Quantum information processing with bosonic qubits in circuit QED
量子理论的独特性为信息处理提供了一个强有力的新范式。将这些数学抽象转化为有用的算法和应用需要具有显著复杂性和足够低错误率的量子系统。这种量子系统必须由鲁棒的硬件制成，该硬件可以相干地存储、处理和提取编码信息，并且具有有效的量子纠错（QEC）协议来检测和纠正错误。电路量子电动力学（cQED）为实现鲁棒量子器件提供了一个很有前途的硬件平台。特别是，cQED中使用超导腔的多光子状态来编码信息的玻色子编码已经成功地实现了硬件高效的QEC。在这里，我们回顾了最近的发展与玻色子码的量子纠错的理论和实现，并报告了实现容错量子信息处理与cQED设备的进展。
2021-04-12 quant-ph
Lattice gauge fields via modulation in circuit QED: The bosonic Creutz ladder
在这项工作中，我们提出了两个协议，使一个有效的规范位的微波光子电路QED。该方案包括耦合transmons的磁通谐波调制的时间。我们研究了各种类型的电容和电感耦合的影响，以及每个站点的固定相位偏移对耦合量子比特之间的复耦合率的作用。这些配置可以直接在超导电路中实现，并且很容易扩展到可扩展的晶格。由于transmon量子比特的固有非线性，这种晶格将是模拟具有非平凡规范场的玻色-哈伯德哈密顿量的理想平台。
2018-05-31 quant-ph
Classical simulation of bosonic linear-optical random circuits beyond linear light cone
从量子线路的概率分布中采样是一项基本的和实际的重要任务，它可以用于使用有噪声的中等规模量子设备来证明量子优越性。在本工作中，我们研究了经典的可模拟性采样从输出光子数分布的线性光学电路组成的随机分束器均匀分布的压缩真空态和单光子态输入。我们提供了有效的经典算法来模拟线性光随机电路，并表明该算法的误差是指数小的深度小于二次源之间的距离使用一个经典的随机线性光电路的随机游走行为。值得注意的是，允许有效经典模拟的平均情况深度大于最坏情况深度限制，其在距离上是线性的。此外，我们的结果与玻色子采样的硬度一起给出了构造全局Haar-随机酉回路的深度的一个下界。
2022-08-25 quant-ph
Coherent control of microwave pulse storage in superconducting circuits
用于量子存储器的相干脉冲控制在光域中是可行的，但在微波量子线路中是新生的。我们展示了如何通过利用和扩展超导量子线路中现有的电磁感应透明技术，在超导电路中实现相干存储和按需脉冲恢复。我们的方案采用了一个线性阵列的超导人工原子耦合到微波传输线。
2012-12-20 quant-ph
Performance of teleportation-based error correction circuits for bosonic codes with noisy measurements
玻色子量子纠错码为减少容错量子信息处理所需的硬件开销提供了一个可行的方向。一大类玻色码，即旋转对称码，可以通过它们的相空间旋转对称性来表征。然而，迄今为止，它们的性能仅在理想的噪声模型中进行了研究。在这里，我们进一步分析的纠错能力的旋转对称码使用基于传送的纠错电路。为此，我们数值计算平均门保真度，包括测量误差到数据量子位的噪声模型。专注于物理测量模型，我们评估的外差和自适应零差检测的性能相比，以前研究的规范相位测量。此设置使我们能够在解码编码信息时阐明当前可用的不同测量方案的作用。我们发现，目前在微波光学可实现的测量效率，玻色旋转代码进行了大幅下降，其盈亏平衡的潜力。此外，我们进行了详细的分析Gottesman-Kitaev-Preskill（GKP）代码使用类似的纠错电路，使我们能够分析现实的测量模型对不同的代码的影响。在比较RSB码，我们发现GKP码的性能更大的减少，连同光子数失相的脆弱性。我们的研究结果表明，高效的测量协议构成了一个重要的基石，对错误校正量子信息处理玻色子连续变量系统。
2022-05-16 quant-ph
Hardware-Efficient Fault Tolerant Quantum Computing with Bosonic Grid States in Superconducting Circuits
本文综述玻色网格态编码，指出利用多模玻色量子比特可在单物理单元层面纠错、降低硬件需求，是超导电路实现MHz级容错门量子计算的最短路径。
2024-09-09 quant-ph
Efficient multiphoton sampling of molecular vibronic spectra on a superconducting bosonic processor
量子系统的有效模拟是开发可控量子机器的主要动力因素。对于具有底层玻色子结构的寻址系统，利用自然玻色子平台是有利的。通过线性网络的光学光子可以被配置为执行量子模拟任务，但是在线性光学系统中光的多光子量子态的有效制备和检测是具有挑战性的。在这里，我们实验性地实现玻色子采样协议，用于在双模超导设备中模拟分子振动光谱[Nature Photonics $\textbf{9}$，615（2015）]。除了在两种模式下制定必要的高斯运算集外，我们还通过在任何平台上首次展示高保真单次光子数分辨检测方案来满足可扩展性要求，该方案能够分辨每种模式多达15个光子。此外，我们运用合成非高斯输入态的能力来模拟分子系综振动激发态的光谱。我们通过提取H $_2$ O，O $_3$，NO $_2$和SO $_2$中的光电子过程的光谱来展示我们的实现的可重新编程性。在这项工作中强调的能力建立了超导体系结构作为玻色子模拟的一个有前途的平台，并通过将它们与克尔相互作用和工程耗散等工具相结合，使更广泛的玻色子系统的模拟。
2019-12-17 quant-ph
Computational modeling of decay and hybridization in superconducting circuits
我们提出了一个框架，集成了经典的微波分析与电路量化的超导电路建模。我们的框架，使超导电路的有损本征模的计算，我们通过分析多路复用，珀塞尔过滤transmon读出架构相关的几个电路演示的方法。我们表明，由我们的方法得到的transmon弛豫时间同意建立近似$T_1 \approx C/\text{Re}[Y(iω_q)]$远离环境共振，并不消失的共振。我们还表明，在读出电路中的模式的杂交是非常敏感的Purcell滤波器的带宽。
2019-03-21 quant-ph
When quantum resources backfire: Non-gaussianity and symplectic coherence in noisy bosonic circuits
DIENS, \'Ecole Normale Sup\'erieure, PSL University, CNRS, INRIA, 45 rue d’Ulm, Paris, 75005, France；Institute of Physics, \'Ecole Polytechnique F\' e d\' e rale de Lausanne (EPFL), Lausanne, Switzerland；Centre for Quantum Science；Engineering, \'Ecole Polytechnique F\' e d\' e rale de Lausanne (EPFL), Lausanne, Switzerland
本文提出位移传播算法，揭示在噪声环境下非高斯性和辛相干可能使玻色电路更易被经典模拟，挑战了传统对量子优势的理解。
2026-01-09 cs.CC quant-ph
Particle-conserving quantum circuit ansatz with applications in variational simulation of bosonic systems
针对玻色等非二元系统缺乏粒子数约束线路的问题，提出构造上守恒的 BEMPA，并通过 VQE 证明其在 Bose-Hubbard 模型中更快、更省资源。
2024-02-29 quant-ph
Four-junction superconducting circuit
我们发展了一个量子电路的理论，该量子电路由一个被四个约瑟夫森结中断并被一个磁通量（静态的或随时间变化的）穿透的超导回路组成。除了与典型的三结通量量子比特在双阱制度的相似性，我们证明了四结电路从它的三结模拟的差异，包括它的优势，后者。此外，四结电路在单阱区也进行了研究。我们的理论提供了一个工具，以探索这种四结超导电路的物理特性。
2016-08-03 quant-ph
CircuitQ: An open-source toolbox for superconducting circuits
我们介绍CircuitQ，这是一个用于分析Python实现的超导电路的开源工具箱。它的特点是一个符号的输入电路的哈密顿和动态数值表示的哈密顿与可变的基础选择的自动化建设。其他功能包括各种噪声机制下的电路状态的T1寿命的估计。我们回顾以前建立的电路量化方法，并制定它们的方式，有利于软件实现。然后通过将其应用于实际相关的量子位电路并将其与专业电路求解器进行比较来展示工具箱。我们的电路量化适用于来自大设计空间的电路输入，并且软件是开源的。因此，我们为量子信息处理应用的新量子线路的设计增加了重要的资源。
2022-09-28 quant-ph
Dynamics of an Ion Coupled to a Parametric Superconducting Circuit
超导电路和囚禁离子是量子信息处理的有前途的结构。然而，控制这些系统的固有频率--射频离子控制和微波域超导量子位控制--使它们之间的直接哈密顿相互作用变弱。在本文中，我们描述了一种技术，用于耦合一个被困离子的运动的基本模式的超导电路，通过施加到电路仔细调制的外部磁通量。与非线性元件（约瑟夫森结）结合，这为电路提供了有效的时间相关电感。然后，我们展示了如何调整外部通量，以产生电路和离子的运动模式之间的谐振耦合，并讨论了这种方法的局限性相比，使用随时间变化的电容。
2016-04-16 quant-ph
Fault-tolerant bosonic quantum error correction with the surface-GKP code
玻色子量子纠错是在连续变量玻色子系统中实现纠错量子信息处理的一种可行选择。各种单模玻色量子纠错码，如猫，二项式，和GKP码已在电路QED和捕获离子系统的实验实现。此外，已经有许多理论上的建议，以扩大这种单模玻色子码，实现大规模容错量子计算。在这里，我们考虑的级联的单模式GKP码与表面码，即，表面GKP码。特别是，我们彻底调查的表面GKP代码的性能，通过假设现实的GKP状态与有限的压缩和噪声电路元件，由于光子损失。通过在三维时空图上使用最小权完美匹配译码算法，我们证明了在GKP态是唯一噪声元素的情况下，如果GKP态的压缩大于11.2dB，那么表面GKP码的容错量子纠错是可能的.当GKP态和电路元件都是强噪声时，压缩阈值变为18：6dB。在此阈值下，每个电路组件失效的概率为0.69%。最后，如果GKP状态是无噪声的，则如果每个电路元件以小于0.81%的概率失效，则利用表面GKP码的容错量子纠错是可能的。我们强调，我们的解码方案使用的额外信息，从GKP稳定器测量，我们提供了一个简单的方法来计算重正化的边权重的匹配图。此外，我们的噪声模型是通用的，因为它包括完整的电路级噪声。
2020-01-13 quant-ph
Automated discovery of superconducting circuits and its application to 4-local coupler design
超导电路已经成为构建量子处理器的有前途的平台。设计电路的挑战是在实现一组性能指标与降低电路复杂性和噪声敏感性之间进行折衷。与此同时，人们需要探索一个大的设计空间，计算方法往往会产生很长的模拟时间。在这里，我们使用SCILLA自动化的电路设计任务，超导电路的自动发现软件。SCILLA执行并行化的闭环优化，以设计符合预定义属性（如频谱特征和噪声灵敏度）的电路图。我们利用它来发现超导通量量子比特的4-本地耦合器，并确定一个电路，该电路在耦合强度和噪声弹性方面优于现有的具有类似电路结构的方案。这项工作展示了自动发现如何促进量子信息处理的复杂电路架构的设计。
2020-03-20 quant-ph
Enumeration of all superconducting circuits up to 5 nodes
University of Colorado Boulder（科罗拉多大学博尔德分校）；Beijing Academy of Quantum Information Sciences（北京量子信息科学研究院）；The University of Melbourne（墨尔本大学）
本文枚举了所有不超过5个节点的非线性超导电路，通过哈密顿类分类编目设计空间，并基于三节点电路搜索新型量子比特，为电路设计提供起点。
2026-09-21 quant-ph
Controllable non-Hermitian qubit-qubit Coupling in Superconducting quantum Circuit
该研究提出在超导量子电路中通过高损耗谐振器实现可控非厄米耦合，可调谐能级吸引、奇异点位置及非互易性，为探索非常规量子效应提供新方法。
2024-12-17 quant-ph
Multi-frequency control pulses for multi-level superconducting quantum circuits
超导量子线路，例如超导相位量子位，具有多个量子态，其可以干扰理想量子位操作。从理论上探讨了利用多状态系统的能量差谐振的多频率控制脉冲。一种分析方法来设计这样的控制脉冲的开发，使用的Floquet方法的推广到多个频率控制。该方法适用于优化超导量子比特和量子比特的控制，并被发现是在良好的协议与时间相关的数值模拟。
2009-09-08 quant-ph
Efficient modeling of superconducting quantum circuits with tensor networks
我们引入一个有效的张量网络工具箱来计算大规模超导量子线路的低能量激发，达到所需的精度。我们基准的fluxonium量子比特，超导量子线路的基础上的约瑟夫森结阵列超过一百结的算法。作为这个数值工具提供的可能性的一个例子，我们计算由于电荷噪声和相干量子相位滑移的fluxonium量子比特的纯退相相干时间，考虑到阵列自由度对应于大到$~15^{180}$的希尔伯特空间。我们的算法适用于各种各样的电路QED系统，并可能是一个有用的工具，按比例放大超导量子比特技术。
2019-12-02 quant-ph
Superfluid-Mott-insulator transition in superconducting circuits with weak anharmonicity
从理论上研究了含有弱非谐性在位超导量子比特的二维超导电路阵列的基态性质。特别地，我们分析了这种非谐性对莫特绝缘体到超流量子相变的影响。在平均场近似下给出了完整的基态相图。有趣的是，SQs的非谐性对Mott瓣的影响很大，当非谐性为零时，单激励Mott瓣消失。研究结果可用于指导基于超导电路的量子模拟的实现，超导电路具有良好的集成性和灵活性。
2017-12-19 quant-ph
Variational tight-binding method for simulating large superconducting circuits
我们推广固态紧束缚技术的频谱分析的大型超导电路。我们发现紧束缚态比电荷基态更适合于近似低能激发，如电流镜电路的有趣例子所示。紧束缚的使用可以显着降低收敛到真实谱所需的希尔伯特空间维数，并允许精确模拟电荷基对角化无法达到的较大电路。
2021-04-29 quant-ph
Error-detectable bosonic entangling gates with a noisy ancilla
玻色子量子纠错已被证明是扩展量子存储器相干性的成功方法，但要执行深量子线路，需要在编码量子位之间使用高保真度门。为此，我们提出了一个家庭的错误可检测的两个量子比特门的各种玻色子编码。从一个新的几何框架的基础上的“布洛赫球”的玻色子算子，我们构造了$ZZ_L(θ)$和$\text{eSWAP}(θ)$门的二项式，四腿猫，双轨和其他几个玻色子码。门哈密尔顿算子易于工程设计，仅需要两个玻色子量子位之间的可编程分束器和分散耦合到一个量子位的辅助装置。该哈密顿量可以在带有辅助传输子和微波腔的电路QED硬件中实现。所提出的理论框架是为电路QED开发的，但可以推广到任何可以有效地生成该哈密顿量的平台。至关重要的是，人们还可以在门期间检测辅助量子位和玻色子量子位中的一阶错误。我们表明，这允许一个达到错误检测门的精度在$10^{-4}$水平与今天的硬件，仅限于二阶硬件错误。
2022-12-21 quant-ph
Electromagnetically induced acoustic transparency with a superconducting circuit
本文报道了将超导人工原子耦合到一维声表面波传输线上的机械场的电磁感应透明现象。电磁微波驱动器被用作控制场，使得超导transmon量子比特对声学探测束透明。由于上能级的弛豫被抑制，声耦合的强频率依赖性使得EIT能够处于梯形配置。我们的研究结果表明，超导电路可以被设计成与声场的参数制度不容易访问纯电磁系统。
2020-06-23 quant-ph
Light-Matter Interaction in dispersive Superconducting Circuit QED
针对电路 QED 量子化模型忽视超导能隙附近色散的问题，提出纳入频率依赖表面阻抗的量子化方法，揭示超导色散会影响有效光–物质相互作用截止。
2025-05-15 quant-ph
Demonstration of a bosonic quantum classifier with data re-uploading
本研究提出适用于玻色系统的数据重上传量子分类器，基于硅光集成量子电路验证，原理实验分类复现率约94%，可推广至双模N光子系统，助力光量子分类器发展。
2022-07-14 quant-ph
Moving beyond the transmon: Noise-protected superconducting quantum circuits
由超导电路实现的人造原子提供了以高保真度存储和处理量子信息的独特机会。其中，利用本征噪声保护的电路的实现近年来得到了迅速发展。这些噪声保护器件构成了一类新的量子比特，其中计算状态在很大程度上与本地噪声通道解耦。工程设计此类系统的主要挑战是同时防止位翻转和相位翻转错误，并确保高保真量子位控制。虽然部分噪声保护在依赖于单个量子自由度的超导电路中是可能的，但是完全保护的承诺只能通过实施多模或混合电路来实现。这一观点回顾了这些新量子比特核心的理论原理，描述了最近的实验，并强调了超导量子比特中量子信息的鲁棒编码的潜力。
2021-06-18 quant-ph
Decoherence of the flux-based superconducting qubit in an integrated circuit environment
超导的、基于磁通量的量子比特是构建大规模量子计算机的有希望的候选者。我们提出了一个明确的量子力学计算的相干行为的通量为基础的量子比特在嘈杂的实验环境中，如一个集成电路包含偏置和控制电子。我们表明，非热噪声源，如偏置电流波动和磁耦合到附近的主动控制电路，将导致退相干的基于磁通量的量子比特的时间尺度上的最近的实验相干时间测量。
2003-04-04 quant-ph
Sufficient condition for universal quantum computation using bosonic circuits
针对连续变量玻色系统通用量子计算充分条件缺失的问题，研究人员基于含GKP态、高斯操作和零差测量的可模拟电路，提出连续变量态到量子比特态的通用映射框架，推导得到通用量子计算的充分条件，并验证了多种态的计算资源能力，为相关资源理论研究奠定基础。
2024-01-05 quant-ph
Computer-aided quantization and numerical analysis of superconducting circuits
新的超导电路的开发和现有电路的改进依赖于光谱特性的准确建模，这是实现量子比特性能所需进步的关键。在集总元件水平上的系统电路分析，从电路网络开始，并以适当描述电路的量子特性的哈密顿量为终点，是一个完善的程序，但对于较大的电路来说，手动执行很麻烦。我们目前的工作，利用符号计算机代数和数值对角化例程多才多艺，足以应付各种电路。这项工作的结果可以通过scqubits包的一个新发布的模块访问。
2022-07-02 quant-ph
Normal modes of a superconducting transmission-line resonator with embedded lumped element circuit components
本文提出了一种识别超导传输线耦合简正模的方法。我们评估的有效传输线的非线性的情况下，克尔类约瑟夫森相互作用的电路中，并在嵌入式电路构成量子位自由度的情况下，这是拉比耦合到传输线中的字段。我们的理论定量地解释了在最近的实验中观察到的非常高的正克尔非线性[M。Kazak等人，应用物理信函104，162604]，并且我们可以评估实验电路的修改版本的成就。
2016-07-18 quant-ph
Hardware-Efficient Bosonic Module for Entangling Superconducting Quantum Processors via Optical Networks
针对超导量子处理器扩展需高效光互连但M2O转换器集成面临挑战的问题，提出基于SNAIL参数耦合的模块化架构，通过数值模拟证明30公里内kHz级速率下原始纠缠比特保真度F~0.8，非对称泵浦后达F~0.94，优于transmon方案。
2025-11-13 quant-ph
Fermionic Models with Superconducting Circuits
提出了一种对含超导电路的费米子系统进行有效量子模拟的方法。它包括适当使用乔丹-维格纳映射，特罗特分解和多量子比特门，使用量子总线或直接电容耦合。我们将我们的方法应用到一维和二维费米-哈伯德模型的典型情况下，涉及耦合与最近和次最近的邻居。此外，我们提出了一个最佳的架构，这个模型，并讨论了在现实的电路量子电动力学设置的模拟基准。
2015-03-31 quant-ph
Detecting non-Abelian statistics of topological states on a chain of superconducting circuits
拓扑保护态的非阿贝尔统计由于其重要性和广泛的应用前景，近年来引起了人们的广泛关注。然而，由于固态材料的操作困难，非阿贝尔统计的实验实现是缺乏的。超导量子线路系统具有可扩展性和可控性，是一个很有前途的量子模拟平台。在这里，我们提出了一个计划，以证明非阿贝尔统计的拓扑保护的零能量边缘模式的超导电路链。具体地说，我们可以通过改变链中的跳跃强度和磁场来实现拓扑相变，并且实现的非阿贝尔操作可以用于拓扑量子计算。考虑到超导量子线路的优点，我们的协议可能会揭示量子计算的拓扑保护状态。
2020-02-13 quant-ph
Optimal Measurements of Magnetic Flux in Superconducting Circuits and Macroscopic Quantum Mechanics
本文讨论了一个表现隧穿的超导电路中磁通量的重复量子测量模型。由于以前的测量磁通量的扰动总是存在的，除非量子非破坏测量进行。通过用这个条件取代经典的非侵入性概念，时间类贝尔不等式允许人们在实在论和量子理论之间的冲突的宏观水平上测试可观测性。
1995-02-01 quant-ph
Utilizing discrete variable representations for decoherence-accurate numerical simulation of superconducting circuits
Joint Quantum Institute (JQI)（联合量子研究所）；Department of Physics, University of Maryland（马里兰大学物理系）；Joint Center for Quantum Information and Computer Science (QuICS)（量子信息与计算科学联合中心）；Maryland Quantum Materials Center (QMC)（马里兰量子材料中心）；National Institute of Standards and Technology (NIST)（美国国家标准与技术研究院）
本文提出利用离散变量表示法对超导电路进行去相干准确的数值模拟，展示了其在效率和收敛性上的优势。
2025-03-13 quant-ph
Stoquastic simulations of non-stoquastic superconducting flux circuits
Raymond and Beverly Sackler School of Physics and Astronomy, Tel Aviv University（特拉维夫大学雷蒙德和贝弗利·萨克勒物理与天文学学院）；Information Sciences Institute, University of Southern California（南加州大学信息科学研究所）；Department of Physics and Astronomy and Center for Quantum Information Science & Technology, University of Southern California（南加州大学物理与天文学系及量子信息技术科学中心）
本研究通过直接模拟非退相干超导磁通电路，消除了符号问题，挑战了超导磁通电路作为通用绝热量子计算机的可行性。
2026-01-13 quant-ph
Suppression of Qubit Crosstalk in a Tunable Coupling Superconducting Circuit
超导量子器件中的寄生串扰是量子门的主要限制。我们证明了在两个量子比特，两个耦合器超导电路，其中的可调谐耦合器的频率可以调整，使得从每个耦合器的ZZ相互作用相消干涉的静态ZZ串扰的抑制。我们验证的串扰消除与同时随机基准，并使用参数激活的iSWAP相互作用，以实现贝尔状态准备保真度为98.5%和$\sqrt{\textrm{iSWAP}}$门保真度为94.8%，通过量子过程层析成像。
2019-05-31 quant-ph
Super-radiant phase transition in superconducting circuit in thermal equilibrium
我们提出了一个超导电路，显示了超辐射相变（SRPT）的热平衡。在无限多人工原子的限制下，解析地证实了SRPT的存在。我们还进行数值对角化的哈密顿与有限数量的原子，并观察到一个渐近行为接近无限的限制，作为原子数量的增加。SRPT也可以在经典分析中直观地解释。
2016-10-17 quant-ph
Free Mode Removal and Mode Decoupling for Simulating General Superconducting Quantum Circuits
超导量子线路是通用量子计算机的主要候选者之一。设计新颖的量子位和多量子位超导电路需要能够模拟和分析一般电路的特性。特别是，在transmon方法之外，我们不能对非谐性做出假设，从而排除了黑盒量化方法，并需要正式的电路量化方法。我们考虑并解决了模拟一般超导电路所涉及的两个问题。其中一个问题是处理电路中的自由模式，即在哈密顿量中没有势项的电路模式。另一个问题是电路尺寸，即模拟强耦合多模电路的挑战。我们用来解决这些问题的主要数学工具是量子力学中的线性正则变换。我们解决的第一个问题，给出了一个可证明是正确的算法，通过执行一个线性正则变换，完全解耦的自由模式从其他电路模式，以消除自由模式。我们解决了第二个给出了一系列不同的线性正则变换，以减少模间耦合，从而减少了问题的弱耦合的情况下，大大减轻了经典模拟的开销。我们基准我们的去耦方法，通过将它们应用到两个电感耦合的磁通量子比特的电路，获得几个数量级的希尔伯特空间的大小，需要模拟减少。
2021-05-05 quant-ph
Fast geometric gate operation of superconducting charge qubits in circuit QED
提出了一种利用一维超导传输线谐振器耦合超导电荷量子比特的方案。量子比特工作在它们的最佳点，在那里它们不受电荷噪声的影响，并且具有很长的退相干时间。对相互作用的动力学时间演化进行了分析，结果表明这种相互作用对谐振腔场的初始状态不敏感。该方案实现了快速门操作，并且易于扩展到多量子位场景。
2011-07-09 quant-ph
Reciprocal lumped-element superconducting circuits: quantization, decomposition, and model extraction
本研究围绕网络矩阵提出超导集总元件电路的量子化、分解及模型提取新方法，可处理含约瑟夫森结和相滑移线的电路，实现模型简化与精确提取，为超导电路建模分析提供工具包。
2024-12-09 quant-ph
Third Quantization for Order Parameters (II): Local Field Quantization in Superconducting Quantum Circuits
Graduate School of China Academy of Engineering Physics（中国工程物理研究院研究生院）；Beijing Computational Science Research Center（北京计算科学研究中心）
本文基于BCS超导理论，推导了超导传输线谐振腔的低能有效哈密顿量，扩展了第三量化的局部超导序参量，揭示了超导相的量子动态行为，统一了超导电路元件的微观起源。
2026-05-09 quant-ph
Optimizing for periodicity: a model-independent approach to flux crosstalk calibration for superconducting circuits
本文提出一种模型无关的磁通串扰校准方法，将N个通道的校准转化为N个独立优化问题，利用周期性目标函数实现高效校准，并在小型量子退火电路上验证了与先前方法相当的精度。
2024-02-04 quant-ph
Hardware-native quantum phase estimation with circuit QED
Xi’an Jiaotong University（西安交通大学）
提出一种利用电路量子电动力学（cQED）的迭代量子相位估计协议，通过二进制阈值测试和同质测量实现海森堡极限精度，无需逆量子傅里叶变换，降低了硬件复杂度。
2026-07-07 quant-ph
A Review of Design Concerns in Superconducting Quantum Circuits
该短篇综述梳理了面向量子信息应用的超导量子电路设计全流程，涵盖有效哈密顿量实现、布局与哈密顿量转换、电磁仿真、串扰与屏蔽等设计考量，为相关研究者提供入门参考。
2025-05-30 quant-ph
Quantum walks on circles in phase space via superconducting circuit quantum electrodynamics
我们展示了如何量子行走可以实现第一次在量子梅花形通过超导电路量子电动力学（QED），以及如何从量子插值随机行走实现可控退相干使用两个谐振器系统。直接控制硬币量子比特是很难实现的，无论是在腔或电路QED，但我们表明，阿达玛硬币翻转可以通过直接驱动腔的影响，其结果是，步行者之间的循环在相空间跳跃，但仍然表现出超过15步的量子行走行为。
2008-10-28 quant-ph
Quantum Heat Engines Using Superconducting Quantum Circuits
我们提出了一个量子模拟的内燃机在大多数汽车使用。具体而言，我们研究如何实现奥托型量子热机（QHE）的援助下，麦克斯韦的恶魔。这需要三个步骤：热化、量子测量和由麦克斯韦恶魔控制的量子反馈。我们推导出这种复合QHE的正工作条件。我们的QHE可以用超导量子线路来构造。我们明确地证明了恶魔在这个宏观QHE中的重要作用。
2006-09-14 quant-ph
Liquid metal printing for superconducting circuits
Institute of Nanotechnology, Karlsruhe Institute of Technology（纳米技术研究所，卡尔斯鲁厄理工学院）；Institute for Quantum Materials and Technologies, Karlsruhe Institute of Technology（量子材料与技术研究所，卡尔斯鲁厄理工学院）；Karlsruhe Nano Micro Facility (KNMFi), Karlsruhe Institute of Technology (KIT)（卡尔斯鲁厄纳米微设施（KNMFi），卡尔斯鲁厄理工学院（KIT））；Physikalisches Institut, Karlsruhe Institute of Technology (KIT)（物理研究所，卡尔斯鲁厄理工学院（KIT））
研究超导电路制造，提出基于液态金属的微吸管打印方法，可制造高内部品质因数的超导集总元件谐振器，适用于低损耗超导器件制造且不影响现有元件，为超导量子计算机硬件实现开辟新途径。
2026-07-27 quant-ph
Towards Scalable Bosonic Quantum Error Correction
我们回顾了一些最近的努力，在设计和工程玻色子量子比特的超导器件，重点是Gottesman-Kitaev-Preskill（GKP）量子比特。我们提出了一些新的结果解码重复GKP纠错使用有限压缩GKP辅助量子比特，表现出与以前研究的随机误差模型的差异。我们讨论了电路QED的方式来实现GKP量子位之间的CZ门，我们讨论了不同的情况下，使用GKP和常规量子位作为积木块在一个可扩展的超导表面码架构。
2020-06-01 quant-ph
Dephasing-induced leakage in multi-level superconducting quantum circuits
本文分析了超导量子电路（如 transmon）在退相干影响下，瞬态布居引发的泄漏效应，通过解析和数值方法研究了常用单比特和双比特操作中的该问题。
2025-01-28 quant-ph
Deriving Entropic Inequalities for Two Coupled Superconducting Circuits
我们讨论了两个相互作用的超导电路的已知结构，基于约瑟夫森结，可以精确地设计和容易地控制。特别地，我们利用两个电路的参量激发，通过量子比特耦合的瞬间变化来实现，来研究复合系统的密度矩阵的熵和信息性质。由初始热态得到了密度矩阵，并在小扰动参数和足够低的温度近似下进行了分析。我们还检查了该系统的次可加性条件，无论是冯诺依曼和变形熵，并期待在相互信息对系统的温度的依赖性。最后，我们讨论了这种方法的适用性描述这样的系统的两个耦合超导量子比特的谐振子有限的希尔伯特空间。
2016-05-25 quant-ph
Bosonic entanglement renormalization circuits from wavelet theory
纠缠重正化是一种酉实空间重正化方案。相应的量子线路或张量网络被称为MERA，它们特别适合描述临界状态下的量子系统。在这项工作中，我们展示了如何构建高斯玻色子量子线路，实现任意自由玻色子链的基态的纠缠重整化。该构造基于小波理论，将哈密顿量的色散关系转化为滤波器的设计问题。我们给出了一个通用的算法，近似解决了这个设计问题，并提供了一个近似理论，涉及到相应的量子线路的准确性的过滤器的属性。最后，我们解释了如何连续极限（一个自由玻色子量子场）自然出现的小波建设。
2021-06-24 cond-mat.stat-mech hep-th math-ph
Quasiparticle Dynamics in Superconducting Quantum-Classical Hybrid Circuits
针对SFQ电路运行产生的非平衡准粒子会导致量子比特退相干的问题，研究了超导量子-经典混合芯片中的准粒子动力学，发现声子介导传播是准粒子扩散的主导机制，为抑制准粒子中毒奠定基础。
2023-07-26 quant-ph
Weak Measurement and Feedback in Superconducting Quantum Circuits
我们描述了弱量子测量在超导量子比特的实现，特别关注电路量子电动力学架构中的transmon型器件。为了访问该机制，平均用单个微波光子探测读出腔。这种低电平信号的检测使用近量子噪声限制的超导参量放大器。弱测量产生关于量子态的部分信息，并且相应地不将量子比特完全投影到本征态中。因此，我们使用测量记录在给定时间顺序地重建量子态，产生量子轨迹，或者关闭直接量子反馈回路，无限期地稳定拉比振荡。
2015-07-28 quant-ph
