Maximizing genuine multipartite entanglement of N mixed qubits
除了最简单的二分量子位之外，多分系统的复合希尔伯特空间在很大程度上还没有被探索过。为了探索这样的系统，重要的是推导出表征系统状态空间的参数的解析表达式。两个这样的参数是真正的多体纠缠度和系统状态的混合度。我们针对密度矩阵具有X形式的N比特系统研究了这两个参数。我们推导出一类状态，具有最大量的真正的多体纠缠为一定量的混合。我们比较我们的结果与现有的N=2的情况下的结果。导出了N量子比特X态不具有真正多体纠缠的临界混合度。研究发现，随着N的增加，混合度较高的态仍然可以纠缠。
2013-03-29 math-ph math.MP quant-ph
Benchmarking of dynamically corrected gates for the exchange-only spin qubit in $1/f$ noise environment
我们从理论上研究了纯交换自旋量子比特系统中动态校正门对含时噪声的响应。我们考虑具有与$1/ω^α$成比例的频谱的$1/f$噪声，其中指数$α$指示噪声内的相关强度。从随机基准测试的数值模拟中提取了由噪声引起的量子门误差，并比较了未校正操作和动态校正门对超精细噪声的鲁棒性。我们已经发现，对于$α\gtrsim1.5$，动态校正的门提供门误差的相当大的减少，并且这种减少对于实验相关的噪声指数大约是两个数量级。另一方面，没有为$α\lesssim1.5$提供栅极保真度的改进。该临界值$α_c\approx1.5$比单重态-三重态量子比特的情况下的临界值相对更大。对应于动态校正的门的滤波器传递函数也被计算并且与从未校正的脉冲导出的滤波器传递函数进行比较。我们的研究结果表明，动态校正门是有用的措施，以抑制超精细噪声时，操作的交换只量子比特。
2016-10-12 cond-mat.mes-hall quant-ph
Dynamically Generated Logical Qubits
提出了一种基于动态生成逻辑量子比特的量子纠错码。当被视为子系统代码时，代码没有逻辑量子比特。然而，我们的测量模式产生了逻辑量子比特，允许代码充当容错量子存储器。我们的特定代码给出了一个与二维复曲面代码非常相似的模型，但每个测量都是两量子位泡利测量。
2021-10-12 quant-ph
Dynamically corrected gates for an exchange-only qubit
我们提供了分析的复合脉冲序列，执行动态解耦与任意旋转的三重量子点的自旋态编码的量子位。序列的设计尊重现实的实验约束，如严格的非负耦合。同时纠正逻辑错误和泄漏错误。采用短脉冲序列补偿核噪声，采用长脉冲序列同时补偿核噪声和电荷噪声。这项工作中开发的能力为打击目前阻碍仅交换量子位实验的相关噪声源提供了明确的处方。
2013-10-23 cond-mat.mes-hall quant-ph
Maximizing Qubit Throughput under Buffer Decoherence and Variability in Generation
Indian Institute of Technology Madras（印度马德拉斯理工学院）
本文研究了在缓冲退相干和量子比特生成变异性下最大化量子比特吞吐量的问题，提出了一种无延迟策略及贝叶斯学习框架，适用于量子通信和物联网系统。
2026-03-26 cs.IT math.IT quant-ph
Coherent Control of a Superconducting Qubit with Dynamically Tunable Qubit-cavity Coupling
我们演示了耦合到超导共面波导谐振器的超导量子比特的相干控制和测量，该超导共面波导谐振器具有动态可调的量子比特-腔耦合强度。拉比振荡测量几个耦合强度，表明量子位跃迁可以关闭的因素超过1500。我们展示了如何通过快速通量脉冲在关闭状态下仍然可以访问量子位。我们用同步快通量脉冲在设备上进行脉冲延迟测量，并观察到$T_1$和$T_2$时间分别为1.6和1.9 $μ$ s。这项工作演示了如何将这种量子比特纳入量子计算架构。
2011-08-12 cond-mat.supr-con quant-ph
Dynamically corrected gates for qubits with always-on Ising couplings: Error model and fault-tolerance with the toric code
我们描述了如何一个通用的动态校正量子门可以实现任何量子位网络上形成一个稀疏的二分图与始终在伊辛相互作用的整形去耦脉冲序列。这些相互作用总是解耦的，除非它们是双量子位门所需要的。我们解析地研究了在Magnus展开中与所构造的门相关的误差算子，数值地分析了这些误差在小量子比特团簇的么正时间演化中的作用，并给出了大正方形晶格上量子比特高阶误差的界。我们证明了在足够大的复曲面码的情况下，该门集可以用来实现容错量子存储器。
2013-10-07 cond-mat.mes-hall physics.atm-clus physics.comp-ph
Decoherence of Dynamically Manipulated Qubits
我们总结了在热玻色子环境中，外控双态量子系统（量子比特）的中短时动力学的退相干研究结果。所开发的近似方案示出的绝热模型与时间相关的门控制，和一个模型与行波门功能。
2006-11-02 quant-ph
Maximizing complementary quantities by projective measurements
在这项工作中，我们研究了所谓的数量互补量。我们主要研究了两个量子比特（$q_A$和$q_B$）初始处于最大纠缠态的情况。其中之一（$q_B$）与$N$ -量子比特系统（$R$）相互作用。在相互作用之后，在$R$的每个量子位中执行投影测量，在独立优化程序之后选择的基础上：最大化可见性，并发性和可预测性。对于一个特定的最大化程序，我们研究的细节如何互补量的行为，条件是$q_B$和$N$量子位之间的耦合强度。我们表明，如果耦合是足够的“强”，独立的最大化程序，并发往往衰减很快。有趣的是，尽管我们考虑的是有限的$N$，但在这个模型中的并发行为类似于受到热库的两个量子比特系统的纠缠动力学。然而，可见性表现出不同的行为：其最大化对于更强的耦合常数更有效。此外，我们调查的可扩展性，或存储在系统的不同部分的信息，是如何分布不同的耦合。
2017-01-25 quant-ph
Universal set of scalable dynamically corrected gates for quantum error correction with always-on qubit couplings
我们构造了一组通用的高保真度量子门，用于稀疏二分格上始终保持伊辛耦合。这些门基于使用整形脉冲的动态解耦序列，它们可以防止低频相位噪声，并且可以在非相邻量子比特上并行运行。这使得它们适合于实现量子纠错与低密度奇偶校验码一样的表面码和它们的有限速率推广。我们通过在自旋链上用$[[4,2,2]]$复曲面程序模拟量子芝诺效应来说明这种结构。
2012-09-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Frequency combs with parity-protected cross-correlations from dynamically modulated qubit arrays
我们开发了一个通用的理论框架，以动态工程量子相关的频率梳发射从一个阵列的超导量子位在波导中，严格占量子位共振频率的时间调制。我们证明，当两个量子比特的共振频率被周期性地调制一个$π$相移时，来自不同边带的散射光子的互相关可以同时实现聚束和反聚束.我们的方法基于不同宇称对称性的量子激发之间的动力学转换，具有很强的普适性。它可以用来控制一般动态调制耗散量子系统中的两粒子关联。
2023-02-26 physics.optics quant-ph
Dynamically enhancing qubit-photon interactions with anti-squeezing
本研究利用简并参量振荡器的压缩态放大场涨落，在超导电路实验中以5.5 dB压缩量实现量子比特-光子色散相互作用两倍增强，验证了量子比特-光子相互作用的原位动态控制，为增强相互作用的实验平台提供新方向。
2024-04-18 quant-ph
Dynamically corrected gates in silicon singlet-triplet spin qubits
本研究针对硅基单态-三重态自旋量子比特的超精细噪声问题，首次在该体系实验实现动态校正门，将门错误率降低约3倍，恒等门和Hadamard门保真度均超0.99，同时发现实验装置存在意外脉冲畸变。
2024-12-11 quant-ph
Realization of a Quantum Error Detection Code with a Dynamically Reassigned Ancillary Qubit
针对超导量子比特连通性受限的挑战，本文在三个线性连接的transmon量子比特上实验演示了一种采用动态重新分配辅助量子比特的量子错误检测方案，实现了与传统静态辅助比特电路相当的性能，为连通性约束下的QEC码实现提供了灵活方法。
2025-06-25 quant-ph
Geometric formalism for constructing arbitrary single-qubit dynamically corrected gates
实现高保真的量子控制和减少量子系统与其环境之间的耦合效应是发展量子信息技术的主要挑战。在这里，我们表明，存在一个几何结构隐藏在时间相关的薛定谔方程，提供了一个简单的方法来查看整个解决方案的脉冲，抑制噪声误差在系统的演变空间。在这个框架中，任何对一阶准静态噪声具有鲁棒性的单量子比特门都对应于一个封闭的三维空间曲线，其中实现鲁棒门的驱动场可以从空间曲线的曲率和扭曲中读出。对二阶鲁棒的门与闭合曲线一一对应，闭合曲线在三个相互正交的平面上的投影各自包围消失的净面积。我们使用这种形式主义，以获得新的例子，动态校正门产生的平滑脉冲。我们还展示了如何可以用来分析从数值算法，如GRAPE产生的脉冲的噪声消除特性。对于任意希尔伯特空间维度的量子系统，也存在类似的几何框架。
2019-08-13 cond-mat.mes-hall quant-ph
Dynamically Correcting a CNOT Gate for any Systematic Logical Error
我们推导出一组复合脉冲序列，产生CNOT门和纠正所有系统误差的逻辑子空间内的任意顺序。这些序列适用于任何两量子比特相互作用哈密顿量，并且除了在操作的时间尺度上是恒定的之外，对潜在的噪声机制没有任何假设。我们确实假设可以访问无错误的单量子比特门，因此单量子比特门的缺陷最终限制了可实现的保真度。然而，由于单量子位门在实践中通常具有比双量子位门高得多的量子数，因此这些脉冲序列为广泛的耦合量子位系统提供了有用的动态校正。
2017-04-10 quant-ph
Universal set of Dynamically Protected Gates for Bipartite Qubit Networks II: Soft Pulse Implementation of the [[5,1,3]] Quantum Error Correcting Code
我们使用我们先前设计的基于整形去耦脉冲序列的通用量子门集，在具有始终开启的伊辛耦合的单独控制的量子比特网络上，使用单纠错五量子比特码来模拟重复性量子纠错（QEC）。除了充当精确的量子门之外，该序列还提供低频相位噪声的动态解耦（DD）。该模拟涉及在数万个控制脉冲的持续时间内集成六个量子比特的幺正动力学，使用经典的随机相位噪声作为退相干源。组合的DD/QEC协议显着提高了一致性，QEC单独负责一个数量级以上的失真减少。
2015-09-03 quant-ph
Tunable coupler for realizing a controlled-phase gate with dynamically decoupled regime in a superconducting circuit
超导量子比特之间的可控相互作用是大规模量子计算和模拟的需要。在这里，基于Yan等人的理论提议。[Phys. Rev. Appl. 10，054061（2018）]我们实验证明了一种简单设计和通量控制的可调谐耦合器，通过调节耦合器频率具有连续可调谐性，可以完全关闭相邻的超导量子比特耦合。利用两个量子比特之间通过耦合器的可调谐相互作用，我们实现了一种不同类型的控制相位（CZ）门与“动态解耦制度”，这使得量子比特-量子比特耦合仅在通常的工作点“开”，而在一个量子比特频率进入和离开工作点的调谐过程中动态“关”。该方案不仅有效地抑制了计算子空间的泄漏，而且还允许所获得的两量子比特相位在操作点处是几何的。我们实现了平均CZ门保真度为98.3（0.6），这主要是由量子比特退相干限制。所展示的可调谐耦合器提供了抑制相邻量子比特耦合的理想工具，并且适合于大规模量子计算和模拟。
2020-09-12 quant-ph
Maximizing information obtainable by quantum sensors through the Quantum Zeno Effect
本研究针对量子传感信息提取优化问题，提出利用量子芝诺效应实现能级免交叉系统的信息放大以估计耦合强度，为交流磁场传感和多自旋系统表征等提供新路径，推动量子传感发展。
2024-03-17 cond-mat.mes-hall physics.app-ph quant-ph
SPulseGen: Succinct pulse generator architecture maximizing gate fidelity for superconducting quantum computers
本文提出SPulseGen，一种高性价比的射频脉冲发生器架构，通过将电路和波形简化为成本感知的方波脉冲并优化波形，在大幅降低存储和模拟电路要求的同时，实现了与理想射频脉冲相当的门保真度，消除了可扩展量子计算机的AWG障碍。
2024-01-09 quant-ph
Dynamically Generated Decoherence-Free Subspaces and Subsystems on Superconducting Qubits
本研究利用IBM Quantum超导处理器，首次通过动态解耦实验生成无退相干子空间（DFS）逻辑比特，结合错误检测实现了比仅用动态解耦的物理比特最高23%的保真度提升，验证了DFS编码提升量子计算精度的潜力。
2024-02-15 quant-ph
Charge-noise spectroscopy of Si/SiGe quantum dots via dynamically-decoupled exchange oscillations
硅量子点中的电子自旋是有前途的量子比特，因为它们的相干时间长，可扩展的制造和全电控制的潜力。然而，主体半导体中的电荷噪声是在这些器件中实现高保真单量子位和双量子位门的主要障碍。在这项工作中，我们使用多种方法的组合测量了Si/SiGe单重态-三重态量子比特在近12个十年频率上的电荷噪声谱，包括量子比特演化过程中动态解耦的交换振荡，最多可达512 π脉冲。电荷噪声在我们测量的整个频率范围内都是有色的，尽管谱指数随频率而变化。此外，从近端传感器量子点的电导测量推断的电荷噪声谱与从单重态-三重态量子比特的相干振荡推断的电荷噪声谱一致，这表明简单的输运测量可以准确地表征Si/SiGe量子点中宽频率范围内的电荷噪声。
2022-02-18 cond-mat.mes-hall quant-ph
Simulated Randomized Benchmarking of a Dynamically Corrected Cross-Resonance Gate
我们从理论上考虑一个交叉谐振（CR）门实现的脉冲序列提出的Calderon-Vargas和Kestner，物理评论快报。118，150502（2017）。这些序列将系统误差减轻到一阶，但它们的有效性受到单量子位门缺陷的限制。使用附加的微波控制脉冲，可以将有效CR哈密顿量调谐到这些序列最佳操作的状态。这通过减少纠错所需的单量子位操作来提高这些序列的整体可行性。我们通过模拟弱耦合transmons系统的随机基准测试来说明这一点，并表明虽然这种新颖的脉冲序列在transmons的当前技术水平下没有提供优势，但它确实提高了CR门失真与单量子位门失真的缩放。
2021-05-06 cond-mat.mes-hall quant-ph
Dynamically Reconfigurable Photon Exchange in a Superconducting Quantum Processor
实现量子计算的优势需要访问许多量子比特（qubit）的状态的完整希尔伯特空间。因此，大规模量子计算面临的挑战是有效地在许多量子比特之间产生纠缠。在量子比特之间的直接连接数量有限的系统中，非最近邻量子比特之间的纠缠是由一系列最近邻门产生的，这以指数方式抑制了所产生的保真度。在这里，我们提出并证明了一种新的，片上光子交换网络。该光子网络被嵌入到超导量子处理器（QPU）中，以实现任意可重构的量子比特连接图。我们展示了量子位之间的长程量子位-量子位相互作用，其中$9.2~\text{cm}$沿着曲折的总线谐振器具有最大的空间分离，并且实现了高达$g_{\text{qq}} = 2π\times 0.9~\text{MHz}$的光子交换率。这些实验演示为实现高度连接的、可重构的量子光子网络提供了基础，并为模块化量子计算开辟了新的道路。
2023-03-06 quant-ph
Compilation of QCrank Encoding Algorithm for a Dynamically Programmable Qubit Array Processor
National Energy Research Scientific Computing Center, Lawrence Berkeley National Laboratory（美国能源部先进计算科学研究中心，劳伦斯伯克利国家实验室）；University of California, Los Angeles（加州大学洛杉矶分校）；QuEra Computing Inc.（QuEra计算公司）；Harvard University（哈佛大学）
本文提出了一种针对中性原子可编程量子比特数组的QCrank编码算法编译方法，通过硬件感知设计提升量子程序的部署效率，并验证了其在不同硬件平台上的准确性。
2025-07-16 quant-ph
Dynamically protected cat-qubits: a new paradigm for universal quantum computation
提出了一种新的基于量子谐振子的高效硬件通用量子计算模式，该模式基于对量子信息的编码、保护和操作。该方案利用多光子驱动的耗散过程将量子信息编码到由薛定谔猫态组成的逻辑基中。更确切地说，我们考虑两种方案。在第一个方案中，双光子驱动的耗散过程被用来稳定的逻辑量子比特基础的两个组件薛定谔猫态。虽然这样的方案确保保护逻辑量子比特免受光子移相误差的影响，但是单光子丢失的显著误差通道引起不能被校正的比特翻转类型的误差。因此，我们考虑基于四光子驱动耗散过程的第二种方案，该方案导致选择四分量薛定谔猫态作为逻辑量子比特。这样的逻辑量子比特可以通过连续的光子数奇偶校验测量来防止单光子丢失。接下来，应用一些特定的哈密顿算子，我们在两种方案的编码量子比特上提供了一组通用的量子门。特别是，我们说明了这些操作如何可以呈现容错相对于参与量子系统的各种退相干通道。最后，我们还提出了基于量子超导电路的实验方案，并受到约瑟夫森参量放大方法的启发，这应该允许实现这些驱动耗散过程以及确保通用操作的哈密顿量。
2013-12-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Is the most random pattern random? Maximizing localization in a two-dimensional lattice with engineered disorder
Albert-Ludwigs-Universität Freiburg（弗莱堡大学）；National Institute of Information and Communications Technology（信息通信研究机构）；Tokyo University of Science（东京科学大学）
本文通过优化设计晶格参数，在单粒子和量子比特系统中实现超越随机无序的强局域化，并利用微扰理论改进优化方法，为量子处理器空闲状态设置提供指导。
2026-06-01 quant-ph
Fast single-qubit gates for continuous dynamically decoupled systems
本文针对连续动态解耦（CDD）系统提出快速通用单量子比特门，并在对纵向噪声敏感的transmon超导电路上实现0.9947保真度，为高保真量子操作提供新工具。
2024-12-16 quant-ph
Stabilizing two-qubit entanglement with dynamically decoupled active feedback
提出一种利用连续半宇称测量与并发动态解耦驱动相协调的主动反馈协议，实现了两非相互作用量子比特最大纠缠态的鲁棒稳定，无需辅助比特即可达到全局吸引且接近单位保真度。
2023-12-12 quant-ph
Pulse-controlled quantum gate sequences on a strongly coupled qubit chain
我们提出了一个选择性的动态解耦方案上的永久耦合的量子位链与XX型相互作用，这是能够动态抑制链中的任何耦合，通过施加序列的本地脉冲的个人量子位。我们证明，高保真的单和双量子位门可以通过这个过程来实现，并且可以通过单独的脉冲控制来实现门的序列。我们讨论了我们的模型的适用性和物理限制，特别是强耦合超导磁通量子比特。由于动态修改通量量子位之间的耦合具有挑战性，因此它们是我们方法的自然候选者。
2015-10-16 quant-ph
Compilation for Dynamically Field-Programmable Qubit Arrays with Efficient and Provably Near-Optimal Scheduling
针对动态现场可编程量子比特阵列的编译难题，研究将其拆解为调度、布局、布线任务并提出高效方案，基于图边着色的调度近最优，开发的Enola编译器在性能和可扩展性上均显著优于现有最优方案。
2024-11-02 cs.ET quant-ph
Implementation of dynamically corrected gates for single-spin qubits
开放量子系统的精确控制对于量子信息处理至关重要，但由于量子系统与环境之间不可避免的相互作用而具有挑战性。我们在室温下实验证明了金刚石中氮空位中心的一种动态校正门。由环境核自旋浴引起的量子门的失真从噪声与控制场比的二阶降低到六阶，这通过降低噪声水平提供了更大的降低失真的效率。动态校正门驱动的相干振荡的衰减时间被证明是两个数量级以上的退相时间，基本上是有限的自旋晶格弛豫。DCG的失真度实际上受到衰减时间的限制，在室温下达到$4\times 10^{-3}$，并且通过降低温度可进一步降低2-3个数量级。极大地降低了不保真度的噪声依赖性和相干时间的最大扩展标志着在现实系统中容错量子计算的重要一步。
2013-09-21 quant-ph
Dynamically localized systems: entanglement exponential sensitivity and efficient quantum simulations
我们研究了在量子计算机中存在的两两纠缠，它模拟了一个动态局域系统。我们发现，并发是指数敏感的变化，在模拟系统的哈密顿量。此外，并发对所选量子位的“逻辑”位置呈指数敏感。这些灵敏度可以通过使用少于10个量子比特的量子模拟有效地实验检查。我们还表明，有效的量子模拟的可行性是深深连接到模拟系统的动力学制度。
2004-05-11 quant-ph
Controllable non-Hermitian topology in a dynamically protected cat qubit
Fujian Key Laboratory of Quantum Information and Quantum Optics, Fuzhou University（福建量子信息与量子光学重点实验室，福州大学）；Department of Physics, Fuzhou University（福州大学物理系）；School of Physics and Mechanical and Electrical Engineering, Longyan University（龙岩大学物理与机电工程学院）；Hefei National Laboratory（合肥国家实验室）
研究通过双光子驱动和工程双光子损耗稳定猫量子比特，揭示了非厄米特谱拓扑中的高阶李维异常点，并展示相位控制其稳定性与拓扑不变量。
2026-04-22 quant-ph
Automated Synthesis of Dynamically Corrected Quantum Gates
我们解决的问题，构建动态校正门的非马尔可夫开放量子系统的设置中的限制，可用的控制输入和/或控制噪声的存在，使现有的分析方法不可行。通过关注单重态-三重态电子自旋量子比特的重要情况，我们展示了如何使用最优控制理论的思想来自动合成动态校正门，同时最大限度地减少系统对退相干和控制误差的敏感性。提供了用于实现受现实时序和脉冲整形约束的鲁棒单量子比特旋转的显式序列，其可以为最先进的实验能力提供显著改善的门保真度。
2012-10-10 quant-ph
Logical operations with single x-ray photons via dynamically-controlled nuclear resonances
从理论上研究了利用共振光核相互作用实现偏振编码x射线的逻辑运算。我们表明，通过共振散射核和快速旋转的核超精细磁场来控制输出光子的偏振，单量子比特逻辑门可以模拟。可以采用第二控制量子位来触发磁场旋转，从而允许用于X射线光子的受控非门的若干实现选择。
2015-06-01 quant-ph
Topology, criticality, and dynamically generated qubits in a stochastic measurement-only Kitaev model
本文将Kitaev蜂窝哈密顿量转化为随机仅测量动力学，发现面积律纠缠相和临界相，揭示了动态生成的拓扑量子比特及由测量引发的超快动力学纯化行为。
2023-09-16 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Noise filtering of composite pulses for singlet-triplet qubits
半导体量子点自旋量子比特是量子计算的理想候选者。在这些系统中，动态校正的门提供了相当大的减少门误差，因此在理论和实验上都有很大的兴趣。然而，它们是在静态噪声模型下设计的，可以被认为是低频滤波器。在这项工作中，我们进行了全面的理论研究的一种类型的动态校正门，即{ \sc supcode}的单重态-三重态量子比特，现实的$1/f$噪声与频谱$1/ω^α$的响应。通过随机基准测试，我们发现{ \sc supcode}提供了$α\gtrsim1$的门保真度的改善，并且在所研究的$1\lesssimα\leq3$范围内，随着噪声指数的增加，这种改善呈指数级地变得更加明显。另一方面，对于小型$α$，{ \sc supcode}不会提供任何改进。$δJ$ -{ \sc supcode}是专门为不存在核噪声的系统设计的，与电荷噪声的完整{ \sc supcode}相比，它提供了额外的误差减少。文中还给出了{ \sc supcode}门的滤波器传递函数。
2016-06-30 cond-mat.mes-hall quant-ph
The fastest pulses that implement dynamically corrected gates
动态校正量子系统与其环境之间不必要的相互作用对于实现广泛的量子信息技术所必需的高保真量子控制至关重要。在最近的工作中，我们发现了所有可能的驱动场的完整解空间，这些驱动场在执行单量子比特操作时抑制横向准静态噪声误差。这个解决方案的空间生活在一个简单的几何框架，使它能够获得全球最佳的脉冲受一组实验约束，通过解决某些几何优化问题。在这项工作中，我们解决了这样一个几何优化问题，找到最快的脉冲，实现单量子位门，同时消除横向准静态噪声到二阶。由于时间优化的脉冲是不平滑的，我们提供了一种方法，基于我们的几何方法来获得实验上可行的平滑脉冲，近似的时间最优的门速度损失最小。我们表明，在现实的脉冲上升时间的约束存在下，我们的平滑脉冲显着优于序列的基础上理想的脉冲形状，突出的好处，直接建立实验波形的约束动态校正门设计。
2018-03-30 cond-mat.mes-hall quant-ph
Protection of center-spin coherence by a dynamically polarized nuclear spin core
充分理解耦合的电子-核自旋系统的动力学，这对于基于固态系统的长寿命量子比特的发展是重要的，仍然是一个挑战。我们发现在具有非均匀超精细耦合的单电荷半导体量子点中，在动态极化过程中，与电子自旋耦合较强的核自旋形成极化核.极化核提供了对电子自旋弛豫的保护作用，在相对小的总极化下，将衰变速率降低了$N_1$的因子，$N_1$是极化核中的核自旋数。这种保护效应可能发生在量子点和固态自旋系统缺陷中心，例如钻石中的NV中心，并且可以利用它以相对简单的方式制造长寿命量子比特和量子存储器。
2010-03-23 cond-mat.mes-hall quant-ph
Exchanging quantum correlations and non-local information between three qubit-syatem
讨论了通过Dzyaloshinskiii-Moriya（DM）直接或间接相互作用的三个量子比特之间交换量子关联和非定域信息的可能性。初始状态设置和相互作用强度代表交换现象的控制参数。编码在不同分区上的非本地信息不超过初始信息。结果表明，DM相互作用产生纠缠的能力大于偶极相互作用。最大化三个量子比特之间的量子相关性的可能性随着相互作用强度的增加而增加，并且从大的初始量子相关性开始。通过控制偶极相互作用的强度可以实现长寿命的量子关联。
2022-02-25 quant-ph
Two-qubit non-Markovianity induced by a common environment
我们研究了两量子比特系统中的非马尔可夫性。我们考虑一种设置，通过改变量子位之间的距离，可以在独立水库和共同水库场景之间进行插值。我们证明，非马尔可夫性可以诱导的共同水库，并挑选出这种现象的物理起源。我们表明，两个量子比特的非马尔可夫性与相应的动力学映射的不可分性的实例相吻合，我们讨论了最大化信息回流的状态对。我们还讨论了我们使用的措施，并在这样做的可加性的问题，给出了一个指示，它的有用性作为一个资源的多体量子系统。
2014-02-21 quant-ph
Maximizing the divergence from a hierarchical model of quantum states
我们研究多方相关性量化的Umegaki相对熵（分歧）从吉布斯家庭被称为一个层次模型。我们从最大熵原理推导出这些量，该原理在前面用来定义密切相关的不可约相关。我们指出量子态和概率向量之间的差异存在于分层模型中，在从分层模型的分歧和这种分歧的本地最大化。差异分别是缺少因子分解、不连续性和减少不确定性。我们讨论了可分量子比特态的互信息的全局最大化。
2015-02-12 math-ph math.MP quant-ph
Geometrical Formalism for Dynamically Corrected Gates in Multiqubit Systems
在多量子比特系统中实现对噪声具有鲁棒性的门的能力对于量子信息技术的进步至关重要。然而，由于时间依赖的薛定谔方程的难解性，特别是在多量子比特系统中，很难找到在执行门的同时消除噪声的控制脉冲。在这里，我们表明，这个问题可以回避使用的形式主义，在门的累积误差表示为几何曲线在多维欧几里德空间。消除噪声误差到前导阶对应于曲线的闭合，这是可以在不求解薛定谔方程的情况下满足的条件。我们开发和揭示这种几何形式主义的一般性质，并推导出一个递归关系，映射控制领域的曲率为任意尺寸的哈密顿。我们演示的例子，通过使用几何方法来设计动态校正门的一类两个量子比特的哈密顿量，这是相关的超导transmon量子比特和半导体自旋量子比特。我们提出这种几何形式主义作为一种通用的技术脉冲引起的误差抑制在量子计算门操作。
2020-07-30 quant-ph
Demonstration of Entanglement of Electrostatically Coupled Singlet-Triplet Qubits
量子计算机有可能比经典计算机更快地解决某些有趣的问题。为了利用量子计算的能力，有必要执行量子比特间操作并产生纠缠态。自旋量子位是实现量子处理器的有希望的候选者，因为它们具有可扩展性和小型化的潜力。然而，它们与环境的弱相互作用导致它们的长相干时间，使得量子比特间操作具有挑战性。我们使用动态解耦序列在单重态-三重态量子位之间执行受控的双量子位操作，该动态解耦序列在保持双量子位耦合的同时将每个量子位与其波动环境解耦。利用态层析技术，我们测量了系统的全密度矩阵，并确定了生成态的纠缠度和保真度，为纠缠提供了证据。
2012-02-08 cond-mat.mes-hall quant-ph
Compiling Quantum Circuits for Dynamically Field-Programmable Neutral Atoms Array Processors
本文针对动态现场可编程中性原子阵列处理器提出布局综合方法，将问题形式化为SMT并引入贪心启发式，使编译电路的双量子比特门数量相比固定架构最多减少5.1倍。
2024-07-01 cs.ET quant-ph
Dynamically protected erasure qubit via low-frequency charge driving
University of California at Berkeley（加州大学伯克利分校）；Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）；Chapman University（查普曼大学）；University of Rochester（罗切斯特大学）
本文提出利用亚GHz电荷驱动超导Kerr振荡器，在激活快速参数相互作用的同时保护量子比特免受低频噪声，实现快速冷却、双轨擦除量子比特逻辑控制及低错误率。
2026-10-08 quant-ph
Single-shot latched readout of a quantum dot qubit using barrier gate pulsing
University of Wisconsin-Madison（威斯康星大学麦迪逊分校）；Intel Corporation（英特尔公司）；HRL Laboratories, LLC.（HRL实验室有限公司）；University of New South Wales（新南威尔士大学）
本文提出了一种利用屏障门脉冲动态控制量子比特与蓄水池隧道速率的方法，用于单次测量量子点量子比特，并减少了相干拉莫尔振荡测量中的量子比特重置时间。
2026-02-20 cond-mat.mes-hall quant-ph
Controllable freezing of the nuclear spin bath in a single-atom spin qubit
半导体中电子自旋量子比特的量子相干性和门保真度通常受到与核自旋浴耦合产生的噪声的限制。自旋零核如$^{28}$ Si的同位素富集已经导致退相时间$T_2^*$的惊人改善，令人惊讶的是，其可以超出理论预期的两个数量级。使用一个单原子$^{31}$ P量子比特在丰富的$^{28}$ Si，我们表明，异常长的$T_2^*$是由于可控冻结的剩余$^{29}$ Si核靠近施主的动力学。我们的结论得到了支持的$^{29}$ Si核自旋动力学，这揭示了电子自旋提供的反作用的程度，因为它与核浴相互作用的几乎无参数的建模。这项研究澄清了遍历假设在分析强，频繁测量条件下的多体自旋问题的局限性，并提供了新的策略，最大限度地提高半导体自旋量子位的相干性和门保真度。
2019-07-25 cond-mat.mes-hall quant-ph
Dynamically Tunable Anisotropic Rabi Model in Circuit QED
Kharazmi University（卡扎维米大学）；Iran University of Science and Technology（伊朗科技大学）
提出一种电路QED架构，通过可调耦合器实现各向异性Rabi模型从纯JC到纯AJC相互作用的原位动态调控，并展示其在量子测量和相干性方面的应用。
2026-09-29 cond-mat.mes-hall quant-ph
Coherence of a dynamically decoupled single neutral atom
长量子比特相干性和有效的原子-光子耦合对于量子通信的高级应用是必不可少的。保持相干性的一种技术是动态解耦，其中采用周期性的重聚焦脉冲序列来减少系统与环境的相互作用。实验研究了光囚禁、自旋极化的$^{87}$ Rb原子的动力学退耦。我们使用两个磁敏感的$5S_{1/2}$塞曼能级，$\lvert{F=2,\ m_{F}=-2}\rangle$和$\lvert{F=1,\ m_{F}=-1}\rangle$作为量子比特状态，通过闭合的光学跃迁将$\lvert{F=2,\ m_{F}=-2}\rangle$耦合到$5P_{3/2}$激发态$\lvert{F'=3,\ m'_{F}=-3}\rangle$的可能性。在动态解耦技术中，随着更多的重聚焦脉冲，我们设法将相干时间从38（3）$μ$ s延长到两毫秒以上。我们还观察到重聚焦后原子的运动态与量子比特相干性之间存在很强的相关性，这可以作为测量基础来解决捕获参数。
2020-03-18 quant-ph
Quantum fisher information protection of N-qubit Greenberger-Horne-Zeilinger state from decoherence
本文利用量子弱测量和翻转操作研究了振幅阻尼信道中N比特GHZ态和广义N比特GHZ态的保护问题。我们推导了保护方案的性能：平均保真度，平均概率和平均量子费舍尔信息（QFI）的显式公式。此外，分析结果最大化的平均保真度和概率。我们证明了我们的方案可以有效地保护GHZ态和广义GHZ态的相位平均QFI。该方案具有保护GHZ状态和相位QFI免受强幅值阻尼噪声影响的优点。对于某些广义GHZ态，该方案能以概率1保护该态，且保真度大于99%。
2021-12-22 quant-ph
On-demand generation and characterization of a microwave time-bin qubit
超导电路为大规模量子网络的构建提供了一个可扩展的平台，其中信息可以以传播微波的多种时间模式进行编码。表征这样的微波信号的方法可扩展到任意数量的时间模式与一个单一的检测器和演示其相位鲁棒性的极大兴趣。在这里，我们展示了一个微波时间仓量子比特的超导电路量子电动力学架构的按需产生和维格纳层析成像。我们用一个单一的外差探测器进行断层扫描，通过动态改变测量正交与相敏放大器独立的两个时间模式。通过用缺乏共享相位参考的硬件生成和测量量子比特，我们证明了在生成的每个时间仓量子比特中相位信息的守恒性。
2019-12-06 cond-mat.mes-hall quant-ph
Acoustic phonons, spin-phonon coupling and spin relaxation via the lattice reorientation mechanism in hexagonal germanium nanowires
Budapest University of Technology and Economics（布达佩斯技术与经济大学）；HUN-REN-BME-BCE Quantum Technology Research Group, Budapest University of Technology and Economics（匈牙利研究与创新网络-布达佩斯技术与经济大学-基础与交叉中心量子技术研究组）
研究六方锗纳米线中通过晶格重取向机制的自旋弛豫，揭示其与量子点限制长度、磁场方向的关系，为长弛豫时间的量子点实验设计提供依据。
2026-01-20 cond-mat.mes-hall quant-ph
