Supersensitive phase estimation by thermal light in a Kerr-nonlinear interferometric setup
本文证明利用Kerr非线性耦合器将热光注入马赫-曾德尔干涉仪，可实现超越标准量子极限的超灵敏相位估计，且性能优于相干光，有望推进非相干光源的干涉相位显微术。
2024-07-17 quant-ph
Harnessing high-dimensional temporal entanglement using limited interferometric setups
本文首次完成偏振-时间域高维纠缠的完整分析，提出高效认证QKD密度矩阵元素与安全参数的方法，并设计新装置以增强自由空间量子通信的抗噪声能力。
2024-11-21 quant-ph
Interferometric tunability of the absorption
我们提出了一种干涉设置，允许调整的辐射量由一个固定的光源照射的物体吸收。该方法可以用于基于物体的透射率选择性地照射物体的部分，或者根据粗略的吸收测量来准确地估计透射率。
2006-03-27 quant-ph
Linear optical setups for active and passive quantum error correction in polarization encoded qubits
在这项工作中，我们提出了主动和被动的线性光学设置的量子通信系统中，采用单光子和介观相干态的偏振误差校正。描述了量子通信系统中的应用。
2006-08-21 quant-ph
Multi-Path Interferometric Josephson Directional Amplifier for Qubit Readout
我们实现并表征了一个适用于量子比特读出的量子限制的定向约瑟夫森放大器。该器件由两个非简并的三波混频放大器组成，它们以干涉方案耦合在一起，嵌入在印刷电路板中。非互易性是通过在馈送设备的同频泵之间施加相位梯度来产生的，该相位梯度在法拉第介质中起磁场的作用。通过系统中多路径之间的波干扰，诱导定向放大和反射增益消除。我们测量并讨论了器件的主要品质因数，实验结果与理论符合得很好。这种定向放大器的改进版本有望消除对体积庞大的片外隔离级的需求，这些隔离级通常在高保真、量子非破坏测量设置中将量子系统和前置放大器分开。
2017-10-08 cond-mat.supr-con physics.ins-det quant-ph
Non-Markovian qubit dynamics in a circuit-QED setup
我们考虑一个电路QED设置，允许诱导和控制的量子比特的非马尔可夫动力学。非马尔可夫性通过其直接耦合到玻色子模式而在量子位上实施，玻色子模式可控地耦合到其他量子位模式系统。我们表明，这种配置可以实现在电路QED设置由两个初始独立的超导电路，每个电路由一个电荷量子比特和一个传输线谐振器，这是把相互作用的谐振器耦合到电流偏置的约瑟夫森结。我们解决了这个问题，然后进行了深入的调查的涌现非马尔可夫动力学的量子比特。我们的研究可能会服务于第一次实验评估的背景下，在一个多元素的固态设备的非马尔可夫。
2015-03-12 quant-ph
Active protection of a superconducting qubit with an interferometric Josephson isolator
非互易微波器件在高保真、量子非破坏（QND）测量方案中起着几个关键作用。它们将输入与输出分开，对读出信号施加单向路由，并保护量子系统免受输出链产生的不必要的噪声的影响。然而，现有技术的低温循环器和隔离器在可扩展的超导量子处理器中是不利的，因为它们使用磁性材料和强磁场。在这里，我们实现了一个有源隔离器耦合两个非简并约瑟夫森混频器的干涉计划。非互易性是通过在馈送约瑟夫森混频器的同频泵浦之间施加相位梯度来产生的，约瑟夫森混频器在法拉第介质中扮演磁场的角色。为了证明这种基于约瑟夫森的隔离器用于量子测量的适用性，我们将其并入超导量子比特的输出线，耦合到快速谐振器和Purcell滤波器。我们还利用宽带超导定向耦合器将读出信号耦合到量子位谐振器系统和量子限制约瑟夫森放大器中，以提高读出保真度。通过使用这种新颖的量子设置，我们展示了量子位的快速，高保真，QND测量，同时提供超过20 dB的保护，防止约瑟夫森放大器反射的放大噪声。
2018-10-16 cond-mat.supr-con quant-ph
Light-matter quantum interferometry with homodyne detection
研究了一个未知高斯过程（包含位移、压缩和相移）对物质系统的影响。物质系统的状态不是直接测量的;相反，我们测量与系统相互作用的光学模式。我们提出了一种干涉设置利用分束器类型的光与物质的相互作用与零差探测器和两种方法的估计。我们证明了替代非干涉计划的干涉设置的优越性。重要的是，我们表明，即使有限的耦合强度和嘈杂的物质系统是足够的非常好的估计。我们的工作开辟了道路，许多未来的调查轻物质干涉的实验平台，量子精密测量的物质系统。
2017-08-08 quant-ph
The Quantum-Classical Boundary for Precision Interferometric Measurements
了解光学相位估计精度的基本限制对于科学和技术中使用的许多调查技术至关重要。我们研究了一个固定的光相移的估计，由于一个样本，其中有一个相关的光损耗，并比较相位估计策略，使用经典和非经典的探测状态。这些比较基于在整个感测过程中由样品吸收或散射的每数量的光子计算的可获得的（量子）Fisher信息。我们发现，对于一个给定数量的入射光子后的未知相位，非经典技术在原则上提供了不到20%的减少均方根误差（RMSE）相比，理想的经典技术在多通光学设置。在一个新的光学设置中使用经典技术，我们分析，其中包括在传感过程中的额外阶段的干扰，可实现的减少RMSE提供的非经典技术下降到只有~ 4%。我们解释了这些结论如何变化时，非经典的技术相比，经典的探测状态在非理想的多通光学设置，由于测量设备的额外的光子损失。
2017-12-12 quant-ph
Fighting decoherence in a continuous two-qubit odd or even parity measurement with a closed-loop setup
对两个量子比特的奇偶性测量，每个量子比特由腔中的单个原子组成，可以通过测量探测光束的相移来实现，探测光束顺序地与两个量子比特相互作用，但是不完美导致给定奇偶性的子空间内的退相干。我们证明了一个不同的设置，其中探测光与量子比特反复相互作用，可以显着降低奇或偶奇偶子空间内的退相干率。我们考虑的情况下，共振和非共振光原子相互作用的情况下，发现的性能是相当的，如果参数选择适当。
2014-10-03 quant-ph
A Unified Quantum Interferometric Framework for Interaction-Free Measurement and Delayed-Choice Experiments
Jaypee Institute of Information Technology（贾伊皮信息技术学院）
本文提出一种用于无相互作用测量与延迟选择实验的统一量子干涉框架，以辅助量子比特作为量子开关实现两种实验行为的连续过渡，且符合标准量子力学。
2026-08-13 quant-ph
Experimental investigation of enviroment--induced entanglement using an all--optical setup
我们研究了两个非相互作用的量子比特耦合到一个共同的库之间纠缠的产生。设想了一种实验装置，以在光束的偏振上编码一个量子比特，并在其横模上编码另一个量子比特。储存器的动作被实现为对这两个量子位的条件操作，由纵向路径作为辅助自由度来控制。一个纠缠见证和两个量子比特的并发很容易从直接的强度测量显示出良好的协议与理论预测。
2017-12-04 quant-ph
High-fidelity qubit readout using interferometric directional Josephson devices
在高保真量子位读出方案中需要非互易微波器件，例如循环器和隔离器，以单向路由读出信号并保护量子位免受来自输出链的噪声的影响。然而，低温循环器和隔离器在可扩展的超导架构中是禁止的，因为它们依赖于磁性材料。在这里，我们执行一个快速（750 ns）高保真度（95%）的量子非破坏读出的相干超导量子比特（$T_{1}=52$ $μs$，$T_{\rm{2E}}=35$ $μs$）没有任何非互易磁性设备。我们采用在我们的读出链微波控制的量子位读出多芯片模块（qRMCM），集成了干涉定向约瑟夫森器件组成的隔离器和可重构的隔离器/放大器设备和片外低通滤波器。使用qRMCM，我们证明隔离高达45 dB的13 MHz内，当两个定向器件作为隔离器，和低噪声放大超过10 dB的$10$ MHz的动态带宽内，当可重构器件作为放大器操作。我们还证明了使用qRMCM的可变隔离，量子比特相干时间$T_{\rmφ}$和$T_{\rm{2E}}$的原位增强了两个数量级（即，从$T_{\rmφ}=T_{\rm{2E}}=0.5$ $μs$到$T_{\rmφ}=90$ $μs$和$T_{\rm{2E}}=50$ $μs$）。此外，通过直接比较qRMCM性能与采用一对宽带磁隔离器的最新配置（具有$T_{\rm{2E}}\approx 2T_{1}$），我们发现用qRMCM（其中$T_{\rm{2E}}\approx T_{1…
2021-09-29 cond-mat.supr-con quant-ph
Characterizing non-Markovianity via quantum interferometric power
开放量子系统中的非马尔可夫演化通常以信息从环境到系统的回流为特征，因此是研究量子信息协议的性能和鲁棒性的一个重要方面。在这项工作中，我们探索非马尔可夫通过的单调性的故障的优值，称为量子干涉功率，这是基于最小的量子费舍尔信息获得的局部幺正演化系统的一部分，并可以被解释为量子关联超越纠缠的量词。我们在两个相关的例子中研究我们提出的非马尔可夫指标。首先，我们考虑了单粒子退相通道对最大纠缠双量子比特态的作用，通过应用Jamioenkowski-Choi同构。我们观察到，所提出的措施是一致的，建立非马尔可夫量词定义使用其他方法的基础上动态整除性，可扩展性，和故障的单调性的量子互信息。此外，我们考虑了两个量子比特的Werner态的动力学，在一个本地的，单方振幅阻尼通道的作用下，观察到量子干涉功率的非单调演化比相应的纠缠在捕获与非马尔可夫过程相关的量子信息的回流更强大。讨论了非马尔可夫性在量子精密测量中的作用和对连续变量系统的可能扩展。
2015-03-22 quant-ph
Interferometric modulation of quantum cascade interactions
我们考虑多体量子系统耗散耦合的级联网络，即设置中的相互作用是由单向环境模式传播通过线性光学干涉仪。特别是，我们感兴趣的可能性，诱导不同的有效的相互作用，通过适当的工程外部耗散网络的分束器和移相器。在这项工作中，我们首先推导出的一般结构的主方程的对称类的双折射不变的级联网络。然后我们展示了如何通过调整干涉仪的参数，利用干涉效应来定制各种多体相互作用。
2018-04-19 quant-ph
Experimental Demonstration of Quantum State Multi-meter and One-qubit Fingerprinting in a Single Quantum Device
我们在核磁共振实验中，利用量子干涉多用仪，在不需要量子层析成像资源的情况下，提取未知量子态的某些性质。它可以进行量子系统的直接态确定、本征值/本征向量估计、纯度测试以及任意两个未知量子态的重叠。使用相同的设备，我们还演示了单量子位量子指纹识别。
2004-12-08 quant-ph
Weak Gravitational Field Effects On Large-Scale Optical Interferometric Bell Tests
实验技术的技术改进最近允许在低地球轨道上产生双光子偏振纠缠态，随后应用于量子通信。这一成就为在新的设置中研究广义相对论和量子力学之间的相互作用铺平了道路。本文研究了在弱引力场作用下，利用大规模的Franson和Hugged干涉阵列产生双光子能量-时间纠缠态。我们表明，对于某些配置的阵列，纠缠态出现的引力时间延迟的结果。我们还表明，上述阵列产生纠缠和违反Clauser-Horne-Shymony-Holt不等式在适当的条件下，即使在频率色散的存在。
2020-04-18 quant-ph
Implementation of a three-qubit quantum error correction code in a cavity-QED setup
错误的校正对于当代计算设备和鲁棒通信协议的发展具有根本的重要性。利用微波腔场量子化模与里德伯原子的相互作用，提出了一种三比特量子重复码的实现方案。量子信息被编码在原子的两个环形里德伯态中，编码和解码过程在两个独立的微波腔中实现。我们表明，由于相位噪声波动的错误可以有效地使用一个国家的最先进的设备进行校正。
2010-07-05 quant-ph
An Interferometrically Robust Opto-Mechanical Coupler to Beam Polarisation
在这项工作中，我们研究了一种混合量子系统的工具，该系统实现了一个换能器，将微机械膜的微小位置变化映射到激光束的偏振上。这是通过减少对稳定性的需求的干涉设置来实现的。具体来说，放置在非对称光学腔中间的振荡氮化硅膜引起反射的近共振光场的相移。光束移位器用于将信号光束与模式匹配的正交偏振参考光束组合以进行偏振编码。随后的平衡零差测量用于检测热膜噪声。设计中的微小改进应实现足够高的信噪比，用于在高光-机械耦合强度的范围内检测运动量子噪声。这种设置可以在微机械振荡器和其他系统（如原子系综）之间提供鲁棒的量子链路。
2023-01-11 physics.optics quant-ph
Sudden change of interferometric power for X shape states
Chern Institute of Mathematics, Nankai University（南开大学陈省身数学研究所）；Department of Physics, School of Science, Tianjin University（天津大学理学院物理系）
研究X形态态在不同噪声环境下的量子干涉功率突变现象，揭示单侧量子通道对突变的影响及复合噪声下的表现。
2026-02-04 quant-ph
Quantum coherence versus interferometric visibility in a biased Mach-Zehnder interferometer
双缝干涉仪和带平衡分束器的马赫-曾德尔干涉仪（MZI）是研究量子波粒二象性的典型装置。这些设置诱导的干涉可见度（IVI）与单量子系统（WAQ）的波方面的定量关联。最近，人们意识到，量子相干性（QC）可以更好地适合于量化互补关系中的WAQ。在这篇文章中，我们研究了在输入和输出都有偏置分束器的MZI，我们表明，在某些情况下，IVI不足以量化WAQ，因为它不反映量子相干性的行为，即使是对于二维封闭量子系统。使用IBM量子计算机，我们通过对带有偏置分束器的光学MZI进行完整的量子模拟，实验验证了我们的理论研究结果。
2023-01-27 physics.optics quant-ph
Non-gaussian Entanglement Swapping between Three-Mode Spontaneous Parametric Down Conversion and Three Qubits
在这项工作中，我们研究了非高斯多体纠缠的产生和交换的设置包含参量放大器，产生三个光子在不同的模式耦合到三个量子比特。我们证明了在这种情况下产生的纠缠是非高斯性质的。我们介绍了真正的三方非高斯纠缠，有效的模式和量子比特纠缠的证人。此外，这些证人表明，光子之间产生的纠缠可以交换到量子比特，量子比特确实显示非高斯真正的三方纠缠在一个更广泛的参数制度，这表明我们的设置可能是一个有用的工具，提取纠缠产生的高阶参量放大量子精密测量或量子计算应用。
2022-02-04 quant-ph
State-dependent linear-optical qubit amplifier
我们提出了一个线性光学系统，用于可调输出量子比特保真度的预言量子比特放大。我们研究了它的成功概率作为输出量子比特保真度的函数，表明以较低的保真度为代价，该设置可以大大增加成功操作的概率。这些结果随后应用于状态相关的量子比特放大的建议。类似于状态依赖的量子克隆，关于输入状态的先验信息允许优化量子比特放大过程以获得更好的保真度与成功概率的权衡。
2013-09-18 quant-ph
Universal discriminator for completely unknown optical qubits
我们提出了一个实验装置，能够明确区分任何一对线性独立的单光子偏振量子比特，我们没有任何知识，除了这些未知状态的额外一对作为参考。该装置由光学CNOT门、弱交叉克尔非线性、Bell态分析器等线性光学元件构成，将未知的三光子输入态转换为相应的单光子态，并由线性光学电路进行确定性处理。通过这种设置实现了对未知状态的最佳区分。
2007-08-14 quant-ph
Quantum noise eater for a single photonic qubit
我们提出了一个单量子比特的量子噪声吞噬器，并通过实验验证了其恢复双轨光子量子比特所携带的叠加态的性能。我们考虑一种情况，当只有一个铁轨（例如，干涉仪臂之一）易受噪声影响。相干但随机到达的光子穿透到该单个轨道中导致其状态的改变，这导致后续量子信息处理中的错误。我们从理论上证明和实验上证明了这种量子噪声吞噬器可以有条件地完全恢复叠加态。
2013-08-04 quant-ph
Realization of single-qubit positive operator-valued measurement via a one-dimensional photonic quantum walk
我们通过将量子位实现为光子量子行走中的硬币并使行走者进行投影测量来执行量子位的广义测量。我们的实验技术可以用来实现光子任何秩1单量子比特正算符值测量通过构建一个适当的干涉量子行走网络，然后投影测量的步行者的位置在最后一步。
2015-01-22 quant-ph
Quantum Nonlocality of N-qubit W states
提出了一种测试N个量子比特的量子非局域性的实验装置。该方法是Banaszek和Wodkiewicz [1]提出的光学装置的推广。N个量子比特的量子非定域性可以通过它对N个量子比特的贝尔不等式的破坏得到。实验中测得的关联函数用维格纳函数描述。还考虑了探测器效率不高的影响。
2005-11-02 quant-ph
Passive polarization and phase stabilization scheme for Twin-Field QKD
本文提出一种结合类Sagnac干涉仪与即插即用配置的无源方案，同时稳定双场QKD中的相位和偏振，实验实现72小时95.3%的干涉可见度，并支持多用户网络扩展。
2025-07-01 quant-ph
Exploring the Accuracy of Interferometric Quantum Measurements under Conservation Laws
本文提出一种干涉式量子测量装置，探讨守恒定律下测量误差与Ozawa界的关系，发现波包形状和长度对误差比值有决定性影响，对量子技术资源优化具重要意义。
2024-12-19 quant-ph
Single-qubit measurement of two-qubit entanglement in generalized Werner states
本文推广了一种无需同时探测两个量子比特的干涉式纠缠测量方法，使其适用于广义Werner态双量子比特混合态，并通过定量分析实验不完美性验证了方法的可实现性与抗损耗能力。
2023-11-28 quant-ph
Hybrid Topological Quantum Computation with Majorana Fermions: A Cold Atom Setup
在本文中，我们提出了一个混合方案的拓扑量子计算中的一个系统的冷原子被困在一个原子晶格。一个拓扑量子比特子空间的定义使用马约拉纳费米子出现在一个网络的原子Kitaev一维线。我们展示了如何编织可以有效地实现在这种设置，并提出了一种直接的方法来证明非阿贝尔性质的马约拉纳费米子通过一个单一的奇偶测量。然后，我们介绍了一个建议的有效的，鲁棒的和可逆的映射的拓扑量子比特到一个传统的量子比特存储在一个单一的原子。在那里，可以使用控制良好的标准技术来实现通用计算所需的缺失门。我们的设置补充了一个有效的非破坏性协议，以检查映射中的错误。
2014-01-15 quant-ph
Mode-Invisibility as a non-Destructive Probe of Entangled QUBIT-CAT States
利用模不可见技术研究了纠缠到相干态的二能级原子系统的动力学行为。利用量子二能级探测器，我们演示了一种非破坏性地测量量子比特与广义CAT态纠缠之间的一些性质的方法，包括相干态的振幅，量子比特的位置和相对激发，以及冯诺伊曼熵。我们的研究结果表明，这最后一个量和干涉相移的探针之间的连接，从而提出了一种可能的方法来实验测量纠缠非破坏性。
2016-12-20 quant-ph
Interferometric Mass Photometry at the Quantum Limit of Sensitivity
提出一种基于 Michelson 干涉仪的光学成像系统，通过评估多种量子态的量子 Cramér-Rao 界限，证明其在小颗粒质量和相位估计上达到量子极限灵敏度且优于传统 iSCAT 方法。
2025-07-11 physics.ins-det physics.optics quant-ph
Quantum controlled-Z gate for weakly interacting qubits
我们提出并实验证明了一个在两个弱相互作用系统之间实现最大纠缠量子控制Z门的方案。我们利用量子干涉有条件地增强了量子比特间的耦合。在量子比特间相互作用之前和之后，其中一个量子比特相干耦合到辅助量子系统，最后投影回量子比特子空间。我们通过实验验证了这种技术的实际可行性，通过使用线性光学设置与弱干涉耦合之间的单光子量子比特。我们的程序是普遍适用于广泛的物理平台，包括混合系统，如原子云或光耦合到光机械振荡器。
2015-09-18 quant-ph
Distinguishability and "which pathway" information in multidimensional interferometric spectroscopy with a single entangled photon-pair
相关光子激发了大量与计量学相关的平台，这些平台受益于量子（反）相关性，并优于经典光平台。虽然这种演示主要集中在纠缠，光子交换相位和可纠缠度的作用还没有被广泛利用在量子增强应用。使用干涉仪设置，我们表明，即使在低度纠缠，当双光子波函数耦合到物质，它是一个可靠的编码“哪条路径？“信息。一个干涉交换相循环协议的开发，使微观相互作用的历史（途径）之间的相位敏感的歧视。我们发现，量子光干涉有利于完全不同的一组时间延迟变量，这是不受不确定性的波包的带宽倒数。我们说明了我们的研究结果的激子模型系统，并演示了如何探测带内移相在时域没有时间分辨率的检测。讨论了多光子符合与外加光强的奇异标度关系。
2021-07-12 quant-ph
Strong system-bath coupling induces negative differential thermal conductance and heat amplification in nonequilibrium two-qubits systems
应用非平衡极化子变换的Redfield方程结合全计数统计分析了非平衡双量子比特系统中的量子热传递。稳态热流与弱和强量子位浴耦合是明确统一的。在双端结构中，负微分热导被解开，具有强的量子位-浴耦合和有限的量子位分裂能量。部分强的自旋-玻色子相互作用足以显示负的微分热导。基于三端结构，即两个量子位不对称耦合到三个热浴，在强量子位-热浴耦合的情况下观察到巨大的热放大因子。此外，无论是左自旋玻色子耦合还是右自旋玻色子耦合的强相互作用都能表现出明显的热放大效应。
2019-03-02 quant-ph
Implementation of non-local XOR function for coherent-state qubit
本文描述了如何利用线性光学实现相干态量子比特的非定域异或函数。所提出的设置不使用基于隐形传态的门，并且在无损情况下，当必要的纠缠态可用时，它的成功概率等于0.5。实现非定域异或函数的关键是三重GHZ型纠缠相干态。它的产生首先提出了使用一个理想的无损设置，其次考虑在光学器件中的损耗引起的退相干。
2007-05-23 quant-ph
Gaussian interferometric power as a measure of continuous variable non-Markovianity
我们调查的非马尔可夫连续变量高斯量子信道通过一个操作的量化器的演变，即高斯干涉功率，它捕获的最小精度，可以实现使用二分高斯探针在黑箱相位估计设置，其中的相移发生器是\emph{a priori}未知。我们观察到，在局部高斯量子信道的作用下的高斯干涉功率的单调性的辅助臂的二分探针是一个自然的马尔可夫动力学指标，因此，其故障的特定地图可以用来构建一个证人和一个有效的量词的非马尔可夫。在我们的工作中，我们考虑两个范例高斯模型，阻尼主方程和量子布朗运动，并确定解析和数值的参数制度，引起非马尔可夫动力学。然后，我们量化的高斯干涉功率的信道的非马尔可夫性的程度，特别是显示，即使nonentangled探针可以是有用的见证非马尔可夫性。这在二分连续变量开放系统的动力学和它们的光学干涉测量潜力之间建立了一个有趣的联系。所得结果是对近年来连续变量系统非马氏性刻画研究的重要补充。
2015-11-30 quant-ph
Deterministic preparation of W states via spin-photon interactions
自旋系统，如金刚石中的硅或氮空位中心，量子点和耦合到光学腔的量子点分子，似乎是创建量子网络的关键元素，不仅构成网络的节点，而且还有助于创建光子网络。在这里，我们研究了任意大小的自旋系统$W$态的确定性制备。我们提出了一个有效的操作上的三个量子比特，两个是逻辑量子比特和一个是辅助量子比特，其中没有相互作用的逻辑量子比特是必需的。所提出的操作可以从两个可分离的量子位创建$W$型爱因斯坦-波多尔斯基-罗森（EPR）对，并将该EPR对或任意大小的$W$状态扩展一个，创建类似$W$的状态。以这个操作为基本构建块，我们展示了如何创建一个大规模的$W$状态的可分离的量子位，或两倍的大小的$W$状态。基于这种操作，并专注于氮空位（NV）中心在金刚石作为一个示例性的自旋系统，我们提出了一个设置，用于制备圆偏振光的$W$态，由一个单一的自旋量子比特的辅助下，其中没有光子-光子相互作用是必需的。接下来，我们提出了一个装置，准备$W$状态的自旋量子比特的空间分离系统，由一个单光子的协助。我们还分析了可能的不完善的影响，在实现上所产生的$W$状态的保真度的门。在我们的设置中，既不需要后测量，也不需要对自旋或光子量子比特的状态进行后处理。我们的设置可以用当前的技术实现，我们预计它们将有助于量子科学和技术。
2021-05-21 quant-ph
Optimal implementation of two-qubit linear optical quantum filters
在计算基础上，我们设计了最佳的干涉方案来实现两个量子比特的线性光量子滤波器。滤波是通过在多端口线性光学干涉仪中对量子比特进行编码的两个光子的干涉来实现的，然后调节滤波器的每个输出端口中存在的单个光子。因此，滤波器在符合基础上操作，类似于许多线性光学酉量子门。用线性光学器件实现滤波器可能需要额外的开销，因为滤波的总体成功概率降低，最佳滤波器是使总体成功概率最大化的滤波器。我们详细讨论了对称实滤波器的情况下，我们的分析也扩展到非对称和复杂的过滤器。
2021-02-26 quant-ph
Prospects of cooling a mechanical resonator with a transmon qubit in c-QED setup
基于超导量子比特的混合器件已经成为控制宏观谐振器量子态的一个有前途的平台。量子比特所增加的非线性可以是这种控制的宝贵资源。在这里，我们研究一个混合系统组成的机械谐振器纵向耦合到transmon量子比特。量子位读出可以通过耦合到读出模式来完成，如在c-QED设置中。机械谐振器和transmon量子比特之间的耦合可以通过调制SQUID电感来实现。在这样一个三方系统中，我们分析了所有三个模式分散耦合时的机械模式的稳态占领。我们使用量子噪声和Lindblad形式主义表明，边带冷却的机械模式到其基态是可以实现的。我们进一步实验证明，热机械运动的测量是可能的色散极限，同时保持量子比特和机械模式之间的大耦合。我们的理论计算表明，单光子强耦合是在实验范围内，在这样的混合设备。
2022-05-14 cond-mat.mes-hall quant-ph
Local and nonlocal probabilistic cloning of qubit states via partially entangled twin photons
最近，已经通过基于最大纠缠态中的一对孪生光子的实验装置提出了两个非正交量子比特态的非局部最优概率克隆（NLOPC）[Phys.Rev.A86，052332（2012）]。在这里，我们研究的NLOPC协议时，通过部分纠缠态实现的性能。我们证明了部分纠缠引入的误差可以通过应用量子态鉴别过程来消除。由于量子态鉴别是一个概率过程，校正以一定的概率成功，但产生完美的克隆。我们还研究了如何修改设置以生成本地副本。
2016-02-18 quant-ph
Single-shot energetic-based estimator for entanglement in a half-parity measurement setup
在遥远的量子比特之间产生和证明纠缠是量子信息技术非常需要的技能。在这里，我们提出了一种新的策略来监测和表征纠缠成因的半奇偶测量设置，依赖于一个充满活力的可观察的，这是半奇偶观察本身的连续读出。基于量子轨道方法，我们从理论上分析了一对连续监控量子比特的能量涨落统计。我们定量地将这些能量波动与量子比特之间产生的纠缠速率联系起来，并建立一个基于能量的估计器来评估电路中纠缠的存在。值得注意的是，该估计是有效的，在单轨迹水平，并显示出对有限的检测效率是强大的。我们的工作为从根本上理解与纠缠起源相关的随机能量过程铺平了道路，并为见证量子热力学量的量子关联开辟了新的视角。
2019-07-05 quant-ph
Engineering cryogenic setups for 100-qubit scale superconducting circuit systems
一个强大的低温基础设施的形式有线，热优化稀释制冷机是必不可少的，现在和未来的基于固态的量子处理器。在这里，我们设计了一个可扩展的低温设置，可以最大限度地减少被动和主动热负载，同时保证快速的量子位控制和读出。我们回顾了量子位驱动线，磁通线和输出线的设计标准，在典型的超导电路实验中使用，并详细描述了每种类型的线。测量了不锈钢和NbTi同轴电缆的被动热负载以及由于信号耗散引起的主动负载，验证了我们用于衰减器、电缆和其他微波元件的热锚定的稳健且可扩展的概念。我们的研究结果对于管理未来基于超导电路的大规模量子计算机的热预算非常重要。
2018-06-20 cond-mat.mes-hall quant-ph
Analysis of parametrically driven exchange-type (iSWAP) and two-photon (bSWAP) interactions between superconducting qubits
当前量子计算的瓶颈是在耦合量子位阵列中的两个或更多个量子位之间实现高保真的双量子位量子操作。基于参数驱动可调谐耦合器的门提供了一种方便的方法，通过选择性地激活有效哈密顿量中的不同相互作用项来纠缠多个量子比特。在这里，我们从理论和实验上研究了超导量子比特设置与两个transmon量子比特通过电容耦合可调总线连接。我们开发了一个依赖于时间的Schriffal-Wolff变换，并推导出交换相互作用门交换量子比特之间的激发（iSWAP）和双光子门创建和湮灭同时两个量子比特激发（bSWAP）的解析表达式。我们发现bSWAP门通常比更常用的iSWAP门慢，但具有良好的可扩展性，频率拥挤效应不太严重，这通常会降低多量子位设置中的保真度。我们的理论结果得到了实验测量和精确的数值模拟的支持，包括更高的transmon能级和耗散的影响。
2017-08-07 quant-ph
Interferometric braiding of non-Abelian anyons
Ludwig-Maximilians-Universität München（慕尼黑大学）；Munich Center for Quantum Science and Technology (MCQST)（慕尼黑量子科学与技术中心）；Max-Planck-Institute of Quantum Optics（马克斯·普朗克量子光学研究所）
本文提出基于量子杂质的协议，通过拉姆齐干涉仪测量非阿贝尔任意子的R和F矩阵元，并引入常规到拓扑的量子比特编码器，实现向拓扑保护量子记忆的信息转移。
2026-10-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Comment on "Observing the "quantum Cheshire cat" effect with noninvasive weak measurement''
在最近的一项工作中[arXiv：2004.07451]，Kim等人声称已经对量子柴郡猫效应进行了第一次真正的实验观察。我们对这种说法提出异议，理由是所采用的设置不足以进行定义这种干涉效应的弱测量。一半的必要的弱值没有观察到，另一半是通过组合不同设置测量的结果间接获得的。
2020-06-01 quant-ph
Chaos can act as a decoherence suppressor
我们提出了一种策略来抑制耦合到非马尔可夫噪声的固态量子比特的退相干，通过将量子比特附加到具有宽功率分布的混沌系统中，特别是在高频域。与现有的退相干控制方法（如通常的动力学解耦控制）不同，该控制的高频分量由低频场驱动的混沌系统产生，不需要产生复杂的优化控制脉冲。我们将该方案应用于超导量子线路，发现通过将量子比特耦合到Duffing振子作为混沌装置，可以有效地抑制宽频域中的各种噪声，包括低频$1/f$、高频欧姆噪声、亚欧姆噪声和超欧姆噪声.值得注意的是，量子比特的退相干时间在幅度上延长了大约$100$倍。
2011-01-17 quant-ph
Optical Bell Measurement by Fock Filtering
我们描述了一个非线性干涉装置进行一个完整的光学贝尔测量，即明确区分四个偏振纠缠EPR贝尔光子对。该方案对检测器效率低下具有鲁棒性。
1999-11-09 quant-ph
High-threshold fault-tolerant quantum computation with the Gottesman-Kitaev-Preskill qubit under noise in an optical setup
针对光学连续变量 FTQC，本文提出结合最大似然、Bell 测量与概率可靠测量构建 GKP 大规模团簇态的方案，并在门和损耗噪声下给出最高约12.4 dB的压缩阈值。
2023-02-07 quant-ph
On the Significance of Interferometric Revivals for the Fundamental Description of Gravity
我们表明，谐振子和两个水平的测试质量（TLTM）之间的相互作用介导的LOCC通道产生的签名，在[D。Carney等人，PRX Quantum 2，030330（2021）]被要求专门保留用于可以传输量子信息的信道。我们提供了一个明确的例子的基础上的测量和反馈通道，解释Carney等人的证明失败，讨论在何种程度上这种类型的设置可以测试的性质的引力相互作用和评论的一些基本含义，一个LOCC模型的重力可能在黑洞物理。
2022-03-15 gr-qc quant-ph
Improving resilience of the Quantum Gravity Induced Entanglement of Masses (QGEM) to decoherence using 3 superpositions
本文提出在QGEM协议中引入第三个嵌入量子比特的质量形成3量子比特装置，发现当叠加平行时在5秒内纠缠生成率最高且对退相干更具弹性，并通过联合Pauli基测量优化减少所需测量次数，为实施QGEM实验提供了新途径。
2022-02-15 gr-qc quant-ph
Engineering a C-Phase quantum gate: optical design and experimental realization
利用单光子的纵向动量自由度（即光路自由度）实现了一个双量子比特的量子门，即C相。用于设计该量子门的实验装置代表了用于产生和表征2光子4量子位相位Dicke态的高稳定性闭环干涉装置的高级版本。文中还详细讨论了相位Dicke态多体纠缠的一些实验结果。
2012-04-12 quant-ph
Unequal Coherent Ergotropy at Equal Interferometric Visibility and Energy in Quantum-Controlled Interferometers
International Centre for Theory of Quantum Technologies, University of Gdańsk（格但斯克大学量子技术理论国际中心）；Department of Physics, Federal University of Paraná（巴拉那联邦大学物理系）
该研究针对量子控制干涉仪，发现相同干涉可见度和能量下，不同元件作用顺序的装置相干功不等，干涉可见度并非可利用相干性的完整度量。
2026-10-14 quant-ph
