Experimental demonstration of selective quantum process tomography on an NMR quantum information processor
我们提出了第一个NMR实施方案的选择性和有效的量子过程层析成像没有辅助。我们推广这个计划，使它可以有效地实现只使用一组测量涉及产品运营商。该方法允许我们估计的任何元素的量子过程矩阵所需的精度，提供了一组量子态可以有效地制备。与标准的选择性和有效的量子过程层析成像相比，我们的改进技术需要更少的实验资源，因为它利用NMR测量的特殊性质，允许我们通过一组限制性的子系统测量来计算过程矩阵的特定元素。为了证明我们方案的有效性，我们实验性地对对应于“无操作”的过程进行层析成像，控制非门（CNOT）和控制阿达玛门在双量子位NMR量子信息处理器上的应用。
2018-02-08 quant-ph
Entanglement detection on an NMR quantum information processor using random local measurements
随机局域测量最近被提出来构建纠缠证人，从而检测存在的两体纠缠。我们在一个双量子位NMR量子信息处理器上实验证明了这种方案的有效性。我们证明了一组三个随机的本地测量足以检测一般的两量子比特态的纠缠。我们实验产生了不同纠缠量的态，并表明该方案能够清楚地见证纠缠。我们执行完整的量子态层析成像的每个状态和计算状态保真度，以验证我们的结果。此外，我们扩展了以前的结果，并进行了模拟，使用随机本地测量，以最佳地检测在混合系统中的$2\otimes 3$维数的二分纠缠。
2016-10-08 quant-ph
Implementation for Solving Random Satisfiability Problems through CNOT-based circuits in a NMR Quantum Processor
给出了用多量子位控制非门和非门等基本逻辑门构造随机\QTR{it}{satisfiability}（SAT）量子线路的一般方法。这些电路的大小几乎与SAT公式的大小相同。此外，一个并行化方案，以解决随机SAT问题，有效地通过这些量子线路在\QTR{it}{nuclear magnetic resonance}（NMR）系综量子计算。该方案利用真正的混合态而不是伪纯态作为输入态，并结合NMR谱的拓扑性质，以并行的方式识别SAT问题的解。该方案对几个典型的SAT问题进行了实验验证，取得了良好的性能。
2003-08-25 quant-ph
Experimental Implementation of Discrete Time Quantum Random Walk on an NMR Quantum Information Processor
本文提出了一种利用三量子比特液态核磁共振（NMR）量子信息处理器（QIP）在正方形上实现离散时间量子行走的实验方法。相反，它的经典对应，我们观察到完全干涉后，一定的步骤和周期性的演变。完整的状态断层扫描已被执行的八个步骤，使一个完整的时期。结果与预期的状态具有极高的保真度，并清楚地显示了量子干涉在行走中的影响。我们还显示和讨论的重要性，选择一个分子与自然的哈密顿很适合NMR QIP通过实施相同的算法上的第二个分子。最后，我们通过实验证明了每一步后的退相干使量子行走的统计趋于经典随机行走的统计。
2005-07-28 quant-ph
Hybrid scheme for factorization: Factoring 551 using a 3-qubit NMR quantum adiabatic processor
量子处理器在许多计算任务（包括因子分解）上可能优于经典处理器。电路方法以及绝热方法已经被提出并实现，用于找到给定合数的因子。将其扩展到更大数量的主要挑战是无法获得大量量子位。在这里，我们提出了一个混合方案，涉及经典和量子计算，这减少了因子分解所需的量子位数。经典部分涉及建立和部分简化一组逐位因子分解方程，量子部分涉及使用量子绝热过程求解这些耦合方程。我们使用三量子位NMR量子寄存器通过分解551来演示混合方案。
2016-11-16 quant-ph
Realization of Fredkin Gate by Three Transition Pulses in NMR Quantum Information Processor
三量子位条件交换门（Fredkin gate）是一种通用门，可用于创建任何逻辑电路，并且有许多直接用途。本文在丙氨酸溶液中实验实现了只有三个跃迁脉冲的Fredkin门。目前还没有用较少的脉冲实现Fredkin门的实验报道。此外，我们的方案结构简单，易于在实验中实现。
2002-04-19 quant-ph
Experimental realization of post-selected weak measurements on an NMR quantum processor
后选择实验结果的能力是一个有用的理论概念和实验工具。在弱测量的背景下，后选择可以导致令人惊讶的结果，例如特征值范围之外的复杂弱值。通常后选择是通过投影测量来实现的，这在NMR等系综系统中很难实现。我们展示了在NMR量子信息处理器上进行后选择弱测量的第一个实验。我们的设置是用于测量复杂的弱值和弱值的范围外的特征值。解决系综量子计算机中后选择问题的方案是通用的，可以应用于任何基于电路的实现。该实验为研究和利用投影测量难以实验实现的系统中的后选择和弱测量铺平了道路。
2014-06-06 quant-ph
Experimental simulation of anyonic fractional statistics with an NMR quantum information processor
任意子具有奇异的统计特性，分数统计，不同于玻色子和费米子。它们可以作为某些哈密顿模型的激励而产生。在这里，我们提出了一个实验演示的任意分数统计模拟一个版本的Kitaev自旋晶格模型提出的Han等人[Phys. Rev.Lett. 98，150404（2007）]，使用NMR量子信息处理器。我们利用一个7量子比特的系统制备一个6量子比特的伪纯态，实现了基态的制备，实现了任意子的操纵，包括任意子的产生、编织和融合。观察到任意子编织态和非任意子编织态之间存在$π/2\times 2$相位差，这相当于两次连续的粒子交换。这与费米子和玻色子在两次连续粒子交换后的$π\times 2$和$2π\times 2$相不同，与任意子的分数统计相一致。
2012-10-17 quant-ph
Characterization of complex quantum dynamics with a scalable NMR information processor
我们目前的实验结果对比系统动力学下使用核磁共振量子信息处理器的保真度衰减的测量。测量是通过在只有一个量子比特的确定性量子计算模型中实现可扩展电路来进行的。结果表明，定期和复杂的行为和复杂的动态之间的可测量的差异是忠实于预期的理论衰减率。此外，我们说明了如何实验方法可以被看作是一种有效的方法，无论是提取粗粒度的信息动态的一个大系统，或测量的退相干率从工程环境。
2006-02-13 quant-ph
Experimental Classification of Entanglement in Arbitrary Three-Qubit States on an NMR Quantum Information Processor
我们在核磁共振量子信息处理器上对任意三比特纯量子态中的纠缠进行了实验检测。只有四个观测量的测量，足以区分实验上的六类状态下是不等价的随机本地操作和经典通信（SLOCC）。实验实现是通过将所需的可观测量映射到单个量子位的Pauli $z$ -算子上来实现的，该量子位可直接进行测量。该检测方案适用于已知的纠缠态以及使用通用方案随机生成的状态，该通用方案可以构建所有可能的三量子比特状态。结果证实，通过直接全量子态层析成像以及通过负性计算和比较表明，该协议确实是成功地检测三方纠缠，而不需要任何{ \it先验}信息的状态。
2018-05-07 quant-ph
Experimental realization of quantum non-Markovianity through the convex mixing of Pauli semigroups on an NMR quantum processor
本研究在NMR量子处理器上利用含两个辅助量子比特的算法，实验探究Pauli半群的凸组合动力学映射的马尔可夫性，证实双半群混合映射恒为非马尔可夫，测定了三半群混合的三种情况的性质，结果与理论一致。
2024-04-26 quant-ph
Simulating open quantum dynamics on an NMR quantum processor using the Sz.-Nagy dilation algorithm
本研究在NMR量子处理器上实验实现Sz.-Nagy膨胀算法，用单辅助量子比特模拟开放量子动力学，并通过凸优化量子过程层析验证模拟质量。
2022-01-19 quant-ph
Ground and excited state energy calculations of the H2 molecule using a variational quantum eigensolver algorithm on an NMR quantum simulator
本文在NMR量子处理器上实验实现了变分量子本征求解器与变分量子紧缩算法，分别计算H2分子的基态和激发态能量，并首次证明单个NMR量子比特即可达到所需精度。
2024-07-01 quant-ph
Direct tomography of quantum states and processes via weak measurements of Pauli spin operators on an NMR quantum processor
本研究提出基于弱测量的高效直接量子态与过程层析成像方案，构建通用量子电路利用标量J耦合调控相互作用，在NMR量子处理器上实验实现，可精准表征多类量子态与过程。
2023-03-13 quant-ph
Experimental demonstration of the dynamics of quantum coherence evolving under a PT-symmetric Hamiltonian on an NMR quantum processor
本研究在NMR量子处理器上实验验证了最大纠缠双体态中PT对称哈密顿量下量子相干性的动力学，发现破缺相中全局相干性指数衰减而局域和总相干性冻结，实验结果与理论预测吻合。
2022-01-13 quant-ph
Experimental implementation of local adiabatic evolution algorithms by an NMR quantum information processor
量子绝热算法是通过演化缓变哈密顿量的基态来求解计算问题的一种方法。该技术利用缓慢变化的哈密顿量的基态的演化来达到所需的输出状态。在某些情况下，例如Grover搜索算法和Deutsch-Jozsa算法的绝热版本，应用全局绝热演化产生类似于其经典算法的复杂度。然而，使用局部绝热演化，J. Roland和N. J. Cerf for Grover's search [ Phys. Rev. A. { \bf 65} 042308（2002）]和Saurya Das、Randy Kobes和Gabor Kunstatter的Deutsch-Jozsa算法[Phys.Rev.A. { \bf 65}，062301（2002）]，产生$\sqrt{N}$阶的复杂度（其中N=2 $^{\rm n}$，n是量子位的数目）。本文报道了利用核磁共振在双量子位量子信息处理器上实现这些局域绝热演化算法的实验结果。
2005-06-30 quant-ph
Random Party Distillation on a Superconducting Processor
University of Toronto（多伦多大学）；National University of Singapore（新加坡国立大学）；Quantum Bridge Technologies Inc.（量子桥技术有限公司）；Centre for Quantum Technologies, National University of Singapore（新加坡国立大学量子技术中心）
提出基于量子比特的随机方蒸馏协议，在超导硬件上实现多轮LOCC，蒸馏率约0.85对/W态，超越此前实验。
2026-06-08 quant-ph
Classification and measurement of multipartite entanglement by reconstruction of correlation tensors on an NMR quantum processor
提出一种利用13个算符重构相关矩阵来分类三量子比特纯态并度量其全局纠缠的协议，已在NMR量子处理器上验证，覆盖所有六个不等价纠缠类别。
2022-06-12 quant-ph
Evolution of different orders of coherence of a three-qubit system and their protection via dynamical decoupling on an NMR quantum processor
本文在三量子比特NMR系统中生成不同阶相干性，并利用鲁棒动力学解耦序列保护各阶相干性，成功保护了星形态中的两量子比特纠缠。
2024-11-11 quant-ph
Experimental protection against evolution of states in a subspace via a super-Zeno scheme on an NMR quantum information processor
在核磁共振量子信息处理器上，我们实验证明了量子态在一维和二维两个量子比特子空间中的冻结演化。状态演化被冻结，并且使用超级芝诺序列成功地防止了状态从其子空间泄漏到正交子空间，超级芝诺序列包括一组由预先选择的时间间隔间断的反相射频（rf）脉冲。我们证明了该方案的有效性，通过保留不同类型的状态，包括可分离和最大纠缠态的一维和二维子空间的两个量子比特。通过在几个时间点进行全状态层析成像来跟踪实验密度矩阵的变化。我们使用的保真度措施的一维情况下和泄漏（分数）到正交子空间的二维情况下，作为定性指标，估计相似的密度矩阵在稍后的时间，最初准备的密度矩阵。对于纠缠态的情况，我们另外计算了一个纠缠参数来表示在不同时刻纠缠的存在。我们的实验表明，super-Zeno计划是能够成功地限制状态演化的一维或二维子空间被保护。
2014-11-26 quant-ph
Realizing the Petz Recovery Map on an NMR Quantum Processor
Indian Institute of Science Education & Research Mohali（印度科学教育与研究所莫哈利分校）；Amrita Vishwa Vidyapeetham, Amritapuri（阿姆里塔大学阿姆里塔普里校区）；National Institute for Theoretical and Computational Sciences (NITheCS)（国家理论与计算科学研究所）；Chennai Institute of Technology（金奈理工学院）；Universität Ulm（乌尔姆大学）；Universidade Federal de Pernambuco（伯南布哥联邦大学）
本文通过核磁共振量子处理器实现了Petz恢复映射，验证了其在不同参考态下的状态适应性，并展示了理论预测与实验结果的一致性。
2026-05-07 quant-ph
Computational speed-up in a single qudit NMR quantum information processor
量子算法被认为是比任何相应的经典算法对某些计算任务提出更有效的解决方案。人们一直认为，量子计算能力的根源在于非经典相关性，如纠缠或量子不和谐。然而，最近已经表明，即使是一个单一的纯量子也足以设计一个基于Oracle的算法，该算法解决黑盒问题的速度比任何经典的方法都要快。特别是，我们考虑的算法确定是否八个置换函数定义的一组四个元素是积极的或消极的循环。虽然任何经典的解决方案，这个问题需要两个评估的功能，量子力学允许我们执行相同的任务，只有一个单一的评估。在这里，我们提出了考虑的量子算法的第一个实验演示与四极核磁共振设置使用单个四能级量子系统，即，一夸脱。
2014-07-03 quant-ph
Non-Destructive Discrimination of arbitrary set of orthogonal quantum states by NMR using Quantum Phase Estimation
本文提出了一种基于量子相位估计的算法，该算法能在任意正交态集合中无损地鉴别出量子态，并在核磁共振量子信息处理器上得到了实验验证。该过程是可扩展的，可以应用于任何一组正交状态。通过Matlab仿真证明了可扩展性。
2011-05-11 quant-ph
NMR quantum information processing
量子计算利用基于量子力学性质而不是经典物理的全新计算模型，并且人们相信量子计算机能够显著提高特定任务的计算能力。目前，核磁共振（NMR）已成为所有当前实现中最成功的平台之一。它已经证明了对最大数量的量子比特的通用控制，并且在NMR中开发的许多先进技术已经成功地应用于其他量子系统。在这篇综述中，我们展示了NMR量子处理器如何满足量子计算机的一般要求，并描述了朝着这一目标发展的先进技术。此外，我们回顾了最近的一些NMR量子处理器的实验。这些实验包括基准协议，量子纠错，利用量子特性的算法演示，探索量子力学的基础，和量子模拟。最后对概念进行了总结，并对未来的发展进行了展望.
2015-01-07 quant-ph
Efficient experimental characterization of quantum processes via compressed sensing on an NMR quantum processor
本研究在NMR量子处理器上用压缩感知算法结合缩减数据集实现高效量子过程层析，验证了Pauli错误基下性能更优，相比最小二乘方法效果更好，还表征了多比特子系统的约化动力学过程。
2021-09-27 quant-ph
ANN-Enhanced Detection of Multipartite Entanglement in a Three-Qubit NMR Quantum Processor
本文提出利用人工神经网络对三量子比特NMR量子处理器生成的态进行SLOCC纠缠类别识别和真正多体纠缠检测，并通过降维减少所需密度矩阵元素，在有限实验数据下实现高精度分类。
2024-09-29 quant-ph
Co-Design quantum simulation of nanoscale NMR
IQM Quantum Computers（IQM量子计算机）；Ludwig-Maximilians-Universität München（慕尼黑大学）；Department of Physical Chemistry, University of the Basque Country UPV/EHU（巴斯克大学物理化学系）
本文展示如何利用噪声中间尺度量子计算机模拟纳米级核磁共振共振，通过协同设计量子处理器减少超过90%的SWAP门数量，实现快速共振器重置。
2022-11-24 quant-ph
Experimental Detection of Non-local Correlations using a Local Measurement-Based Hierarchy on an NMR Quantum Processor
量子系统所具有的关联的非定域性质可以通过贝尔型不等式违反的实验证明来揭示。最近的工作已经限制了量子系统在实际实验中可以拥有的相关性。这些界限仅限于由几个低维子系统组成的复合量子系统。在更一般的方法中，已经表明，更少的体相关性可以揭示从自然的量子力学描述中产生的相关性的非定域性质。这种相关性检验可以转化为半定规划（SDP）。本研究报告的实验实施的本地测量为基础的层次结构的核磁共振（NMR）硬件利用三个核自旋作为量子比特。该协议已在真正纠缠的三重态如W态、GHZ态和几个图态上进行了实验验证。在所有的情况下，实验测量的相关性被用来制定SDP，使用线性约束的矩矩阵的条目。我们观察到，对于每一个真正的纠缠态，SDP未能找到一个半定的正矩矩阵与实验数据一致。这意味着观察到的相关性不能来自于对可分离态的局部测量，因此本质上是非局部的，并且也证实了被测试的态确实是纠缠的。
2020-03-21 quant-ph
An NMR Analog of the Quantum Disentanglement Eraser
我们报道了在液态核磁共振量子信息处理器上实现的三自旋量子去纠缠擦除器。该实验的一个关键特征是使用脉冲磁场梯度来模拟投影测量。这种能力是朝着实验可控系统的发展迈出的重要一步，该系统可以模拟任何量子动力学，包括相干和退相干。
2001-04-26 quant-ph
Quantum Factorization of 143 on a Dipolar-Coupling NMR system
量子算法在解决因子分解问题时可能比经典算法快得多。绝热量子计算是Shor算法之外的另一种方法。本文提出了一种改进的绝热因子分解算法，并在偶极-偶极耦合的液晶NMR量子处理器上实现了对143的绝热因子分解。我们相信这是量子计算实现中考虑的最大数量，这表明了绝热量子算法的实际重要性。
2011-11-16 quant-ph
Towards quantum utility for NMR quantum simulation on a NISQ computer
本文研究利用NISQ设备在高场区模拟核磁共振实验，通过乘积公式将NMR相互作用映射至量子设备，在多达11个自旋的分子上完成模拟并与实验对比，展示了多项式缩放性，为实现量子实用性奠定基础。
2024-04-26 quant-ph
Simulation of multiple-quantum NMR dynamics of spin dimer on quantum computer
在IBM的5量子位超导量子处理机上，研究了自旋二聚体在多量子NMR实验中的动力学行为，包括基态和热力学平衡（混合）初态.这项工作可以被认为是量子计算机应用于解决磁共振问题的第一步。本文献给克劳斯·莫比乌斯教授和Kev Salikhov教授85岁生日。
2021-04-28 quant-ph
Experimental Demonstration of Quantum Lattice Gas Computation
我们报告了扩散方程的量子格子气算法的系综核磁共振（NMR）实现。该算法采用了一系列量子信息处理器共享经典信息，一种新的架构被称为II型量子计算机。这个具体的实现提供了一个测试示例，从中可以探索这种新计算范式的优势和局限性。NMR实验包括将质量密度编码到16个双量子位量子信息处理器的阵列上，然后通过算法的7个时间步长进行计算。结果表明，与扩散动力学的解析解吻合良好。我们还描述了NMR实现的数值模拟。模拟有助于确定实验误差的来源，并有助于确定实施的限制。
2003-03-31 quant-ph
Few-Qubit Magnetic Resonance Quantum Information Processors: Simulating Chemistry and Physics
本文综述了量子信息处理（QIP）在量子系统和化学现象模拟方面的最新进展。本文综述了化学量子模拟中的量子算法以及核磁共振（NMR）和电子自旋共振（ESR）QIP的研究进展。讨论还包括一些最近的实验证明了当前的能力的NMR QIP的量子模拟和前景的自旋为基础的实现QIP。
2012-10-18 physics.chem-ph quant-ph
Simulating Three-Flavor Neutrino Oscillations on an NMR Quantum Processor
基于PMNS理论，在双量子比特NMR量子处理器上模拟了三味中微子振荡，设计了编码混合角与CP破坏相位的优化量子电路，实验结果与数值模拟吻合，验证了量子计算探索中微子物理的潜力。
2024-12-20 hep-ph quant-ph
Simulation of the Burgers equation by NMR quantum information processing
我们报道了在NMR量子信息处理器上实现Burgers方程作为第二类量子计算。由于在Burgers方程下演化的流场随着时间的推移而发展出尖锐的特征，因此这是对II型量子计算机的液态NMR实现的更好测试，而不是使用扩散方程的先前示例。特别是，我们表明，在编码步骤中使用的傅立叶近似是不是占主导地位的错误。碰撞算子中的小系统误差累积并淹没所有其它误差。我们建议，并证明，这种错误的积累，可以避免在很大程度上取代了一组操作员的随机错误和类似的quantiities的单个碰撞操作员。实验已经实现了16个两个量子位网站上的8个连续的时间步长的Burgers方程。
2004-10-25 quant-ph
Experimental construction of a symmetric three-qubit entangled state and its utility in testing the violation of a Bell inequality on an NMR quantum simulator
本研究在NMR量子模拟器上实验构建对称三量子比特纠缠态，并利用该态与最大不相容测量展示对Sliwa分类中第26号紧致贝尔不等式的最大违背。
2022-06-26 quant-ph
A Three-Party W-State Quantum Secret Sharing Protocol with X-Gate Encoding and Forbidden-Outcome Detection
Department of Applied Mathematics, MIEM, HSE University（高等经济学院莫斯科信息与电信工程学院应用数学系）
本文提出一种基于三量子比特W态的三方量子秘密共享协议，采用X门编码和随机Hadamard操作，通过禁止结果检测抵御内部攻击，并在量子处理器上验证了QBER与处理器的依赖关系。
2026-09-28 quant-ph
NMRCloudQ: A Quantum Cloud Experience on a Nuclear Magnetic Resonance Quantum Computer
到目前为止，没有人知道何时会建造一台具有数千个逻辑量子比特（qubit）的通用量子计算机。目前，大多数量子计算机原型涉及不到10个单独可控的量子比特，并且仅存在于实验室中，原因是设备的巨大成本或专业维护要求。此外，科学家们认为量子计算机永远不会取代我们日常使用的经典计算机，而是在解决某些特定问题时作为经典计算机的重要补充。由于上述两个原因，基于云的量子计算预计将成为公众用户体验量子力量的最有用和最可及的形式。作为初步尝试，IBM Q于2016年在超导量子处理器上推出了有影响力的云服务，但尚未有其他平台跟进。在这里，我们报告了我们新的云量子计算服务-NMRCloudQ（http：//nmrcloudq.com/zh-hans/），其中核磁共振，实验量子计算中技术成熟的先驱平台之一，扮演着执行计算任务的角色。我们的服务提供了一个全面的软件环境，预先配置了一系列量子信息处理软件包，旨在让期待跟上这个量子时代步伐的业余爱好者或有兴趣亲自进行真正的量子计算实验的专业人士免费访问。在我们目前的版本中，四个量子位已经可以使用，通过随机基准测试，平均单量子位门错误率为1.26%，双量子位受控非门错误率为1.77%。改进的控制精度以及新的七量子位处理器也在准备中，稍后将上市。
2017-10-10 quant-ph
NMR Quantum Information Processing with Para-Hydrogen
本论文主要研究基于液态核磁共振的量子信息处理器中的初始化和可分性问题。我们制备了纠缠阈值以上的纯量子态。我们的纯态量子计算机从仲氢分子中高度极化的核自旋态中获得纯度。本文首先对传统的基于核磁共振的量子信息处理技术进行了批判，概述了该技术的主要优点和缺点。我们描述了增强磁有序的核自旋态的仲氢和初始化实验利用这种效果，以实现纯，纠缠态。这些状态确实可以作为初始状态在实现量子算法：我们描述的Deutsch和Grover量子算法的实现。“twirl”操作将完全任意的输入状态转换为Werner单态。该操作的NMR实现被采用。我们还分析了在量子计算机中将一些高度极化的量子比特的纯度共享到任意维度的量子子空间上的可能性，以及这些共享操作是否增加或减少了纠缠的可能性。
2005-09-07 quant-ph
Experimental Quantum Simulation of Entanglement in Many-body Systems
我们采用核磁共振（NMR）量子信息处理器来模拟XXZ自旋链的基态，并测量其NMR模拟的纠缠或伪纠缠。所观察到的小尺寸系统的伪纠缠已经显示出奇异性，这是一个签名，这是定性类似于在量子相变，包括无限阶临界点的临界极限。实验结果表明，利用量子模拟器研究多体系统中的量子关联是一种成功的方法。
2011-07-25 quant-ph
Liquid State NMR as a Test-bed for Developing Quantum Control Methods
在构建量子信息处理器（QIP）时，挑战在于相干地控制大型量子系统以足够好地执行任意量子算法，并且能够校正由退相干引起的误差。核磁共振（NMR）量子干涉仪提供了一个很好的测试平台，可以用来开发和测试控制量子系统的工具和技术。在设计控制方法时要考虑的两个主要问题是精度和效率，到目前为止，已经开发了两种互补的方法来用液态NMR方法控制量子位寄存器。第一个应用最优控制理论数值优化控制领域，实现高保真度的低维系统上的酉操作。第二种技术是基于一系列不完美的控制元件的有效优化，使一个完整的量子算法的实施是可能的，同时最大限度地减少误差积累。本文总结了我们在实现这两种方法时所做的工作。此外，我们表明，一起，它们形成了一个基础，设计量子控制方法的块结构QIP，使大系统的大小是不是一个障碍，实现最优控制技术。
2008-03-13 quant-ph
Nuclear Spins as Quantum Testbeds: Singlet States, Quantum Correlations, and Delayed-choice Experiments
核磁共振（NMR）形成了执行量子信息处理（QIP）的天然试验台，并且迄今已被证明是最成功的量子信息处理器之一。分子中的核自旋被视为量子比特或量子比特，它们是量子计算机的基本构建块。半个多世纪以来NMR的发展使其处于一个平台上，在这个平台上，我们可以利用其出色的控制技术对自旋系统进行控制，并以高度受控的方式进行量子计算。除了成功的量子信息处理器，NMR也是一个非常强大的量子平台，可以进行许多具有潜在挑战性的量子力学实验。
2012-10-28 physics.atom-ph physics.chem-ph quant-ph
The impact of noise on the simulation of NMR spectroscopy on NISQ devices
本文在 IBM 与 IonQ Aria 云量子平台上模拟小型有机分子 NMR 光谱，分析噪声影响并提出可由保真度指标计算的有效退相干率，以确定算法噪声容忍阈值。
2025-10-20 quant-ph
Practical Implementations of Twirl Operations
Twirl操作将不纯的单重态转化为Werner态，在许多纠缠纯化方案中起着重要作用。在本文中，我们描述了实现旋转操作的策略，重点是适合于系综量子信息处理器，如核磁共振（NMR）量子计算机的方法。我们利用液态核磁共振技术在一般的双自旋混合态上实现了旋转操作，证明了我们可以获得高保真的单重态Werner态。
2004-09-21 quant-ph
Using error correction to determine the noise model
量子纠错码已被证明具有使量子信息对噪声具有弹性的能力。在这里，我们表明，我们可以使用量子纠错码作为诊断，以消除噪声。该实验基于在三量子位核磁共振（NMR）量子信息处理器上进行的三量子纠错码。利用工程噪声和自然噪声，确定了影响双量子比特子系统的噪声中存在的相关性程度。我们使用误差校正方案测量了c=0.5+/-0.2的相关因子，并且使用基于相干路径选择的标准NMR技术测量了c=0.3+/-0.2。虽然误差校正方法需要精确的控制，结果表明，所需的精度是可以实现的液态NMR设置。
2007-01-25 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
Experimental construction of a W-superposition state and its equivalence to the GHZ state under local filtration
在核磁共振量子信息处理器上实验构建了一种新的三比特纠缠W叠加态（$\rm W \bar{\rm W}$）.我们给出了一个基于测量的过滤协议的可逆本地操作（ILO），转换的$\rm W \bar{\rm W}$状态到GHZ状态，使用三个辅助量子位的寄存器。此外，我们实现了一个实验性的协议，重建的三方$\rm W \bar{\rm W}$状态的全部信息，只使用两方减少密度矩阵。最近发现的一个有趣的事实是，$\rm W \bar{\rm W}$态与ILO下的GHZ态是等价的，它实际上是由它的两方约化密度矩阵重构的，而不像GHZ态。因此，我们证明，虽然$\rm W \bar{\rm W}$状态是与GHZ状态相互转换，它存储纠缠非常不同。
2015-04-19 quant-ph
Novel techniques for efficient quantum state tomography and quantum process tomography and their experimental implementation
本文基于NMR与IBM超导量子处理器，提出并实验验证面向QST/QPT的约束优化、压缩感知、神经网络、量子2-设计与弱测量等高效方法，并实现非幺正开放量子动力学模拟。
2024-01-18 quant-ph
Randomized benchmarking of single and multi-qubit control in liquid-state NMR quantum information processing
能够量化所提出的实现量子信息处理器（QIP）的设备中的相干控制的水平对于比较不同的设备和评估设备关于实现容错量子控制的前景都是重要的任务。我们在液态核磁共振QIP中实施Knill等人提出的随机基准测试方案（PRA 77：012307（2008））。我们报告了具有单个量子位QIP的$1.3 \pm 0.1 \times 10^{-4}$的每个随机化$\fracπ{2}$脉冲的错误，并且示出了实验相关的错误模型，其中随机化基准测试给出了签名保真度衰减，其不可能被解释为每个门的单个错误。我们探索和实验研究多量子比特扩展的协议，并报告了一个和两个量子比特门的$4.7 \pm 0.3 \times 10^{-3}$的三个量子比特QIP的平均错误率。我们估计，这些错误率仍然没有退相干限制，因此可以通过修改控制硬件和软件来改善。
2008-08-28 quant-ph
A Quantum Adiabatic Algorithm for Factorization and Its Experimental Implementation
我们提出了一个绝热量子算法能够因式分解的数字，使用更少的量子比特比肖尔的算法。我们在一个NMR量子信息处理器中实现了该算法，并在实验上对数字21进行了因式分解。数值模拟表明，运行时间仅与量子位数成二次方增长。
2008-08-14 quant-ph
Experimental Cryptographic Verification for Near-Term Quantum Cloud Computing
最近，越来越多的组织提供量子云服务，任何客户端都可以通过互联网远程访问量子计算机。在不久的将来，这些云服务器可能会声称提供传统设备无法企及的量子计算能力。一个重要的任务是确保有一个真正的量子计算机在运行，而不是通过经典设备进行模拟。在这里，我们探讨了一种加密验证方案的适用性，该方案避免了实现完整量子算法或要求客户端与量子资源通信的需要。在该方案中，客户端将一个秘密字符串编码到加扰的IQP（瞬时量子多项式）电路中，以经典消息的形式发送到量子云，并通过检查服务器生成的一类输出字符串的概率偏差来验证计算。我们提供了一个理论上的扩展，并在实验室的5-qubit NMR量子处理器和IBM量子云的5-qubit和16-qubit处理器上实现了该方案。实验结果表明，在经过标准技术的噪声补偿后，该方案可以在约$2.5\%$误差的情况下对NMR处理器的实验结果进行验证。但是，IBM量子云的保真度目前太低，无法通过测试（大约$42\%$错误）。当服务器声称提供可以实现量子霸权的量子计算资源时，这种验证方案将变得实用。
2019-05-23 quant-ph
Benchmarking quantum processors with a single qubit
第一代小型噪声量子处理器最近已经提供给非专业人员，他们不需要了解物理平台的细节，特别是噪声的类型和来源。因此，针对用户可能感兴趣的特定任务对此类计算机的性能进行基准测试是有用的，理想情况下将电路深度和宽度保持为自由参数。在这里，我们使用Knill和Laflamme最初在液态NMR的背景下提出的确定性量子计算（DQC 1）算法对IBM Quantum Experience进行基准测试。在第一组实验中，我们使用DQC 1作为轨迹估计算法来产生可见性图。在第二组中，我们使用这种跟踪估计算法来区分结，这是一个经典的困难任务，已知DQC 1是完整的。我们的研究结果表明，主要的限制因素是电路的长度，并且当门数增加时，随机误差和系统误差都成为一个问题。令人惊讶的是，我们发现，在相同的门数更宽的电路表现更好，可能是由于随机化的相干错误。
2019-05-14 quant-ph
Quantum information processing using nuclear and electron magnetic resonance: review and prospects
本文介绍了利用核磁共振（NMR）作为实现量子信息处理（QIP）任务的平台的最新进展。详细介绍了核磁共振QIP的基本思想，考察了液态和固态实验的成功和局限性。最后，提出了实现量子处理器的未来方向，利用核和电子自旋自由度。
2007-10-07 quant-ph
