{10}$ cm $^{-2}$的渗透密度，这代表了迈向大型硅量子位阵列的关键一步。我们设想，该演示将激发量子信息低温电子学的发展，并且由于组装简单，成本低，但多功能性，我们预计类似的低温CMOS电路将广泛用于高通量量子测量和量子工程系统的控制。
2019-07-26 cond-mat.mes-hall quant-ph
