Simple Manipulation of a Microwave Dressed-State Ion Qubit
用于实现量子信息处理的许多方案要求所使用的原子状态具有非零的磁矩，然而，原子的这种磁敏感状态由于波动的磁场而易受退相干的影响。用外场修饰原子是减少这种退相干的有力方法[N。Timoney等人，自然476，185]，即使被装扮的状态与环境强烈耦合。我们介绍了一种实验上更简单的方法来操纵这样的修饰态量子比特，它允许实现量子比特的一般旋转，并使用捕获的镱离子来演示这种方法。
2013-03-18 quant-ph
Decoherence and dephasing in spin-based solid state quantum computers
我们讨论了各种固态系统中的消相干的操作定义。特别是，我们回顾，在基于自旋的固态量子计算的背景下，引入$T_1$和$T_2$描述退相干在一个两能级系统。我们提供了一个视角，最近的实验涉及操纵自旋相干半导体，并讨论具体的退相干和退相问题，电子自旋为基础的量子点量子计算机架构。
2001-09-06 cond-mat.mes-hall quant-ph
Decoherence in Solid State Qubits
固态量子比特与环境自由度的相互作用强烈地影响量子比特的动力学，并导致退相干。在固态量子比特的量子信息处理中，退相干严重限制了器件的性能。因此，有必要充分了解导致退相干的机制。在这篇综述中，我们讨论了退相干如何影响两个最成功的实现固态量子比特，即自旋量子比特和超导量子比特。在前者中，量子比特被编码在电子的自旋1/2中，并且它通过将电子自旋限制在半导体量子点中来实现。超导器件在低温下表现出量子行为，量子比特被编码在超导电路的两个最低能级中。量子点中的电子自旋具有两个主要的退相干通道，由于自旋-轨道相互作用的存在，（马尔可夫）声子辅助的弛豫通道，以及由通过超精细相互作用与电子自旋相互作用的量子点中的核的自旋构成的（非马尔可夫）自旋浴。在超导量子比特中，退相干是由于控制参数（例如偏置电流、施加的通量和偏置电压）的波动以及耗散电路元件中的损耗而发生的。
2008-09-26 cond-mat.mes-hall quant-ph
Decoherence in a N-qubit solid-state quantum computer
研究了由N个量子比特组成的量子寄存器与环境耦合时的退相干过程。我们考虑一个共同的声子浴和几个电子浴组成的环境。这种环境与基于电荷的固态量子计算机的实现有关。我们明确地计算寄存器的简化密度矩阵的所有非对角项的时间演化。我们发现，在现实的配置，“超退相干”和“退相干自由子空间”不存在的N-量子比特系统。这意味着所有非对角项都像exp（-q（t）N）一样衰减，其中q（t）与单个量子位的衰减函数具有相同的阶数。
2005-06-11 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum Decoherence Modulated by Special Relativity
通过研究自旋为1/2的Dirac电子在背景磁噪声作用下的演化，我们证明了狭义相对论的作用会显著地改变自旋态的退相干性质.退相可以被大大抑制，并且在足够长的时间内，退相干甚至似乎停止。这一有趣的现象源于狭义相对论诱导的修饰环境。
2007-10-03 quant-ph
Reducing phonon-induced decoherence in solid-state single-photon sources with cavity quantum electrodynamics
固态发射器是开发集成单光子源的优秀候选者。然而，声子通过零声子线的纯退相和声子辅助发射降低光子不可逆性。在这里，我们从理论和实验上研究了半导体量子点在微腔中发射的光子的不可逆性作为温度的函数。我们发现，一个大的耦合到一个高品质因数腔可以同时减少两个声子引起的退相干源的影响。它首先限制了纯退相对零声子线的影响，其不可逆性高于$97\%$直到$18$ K。此外，它有效地将声子边带重定向到零声子线，并带来了来自$87\%$的全发射光谱的不可分辨性（分别为）。$24\%$），无空腔效应，大于$99\%$（分别$76\%$）在$0$ K（分别$20$ K）。我们提供了最佳的腔设计，进一步减少声子诱导的退相干的指导方针。
2017-05-19 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum theory for electron spin decoherence induced by nuclear spin dynamics in semiconductor quantum computer architectures: Spectral diffusion of localized electron spins in the nuclear solid-state environment
我们考虑了半导体量子计算机体系结构中单个局域电子自旋由于耦合到晶格核自旋浴而产生的退相干。在低温和外加磁场的情况下，主要的退相干机制是电子自旋共振频率的谱扩散，这是由于偶极相互作用引起的自旋对触发器产生的随机磁场引起的.由于这种随机磁场，电子自旋退相复杂地依赖于核自旋池的量子动力学，使得耦合退相干问题难以解决。我们提供了一个正式的精确解决方案，这个非马尔可夫量子退相干问题，数值计算准确的自旋退相干在短时间内，这是特别相关的固态自旋量子计算机架构。发展了一种量子集团展开方法，并对该方法进行了验证。该方法具有足够的通用性，可能应用于其他类型的自旋退相干问题。我们提出的数值计算结果是在定量协议与电子自旋回波测量磷掺杂硅。我们还提出了自旋回波衰减结果的量子点在GaAs中的磷掺杂的硅系统的定性不同。我们的理论结果提供了在可扩展的半导体量子计算机架构中，在低温和中至高磁场下，半导体中局域电子的自旋相干性（至少，如哈恩自旋回波测量所表征的那样）的最终极限。
2006-07-22 cond-mat.mes-hall quant-ph
Decoherence of the Superconducting Persistent Current Qubit
基于固态的量子位的退相干可以通过耦合到固体中的微观自由度来引起。我们提出了一个简单的理论，并用它来估计退相干最近提出的超导持续电流设计。所有考虑的退相干源被发现是相当弱的，导致这个量子位的高品质因数。
2000-04-27 cond-mat.mes-hall quant-ph
Dressed-state control of effective dipolar interaction between strongly-coupled solid-state spins
针对固态缺陷自旋空间固定难以调控的难题，提出缀饰态调控NV中心有效偶极耦合的方法，经实验验证并模拟显示其可用于量子相研究与量子传感等场景。
2023-05-02 quant-ph
Implementing a Universal Set of Geometric Quantum Gates through Dressed-State assisted STA
Universidad Nacional del Nordeste, CONICET（内布罗大学，阿根廷国家科学研究和技术委员会）；Universidad Nacional de Córdoba, CONICET（科尔多瓦国立大学，阿根廷国家科学研究和技术委员会）
本文提出利用受激态框架中的超亚adiabatic无驱动协议实现快速高保真度的几何量子门，通过NV中心在微波场下的两能级系统实现单量子门，并扩展至非平凡双量子门，展示其在可扩展量子信息处理中的可行性。
2025-09-10 quant-ph
Decoherence and gate performance of coupled solid state qubits
固态量子比特是实现{ \em scalable}量子计算机的有希望的候选者。然而，由于固态系统的许多额外自由度，它们通常受到退相干的强烈限制。我们研究了一个系统的两个固态量子位耦合通过$σ_z^{(i)} \otimes σ_z^{(j)}$类型的耦合。这种设置对于{ \em pseudospin}固态量子比特（例如电荷或通量系统）是典型的。我们评估退相干特性和门品质因数的存在下，一个共同的和两个不相关的浴耦合到$σ_z$，分别。我们发现，在低温下，不相关的浴降低门质量更严重。特别是，我们表明，在公共浴槽的情况下，可以在非常低的温度下达到CPHASE门的最佳门性能，因为我们的耦合类型与去相干耦合互换，这使得这种类型的耦合与之前研究的方案相比具有吸引力使用$σ_y^{(i)} \otimes σ_y^{(j)}$耦合。虽然不太明显，但这一优势也适用于CNOT门。
2002-12-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Single-shot readout of a solid-state spin in a decoherence-free subspace
量子点分子的高效单光子发射能力使其成为量子信息处理的有前途的平台。此外，量子点分子具有“无退相干”的子空间，使得自旋量子比特具有长相干时间。为了有效地读出该子空间内的自旋状态，需要光学循环源自量子点分子内的三重态流形的隔离跃迁。我们提出并从理论上研究了一个两阶段的自旋读出协议在这个消相干的自由子空间，允许单次读出性能。该过程包括微波$π$脉冲和光学循环的孤立的过渡，这诱导荧光，使我们能够识别初始自旋状态。该协议提供了增强的读出保真度相比，以前的计划，依赖于强烈衰减到多个基态或需要长时间的初始化，通过缓慢的，光学禁戒跃迁的跃迁的激发。通过模拟的协议的性能，我们表明，超过97%的最佳自旋读出保真度和单次读出性能是可以实现的光子收集效率仅为0.12%。在无消相干子空间内的这种现实光子收集条件下的这种高读出性能扩展了量子点分子作为量子网络的构建块的潜力。
2021-03-23 cond-mat.mes-hall quant-ph
Decoherence control of a single-photon optomechanical system in phase-sensitive reservoirs
Department of Physics, School of Applied Sciences, University of Science and Technology, District Ri Bhoi, 793101, Meghalaya, India（大学科技学院）
研究强耦合下单光子光机械系统的退相干控制，采用缀饰态主方程，探讨压缩真空和热库对腔光子福克态退相干的影响，发现可通过调整库参数有效控制退相干，为量子退相干控制提供见解。
2026-07-21 physics.optics quant-ph
Decoherence-protected quantum gates for a hybrid solid-state spin register
保护耦合量子系统的动力学不受环境的影响是固态量子信息处理的关键挑战。一个空闲的量子比特可以通过动态解耦有效地与外界绝缘，正如最近对单个固态量子比特所证明的那样。然而，在多量子比特门期间保护量子比特相干性提出了一个重要的问题：一般来说，解耦破坏了量子比特间的动态特性，因此与门操作冲突。这个问题在混合系统中尤为突出，其中不同类型的量子比特以截然不同的速率演化和退相干。在这里，我们提出了集成的动态解耦到量子门的一个范例的混合系统，电子核自旋寄存器。我们的设计利用耦合自旋系统中的内共振来解决门操作和解耦之间的冲突。我们实验证明，这些门在室温下工作的两个量子位寄存器的钻石。量子断层扫描显示，门操作中涉及的量子位与空闲量子位一样受到精确保护。我们通过执行Grover的量子搜索算法进一步说明了我们的设计的力量，即使执行时间超过电子自旋退相时间两个数量级，也能实现90%以上的准确性。我们的研究结果直接使不同类型的有前途的固态量子位之间的退相干保护接口门。最终，具有集成去耦的量子门可以使得能够达到利用固态器件的容错量子信息处理的精度阈值。
2012-02-20 cond-mat.mes-hall quant-ph
Decoherence and purity of a driven solid-state qubit in Ohmic bath
本文采用基于主方程的方法研究了欧姆浴中受驱动固态量子比特的退相干和纯度。首先，我们不求解主方程，而是研究了方程中描述频率漂移、扩散、退相干等的系数，发现其中一个系数（我们称之为退相干系数）对模型中量子比特的退相干起着决定性的作用。然后我们研究了模型中态纯度的演化。从纯度的分析可以看出，量子比特的退相干时间随着驱动场振幅的增大而减小，随着驱动场频率的增大而增大。
2008-03-31 quant-ph
Bichromatic Driving of a Solid State Cavity QED System
利用双色驱动固体腔量子电动力学系统探测腔修饰态跃迁，观察系统与光场的相干相互作用。我们从理论上证明了由量子点与光子晶体腔强耦合组成的固态系统中的高阶腔修饰态、超分裂和交流斯塔克位移。对于非共振情况，声子介导量子点和光子谐振器之间的非共振耦合，这是固态腔量子电动力学所特有的现象。
2011-08-27 quant-ph
Mixed-State Phase Transitions in Measurement-Dressed Imaginary-Time Evolution
Westlake University（西湖大学）；Westlake Institute for Advanced Study（西湖高等研究院）；Fudan University（复旦大学）
本研究提出测量驱动虚时间演进框架，揭示混合态相变的临界行为及退相干驱动非平衡相变的新类别。
2026-07-17 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el physics.comp-ph
Dynamic decoherence control of a solid-state nuclear quadrupole qubit
本文报道了动态退相干控制脉冲序列在$Pr^{3+}:Y_2SiO_5$核四极跃迁中的应用。过程层析成像用于分析脉冲序列的效果。发现脉冲序列将跃迁的退相干时间增加到超过30秒。虽然退相干时间显着增加，人口项被发现迅速衰减的脉冲序列的应用程序。这种衰减率的增加归因于系综中的不均匀性。讨论了规避这一限制的方法。
2004-12-16 quant-ph
Scalable solid-state quantum computation in decoherence-free subspaces with trapped ions
我们提出了一个无退相干子空间（DFS）方案来实现囚禁离子的可扩展量子计算。利用自旋相关的库仑相互作用，非常规的几何量子门的通用集合被实现在编码子空间中，这些子空间通过集体退相而免受退相干。该方案的离子阵列系统的可扩展性证明，无论是通过绝热的方式打开和关闭的相互作用，或通过一个快速的门计划与全面的DFS编码和噪声去耦技术。
2006-03-24 quant-ph
A Dressed Spin Qubit in Silicon
量子二能级系统的相干修整提供了对具有改进性质的新量子系统的访问-不同且易于调谐的能级分裂、更快的控制和更长的相干时间。在我们的工作中，我们研究了硅中修饰的施主束缚电子自旋的性质，并探讨了其在可扩展架构中作为量子比特的潜力。这两个修饰的自旋极化激元能级构成了一个量子比特，该量子比特可以用振荡磁场、振荡电场、通过对驱动场进行频率调制或通过简单的失谐脉冲来相干地驱动。我们测量了$T_{2ρ}^*=2.4$ ms和$T_{2ρ}^{\rm Hahn}=9$ ms的相干时间，比未修饰的量子位长一个数量级。此外，使用修饰态使得固态自旋能够相干耦合到电场和机械振荡。
2016-03-15 cond-mat.mes-hall quant-ph
Universal coherence protection in a solid-state spin qubit
退相干在很大程度上限制了量子比特的物理实现，其缓解对量子科学至关重要。在这里，我们构建了一个强大的量子位嵌入在消相干保护的子空间，通过杂交应用微波驱动与碳化硅双空位缺陷的基态电子自旋。量子位被保护不受磁、电和温度波动的影响，这些波动几乎解释了固态中所有相关的退相干通道。这最终导致量子比特的非均匀退相时间增加了超过四个数量级（至> 22毫秒），而其哈恩回波相干时间接近64毫秒。由于只需要很少的关键平台独立组件，这一结果表明，在广泛的量子架构选择中可以实现实质性的相干性改进。
2020-05-12 cond-mat.mes-hall quant-ph
Decoherence of quantum states and its suppression in ensemble large-scale solid state NMR quantum computers
讨论了基于核自旋I = 1/2的P施主原子阵列的系综大规模固态NMR量子计算机中的退相干问题。本文认为，低温（< 0.1 K）退相干的主要机制是量子位共振频率随机调制的绝热过程，该过程由核自旋与基本原子、杂质顺磁原子以及杂质反磁原子的电子自旋相互作用的长期部分决定。它是由估计的允许浓度的磁性杂质和自旋温度，从而获得所需的消相干抑制。讨论了系综量子寄存器基态中随机相位误差的抑制。
2002-11-17 quant-ph
Floquet theory and computational method for the optical absorption of laser-dressed solids
本研究提出适用于任意晶体与量子材料的激光修饰固体光吸收通用Floquet理论，开发对应计算工具FloqticS，揭示Floquet-布洛赫模相关的光吸收新现象，为激光修饰材料的表征与调控提供支撑。
2023-08-03 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph physics.optics
Stochastic Noise as a Source of Decoherence in a Solid State Quantum Computer
我们研究了一个随机噪声过程，它对Kane提出的固态量子计算机的量子寄存器中量子比特的平均演化具有消散效应。我们认为，这个过程中的影响上的单量子位操作必要的执行量子逻辑门，并推导出在这个系统中的这些门的保真度的表达式。然后，我们计算一个上限的水平，这种随机噪声容忍在一个可行的量子计算机。
2001-04-11 quant-ph
Decay of Entanglement for Solid-State Qubits
我们研究了各种退相干模型下纠缠的时间演化：一个基于局域弛豫和退相时间的一般启发式模型，以及两个描述量子点中电子自旋量子比特由于与原子核的超精细相互作用而退相干的微观模型。对于每一个退相干模型，我们调查和比较多长时间的纠缠可以检测到。我们还引入了过滤见证算子，它延长了可用的检测时间，并研究了各种多体纠缠态的检测时间。通过比较检测所需的时间与产生和操纵纠缠所需的时间，我们估计了一系列不同的纠缠态有多少量子比特可以纠缠在一维电子自旋量子比特阵列中。
2009-09-02 cond-mat.mes-hall quant-ph
Dressed-state Hamiltonian engineering in a strongly interacting solid-state spin ensemble
本研究通过在强相互作用固态自旋集体中设计dressed-state霍金方程，实现了自旋相互作用的直接调节，提升了相干参数和磁强计灵敏度。
2025-12-09 quant-ph
Time-dependent Casimir-Polder forces and partially dressed states
在部分修饰的二能级原子的时间演化过程中，出现了一种依赖于时间的Casimir-Polder力。部分修饰的原子是通过原子参数的快速变化而获得的，例如它的跃迁频率，由于一些外部因素的作用。为了简单起见，在立体角上平均的原子周围的电磁场波动被计算为时间的函数，并且表明与第二个原子的相互作用能产生两个原子之间的动态Casimir-Polder势。
2002-12-31 quant-ph
Phenomenological Study of Decoherence in Solid-State Spin Qubits due to Nuclear Spin Diffusion
我们提出了一个研究的前景，在固态自旋量子比特的相干性保持使用动态解耦协议。最近的实验提供了在这个量子比特系统中的多脉冲动态解耦序列的第一个演示，但由于缺乏相关噪声过程的具体知识，对潜在相干性改善的定量分析受到阻碍。基于实验验证的半经典模型，我们模拟了任意动态解耦脉冲序列下的量子比特相干性。这种现象学方法将潜在噪声过程的细节捆绑到一个实验相关的噪声功率谱密度中。我们的研究结果表明，在一个两电子单重态-三重态自旋量子比特的实验测量的主要特征可以复制使用$1/ω^{2}$噪声功率谱与核自旋翻转的主机材料。从这个验证开始，我们解决了核编程，高频核自旋动力学和其他高频经典噪声源的影响，与物理参数和微观计算支持的aptures在相关的。我们的研究结果提供了预期的性能界限，并确定诊断指标，可以通过实验测量，以更好地阐明潜在的核自旋动力学。
2011-01-30 cond-mat.mes-hall quant-ph
Room-temperature storage of quantum entanglement using decoherence-free subspace in a solid-state spin system
我们实验证明室温存储的量子纠缠使用两个核自旋弱耦合的电子自旋由一个单一的氮空位中心在金刚石。我们实现了对三量子比特自旋系统的通用量子门控制，并在两个核自旋的无消相干子空间中产生了编码的纠缠态。通过注入任意的集体噪声，我们证明了无退相干纠缠态的相干时间比其他纠缠态的相干时间长一个数量级。
2017-11-08 quant-ph
Combined encoding and decoupling solution to problems of decoherence and design in solid-state quantum computing
对于可扩展的量子计算设备的提议不仅由于与其环境的相互作用而遭受退相干，而且还遭受严重的工程约束。在这里，我们介绍了这些主要问题的实际解决方案，特别是解决固态提案。首先通过将一个逻辑量子比特编码成两个量子比特来减少去相干，然后通过一组有效的去耦合脉冲序列来完全消除去相干。相同的编码消除了对单量子位操作的需要，这构成了困难的设计约束。我们进一步展示了如何占主导地位的退相干过程可以确定经验，以优化去耦脉冲。
2002-06-18 cond-mat quant-ph
Decoherence of a solid-state qubit by different noise correlation spectra
固态量子比特与其环境自由度之间的相互作用产生了非幺正效应，如退相干和耗散。不受控的退相干是量子信息处理必须克服的主要障碍之一。利用主方程研究了固态量子比特中相干态的动态衰减。我们分析了热欧姆环境和低频1/f噪声引起的影响。研究了纵向和横向噪声对超导量子比特动力学的影响。我们的研究结果可以用来设计未来的实验设置时，操纵超导量子比特。
2014-11-21 cond-mat.other quant-ph
Solid-state electronic spin coherence time approaching one second
固态电子自旋系统，例如金刚石中的氮空位（NV）色心，在量子信息、传感和计量学方面有着广阔的应用前景。然而，这种固态系统的一个关键挑战是实现比量子自旋操纵协议的时间长得多的自旋相干时间。在这里，我们证明了超过两个数量级的改善，在自旋相干时间（$T_2$）的NV中心相比，以前的测量：$T_2 \approx 0.5$ s在77 K，这使得$\sim 10^7$相干NV自旋操作之前退相干。我们采用动态去耦脉冲序列来抑制由于磁噪声引起的NV自旋退相干，并发现在很宽的温度范围内，$T_2$仅限于纵向自旋弛豫时间（$T_1$）的大约一半，这归因于声子诱导的退相干。我们的结果适用于NV自旋的集合，并且不依赖于特定NV的最佳选择，这可以推进量子传感，使压缩和多体纠缠在固态自旋集合中，并打开一条路径来模拟大范围的驱动，相互作用主导的量子多体哈密顿量。
2012-12-06 cond-mat.mes-hall quant-ph
Extending Radiowave Frequency Detection Range with Dressed States of Solid-State Spin Ensembles
针对固态自旋量子传感器PDD协议频率上限仅数MHz的问题，本文提出基于NV系综缀饰态的连续动力学解耦方法，实现约85 MHz射频探测，并结合外差同步协议获得高光谱分辨率。
2024-10-22 physics.app-ph physics.chem-ph quant-ph
Spin-phonon decoherence in solid-state paramagnetic defects from first principles
金刚石和六方氮化硼中的顺磁缺陷具有独特的自旋和光学特性，使它们成为原型固态量子比特。尽管这些自旋量子比特的相干性受到自旋-声子弛豫的严重限制，但对这一过程的全面理解尚未实现。在这里，我们应用从头算自旋动力学模拟这个问题，并定量再现实验的自旋弛豫时间和自旋相干时间的温度依赖性。我们表明，低频的零场分裂的双声子调制负责自旋弛豫和退相干，并指出在2维材料的振动的性质作为其较短的相干时间的罪魁祸首。这些结果为固态顺磁缺陷中自旋-声子退相干提供了一种新的解释，为正确解释实验结果提供了一种新的策略，并为加速设计新的自旋量子比特铺平了道路。
2023-02-09 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Decoherence of solid-state spin qubits: a computational perspective
本综述从计算视角出发，介绍第一性原理模拟及簇方法在固态自旋量子比特退相干研究中的应用，助力新型量子平台设计与下一代量子技术发展。
2025-03-20 quant-ph
Mechanisms of irreversible decoherence in solids
核磁共振（NMR）中的重聚焦序列在原理上可以逆转闭合系统在久期偶极哈密顿量下的相干演化。我们使用这种实验策略来研究不可逆退相干对单晶水合盐中信号幅度衰减的影响，其中核自旋系统包括在水合水质子自旋的集合中，每个对中具有强耦合，并且与其他对的耦合弱得多。我们研究了衰减时间随温度、晶体取向与外加磁场和射频脉冲幅度的实验响应。我们发现，所观察到的衰减的重定域信号可以解释由两个独立的机制：（a）下的非长期条款的逆转哈密顿量的演变，和（b）的内在机制具有不可逆的退相干的属性与量子环境的耦合诱导。为了表征（a），我们将实验数据与人工封闭自旋系统的重定域NMR信号的数值计算进行比较。为了描述（b），我们使用了一个与声子池耦合的自旋对的不可逆绝热退相干模型，该模型允许评估退相干时间的上限。该模型既考虑了所观察到的退相干时间对自旋环境哈密顿量的本征值的依赖性，又考虑了对样品温度的独立性。这个结果，然后，支持绝热退相干引起的偶极-声子耦合的解释所观察到的不可逆衰减的回复NMR信号在固体中。
2017-04-20 quant-ph
Broadband noise decoherence in solid-state complex architectures
宽带噪声严重限制了固态量子信息处理器的实现。考虑到常见的光谱形式，我们提出了一个分类的噪声源的基础上产生的影响，而不是在他们的微观起源。我们说明了一个多阶段的方法，宽带噪声，系统地只包括有关环境的信息，出了巨大的参数化所需的微观描述。我们将这种技术应用于固态双量子位门在一个固定的耦合实现方案。
2010-01-26 cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con quant-ph
Suppressing spin qubit decoherence during shuttling via confinement modulation
QuTech and Kavli Institute of Nanoscience, Delft University of Technology（代尔夫特理工大学量子技术研究所和卡弗里纳米科学研究所）
本文提出通过调制限制势进行连续动态去耦，以提高移动自旋量子比特的相干性，利用自旋轨道相互作用实现高效 dressed-state 运输，抑制低频噪声影响。
2026-05-01 cond-mat.mes-hall quant-ph
Microscopic theory of energy dissipation and decoherence in solid-state systems: A reformulation of the conventional Markov limit
我们提出并讨论了开放量子系统中能量耗散和退相干现象的一般密度矩阵描述，能够克服传统马尔可夫近似的固有局限性。特别是，所提出的替代绝热方案在任何时候都不会威胁到正性。我们的方法的关键思想在于时间对称化和粗粒化的散射项的刘维尔-冯诺依曼方程，在应用减少程序的环境自由度。由此产生的动力学是真正的林德布拉德一样，并恢复费米的黄金法则功能的半经典极限。暴露于非相干声子激发峰值周围的中心模式的半导体量子点的原型情况下的应用进行了讨论，突出了我们的形式主义的成功相对于传统的马尔可夫极限的关键问题。
2011-10-17 quant-ph
Experimental demonstration of two-photon magnetic resonances in a single-spin-system of a solid
虽然到目前为止，量子系统的操纵已经有了很大的发展，但实现一个用于量子信息处理和网络的单源多用途系统仍然具有挑战性。虚态，即所谓的“缀饰态”，是量子物理系统进行量子杂化的潜在宿主。我们提出了一个实验演示的双光子磁共振使用一个单一的自旋在一个单一的氮空位中心的金刚石产生的修饰态。双光子磁共振在微波和射频场的作用下发生，具有不同的作用范围。实验结果揭示了固体中单缺陷自旋的双光子磁跃迁行为，从而利用超导和自旋电子学器件提出了具有不同工作范围的新的潜在量子和半经典混合系统。
2019-06-09 quant-ph
Dressed-State Polarization Transfer between Bright & Dark Spins in Diamond
在环境条件下，固态系统中的自旋杂质被发现处于热混合状态并且是光学“暗”的，即，自旋状态不能被光学控制。金刚石中的氮空位（NV）中心是一个例外，因为电子自旋状态是“明亮的”，即，它们可以通过光泵浦来极化、用自旋共振技术来相干地操纵、以及光学地读出，所有这些都在室温下进行。在这里，我们展示了一个修饰态，双共振计划转移极化从明亮的NV电子自旋暗替代氮（P1）电子自旋在金刚石。这种极化转移机制可以用来将暗自旋的介观浴冷却到接近零的温度，从而为量子信息和传感提供资源，并帮助研究多体自旋系统中的量子效应。
2012-11-12 cond-mat.mes-hall physics.atom-ph quant-ph
Correlated quantum measurement of a solid-state qubit
我们提出了一个固态实验来研究量子比特态的连续量子测量过程。该实验将验证单个量子位在测量过程中保持相干（与整体平均密度矩阵的逐渐退相干相反），从而确认通过连续测量进行量子位纯化的可能性。该实验可以使用量子点、单电子晶体管或SQUID来实现。
2000-08-01 cond-mat.mes-hall quant-ph
Measure of decoherence in quantum error correction for solid-state quantum computing
我们考虑了半导体量子寄存器与噪声环境的相互作用导致的各种类型的量子比特错误。我们分析了电子-声子相互作用过程中的相位衰减和振幅衰减。量子纠错码（QECC）是全尺寸量子信息处理器中必不可少的一种编码方式，本文在半导体纳米结构中研究了量子纠错码的性能。我们选择半导体耦合双量子点系统中单电子的量子空间态作为量子比特的硬件基础。将Shor和Dijuenzo改进的5-和9-量子比特量子纠错（QEC）算法应用于量子寄存器，不提取错误伴随式。5-在声学声子环境下，对硅电荷双点量子比特进行了纠错处理。利用卡矩阵、Choi-Jamiolkowski态和退相干测度等技术对量子比特容错性进行了量化。我们的结果表明，上述量子纠错技术的引入在小声子噪声水平提供了输出错误率的二次改善。论证了半导体量子信息处理器中5量子比特量子纠错算法的有效性。
2012-10-24 quant-ph
Decoherence-Free Rotational Degrees of Freedom for Quantum Applications
我们采用球形$t$ -设计的固体，其旋转自由度的系统建设，可以强大的退相干由于外部波动场，同时保持其灵敏度感兴趣的信号。具体地，来自附近源的信号相位累积速率与由来自更远源的波动场引起的退相干速率的比率可以通过使用越来越复杂的形状而增加到任何期望的水平。这允许产生旋转自由度的长寿命宏观量子叠加以及两个或更多个这样的固体之间的纠缠的稳健产生，其应用于稳健的量子传感和精密计量以及量子寄存器。
2020-01-03 quant-ph
A Mean-Field Lindblad Master Equation Framework for Interaction-Driven Decoherence in Solid-State Qubit Ensembles
Department of Chemistry, University of Colorado Boulder（科罗拉多大学博尔德分校化学系）；Ann and H.J. Smead Aerospace Engineering Sciences, University of Colorado Boulder（科罗拉多大学博尔德分校安恩和H.J.斯米德航空航天工程科学）
提出多量子比特平均场Lindblad主方程框架，通过解析和数值方法研究相互作用、浓度、空间分布及噪声对固态量子比特弛豫和退相干时间的影响，并应用于Er³⁺掺杂CeO₂系统识别主导机制。
2026-06-24 quant-ph
Coulomb blockade in microscopic material defects as a source of decoherence and noise in solid-state quantum circuits
National Physical Laboratory（英国国家物理实验室）；Royal Holloway University of London（伦敦大学皇家霍洛威学院）
研究固态量子器件中退相干问题，通过扫描门显微镜发现源于金属颗粒库仑阻塞和微波驱动电荷隧穿的新退相干机制，其与TLS缺陷不同且常被传统技术误判，消除金属颗粒可抑制此机制提升器件性能。
2026-07-20 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Measuring the decoherence rate in a semiconductor charge qubit
本文描述了一种测量固态量子比特退相干时间的方法。量子位被编码在与半导体主体中的一对施主杂质结合的单个电子的轨道自由度中。量子位通过动态改变外部电场来操纵。我们表明，通过测量作为控制场参数的函数的成功量子比特旋转的总概率，可以确定退相干率。我们估计了各种系统参数，包括由于电磁涨落和声学声子的退相干率。我们发现，对于合理的物理参数，实验是可能的与现有的技术。特别是，绝热控制场的使用意味着实验可以用控制电子设备进行，时间分辨率为几十纳秒。
2003-02-12 cond-mat.mes-hall quant-ph
Designing Frustrated Quantum Magnets with Laser-Dressed Rydberg Atoms
我们展示了如何广泛的一类晶格自旋1/2模型与角度和距离相关的耦合可以实现与冷碱金属原子存储在光学或磁陷阱阵列。有效自旋-1/2由一对原子基态表示，自旋-自旋相互作用由精细结构分裂里德伯态与激光之间的范德华相互作用混合得到.对角自旋相互作用以及“翻转”、“翻转”和“翻转”相互作用的强度可以通过利用量子干涉来调节，从而实现不同的自旋对称性。由此产生的相互作用的能量尺度与典型的温度和退相干时间尺度相比，使得对量子磁性的奇异形式的探索，包括涌现的规范理论和指南针模型，可以在最先进的实验中进行。
2015-04-30 cond-mat.quant-gas quant-ph
Qubit decoherence under two-axis coupling to low-frequency noises
许多固态量子比特系统受到沿着布洛赫球的两个垂直轴运行的低频噪声机制的影响。根据量子位的控制场，噪声可以是量子位的量化轴的纵向或横向，从而以不同的方式影响其动力学，通常有助于超越纯退相的退相干。在这里，我们提出了一个理论，提供了一个统一的平台来研究量子比特的动力学受到两个垂直的低频噪声（假设是高斯和不相关的）下的动态解耦脉冲序列。该理论证明了常见的情况下，幂律噪声谱，近似的分析结果可以得到。
2021-12-07 cond-mat.mes-hall quant-ph
Deterministic single-electron trapping on solid neon using engineered dielectric surface geometry
University of New South Wales（新南威尔士大学）
研究固态氖表面悬浮电子量子比特面临的问题，提出在其下方沉积介电层并选择性蚀刻以形成确定性势阱俘获电子的方法，通过模拟验证该方法，为量子信息处理提供了更可靠的平台。
2026-07-23 cond-mat.mes-hall quant-ph
Non-Markovianity in a dressed qubit with local dephasing
National Institute of Technology, Srinagar（斯利那加国家技术学院）；University of Kashmir（克什米尔大学）
研究了无自旋费米子 hopping 实现的 dressed qubit 在不同浴谱和耦合强度下的非马尔可夫性行为。
2026-02-07 cond-mat.quant-gas quant-ph
Dressed Collective Qubit States and the Tavis-Cummings Model in Circuit QED
通过在传输线谐振器中固定位置嵌入离散的完全可控超导量子比特，在不考虑原子数和耦合涨落的情况下，给出了Tavis-Cummings模型的理想实现.测量真空Rabi模分裂与一个，两个和三个量子比特强耦合到腔场，我们探索亮和暗修饰集体多量子比特态，并观察到离散平方根N标度的集体偶极耦合强度。我们的实验展示了一种新的方法来探索集体态，如W态，在一个完全全局和局部可控的量子系统。我们的可扩展的方法是有趣的固态量子信息处理和基本的多原子量子光学实验与固定的原子数。
2009-08-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Dephasing of solid-state qubits at optimal points
最近的实验与约瑟夫森结电路的动机，我们分析了各种噪声源的影响，在最佳的操作点，线性耦合到低频波动被抑制的动态的两个级别的系统。我们研究了由于非线性（二次）耦合的退相干，专注于实验相关的1/f和欧姆噪声功率谱。对于1/f噪声，强高阶效应影响演化。
2003-12-22 cond-mat.mes-hall quant-ph
Dynamics of quantum information scrambling under decoherence effects measured via active spins clusters
发展量子技术需要控制和理解多体系统中量子信息的非平衡动力学。本地信息通过创建称为信息加扰的复杂相关性在系统中传播，因为该过程防止从本地测量中提取信息。在这项工作中，我们开发了一个适用于固态NMR方法的模型，以量化信息置乱。通过时间反演的Loschirm回波（LE）和多个量子相干性实验，本质上包含缺陷测量的扰频。考虑到这些缺陷，我们推导出表达式的时间顺序的干扰器（OTOC）量化的基础上测量的信息传播的活跃自旋的数量的可观察到的信息扰频。基于OTOC表达式，退相干效应自然地产生的非回复项的影响，在LE实验。退相干导致信息置乱的可测量程度的局部化。这些影响定义了一个本地化集群大小的可观察数量的活动自旋，确定一个动态平衡。我们将模型的预测与固态NMR实验进行的量子模拟进行对比，该实验测量具有受控缺陷的时间反转回波的信息扰频。一个很好的定量协议被发现与动态的量子信息扰频和它的本地化效果从实验数据确定。所提出的模型和导出的OTOC设置工具，用于量化大量子系统（超过$10^{4}$自旋）的量子信息动力学与实验实现一致，本质上包含缺陷。
2021-12-03 cond-mat.mes-hall quant-ph
