Tradeoff between Leakage and Dephasing Errors in the Fluxonium Qubit
我们提出了一个折衷之间的泄漏和纯失相错误的fluxonium电路。我们表明，在绝缘制度，即，当流过电路的持续电流被抑制时，纯移相速率随着电路阻抗的增加而指数地减小。与这种指数下降相反，量子位保持足够的非谐性，使得门时间仍然可以很短，从而允许计算错误率的显着降低。
2013-09-30 cond-mat.mes-hall quant-ph
Proposal for entangling gates on fluxonium qubits via a two-photon transition
我们提出了一个家庭的微波激活纠缠门的两个电容耦合通量量子比特。在接近$|00\rangle - |11\rangle$跃迁半频的频率下，将微波脉冲施加到任一量子比特上，由于磁通量的强非谐性，引起双光子拉比振荡，在计算子空间之外的泄漏可以忽略不计。通过调整驱动频率、幅度和持续时间，我们得到了与费米子模拟门（如$\sqrt{\rm SWAP}$类门和受控相位门）局部等效的门族。门误差可以被调谐到低于$10^{-4}$的脉冲持续时间在100 ns以下，而没有过度的电路参数匹配。考虑到通量鎓的相干时间可以超过1 ms，我们的门方案是有希望的大规模量子处理器。
2021-06-23 cond-mat.mes-hall quant-ph
Nanowire Superinductance Fluxonium Qubit
我们描述了一个由约瑟夫森结和NbTiN纳米线超电感组成的磁通量子比特。我们解释测量的能量谱的多模理论占的分布性质的超导和电路的非线性效应的所有订单中的约瑟夫森潜在的。使用多光子拉曼光谱，我们解决多个fluxonium跃迁，观察多级Autler-Townes分裂和测量的$T_\mathrm{1}=20$ $μ$ s的激发态寿命。通过在不同的磁通量值下测量$T_1$，我们发现了从电容损耗到电感损耗的寿命限制机制的交叉。
2019-01-29 cond-mat.mes-hall quant-ph
CNOT gates for fluxonium qubits via selective darkening of transitions
我们分析了磁通鎓电路的交叉共振效应，并研究了一种基于跃迁选择性暗化的双量子比特门方案。在这种方法中，两个微波脉冲在目标量子比特的频率下同时施加，其幅度之间具有适当的比率，以实现受控非操作。我们详细研究了相干门动力学和计算门误差。考虑到非酉效应，我们证明了低于$10^{-4}$的门误差对于现实的硬件参数是可能的。计算跃迁的长相干时间和通量的强非谐性促进了这个数字，这很容易阻止在栅极微波驱动期间激发到更高的激发态。
2022-09-23 cond-mat.mes-hall quant-ph
Fluxonium as a control qubit for bosonic quantum information
本文实验研究 fluxonium 作为超导腔控制量子比特，在强色散耦合下实现相干性测量、Fock 态通用控制，并数值展示可消除不良腔非线性的耦合区间。
2025-06-10 cond-mat.mes-hall quant-ph
24 days-stable CNOT-gate on fluxonium qubits with over 99.9% fidelity
本研究针对超导量子比特高保真两比特门稀缺问题，采用选择性暗化法在电感耦合fluxonium量子比特上实现60ns、保真度99.94%且24天稳定的CNOT门，将非退相干误差降至2×10⁻⁴，丰富了超三个九保真度的两比特门方案。
2024-11-04 cond-mat.mes-hall quant-ph
Impact of Josephson junction array modes on fluxonium readout
本文理论分析磁通量子比特色散读取中由约瑟夫森结阵列内部模式引发的新型测量诱导态跃迁，发现其影响读取并导致退相干，但可通过优化频率或耦合避免。
2025-09-01 cond-mat.mes-hall quant-ph
Dephasing in Fluxonium Qubits from Coherent Quantum Phase Slips
本文通过设计不同阵列结阻抗的Fluxonium量子比特，研究相干量子相位滑移引起的退相干，实验验证了CQPS退相干速率的标度规律，并揭示其低频噪声谱非1/f特征，为JJ阵列超电感设计提供指导。
2024-10-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Demonstration of the Two-Fluxonium Cross-Resonance Gate
超导磁通鎓量子比特具有长的相干时间和半通量量子甜点处强的非谐性，在高保真度量子门方面具有很大的潜力。然而，目前双量子位门的实现方式通过要求非计算状态的临时填充或将磁通量从最佳点调谐而损害了磁通鎓的相干特性。在这里，我们实现了一个快速的全微波交叉谐振门之间的两个电容耦合磁通与量子比特动力学以及限制在计算空间。我们展示了一个直接的CNOT门在70 ns的保真度高达$\mathcal{F}=0.9949(6)$，尽管一个次优的测量设置和设备的一致性的限制。我们的研究结果预测了一种可能的途径，可以通过目前的技术将两个量子比特的错误率降低到$10^{-4}$以下。
2022-04-25 cond-mat.mes-hall quant-ph
Circuit QED with fluxonium qubits: theory of the dispersive regime
在电路QED中，用于量子门和超导量子比特的读出的协议通常依赖于色散机制，当量子比特-光子失谐Δ与它们的相互耦合强度相比很大时达到色散机制。对于包括库珀对盒和transmon的量子比特，选择规则极大地限制了对色散能级位移χ的贡献。相比之下，在没有选择规则的情况下，许多虚拟跃迁对χ有贡献，并且即使在大失谐下也可以产生相当大的色散位移。我们提出了一般的多能级量子点电容耦合到一个或多个谐波模式的理论，并给出了一般表达式的有效哈密顿量的二阶和四阶微扰理论。应用我们的结果fluxonium系统，我们表明，强选择规则的情况下，解释了实验中观察到的令人惊讶的大色散位移，也导致了双光子真空拉比分裂的预测。从我们的理论的定量预测是在很宽的范围内的磁通量与实验数据吻合良好，并揭示了四阶共振是重要的fluxonium光谱中观察到的相位调制。
2012-12-27 cond-mat.mes-hall quant-ph
Numerical Modeling of Quasiparticle-Induced Dissipation in Fluxonium Qubits
Lincoln Laboratory, Massachusetts Institute of Technology（林肯实验室，麻省理工学院）；Research Laboratory of Electronics, Massachusetts Institute of Technology（电子研究实验室，麻省理工学院）；Department of Electrical Engineering and Computer Science, Massachusetts Institute of Technology（电气工程和计算机科学系，麻省理工学院）
研究磁通量子比特中准粒子诱导耗散，通过数值分析不同情况的耗散率，发现现有模型在特定偏置点有误判。考虑超导能隙能量不对称性可抑制弛豫，光子辅助隧穿产生的QP只有特定能量才有\(T_1\)保护，为处理器开发和策略制定提供依据。
2026-09-10 cond-mat.mes-hall quant-ph
Scalable High-Performance Fluxonium Quantum Processor
硬件技术向通用容错量子计算方向发展，需要高性能的大规模处理单元。虽然通量量子比特具有高相干性和大非谐性，但它们的可扩展性尚未得到系统的探索。在这项工作中，我们提出了一个超导量子信息处理器的基础上，紧凑的高相干磁通抑制串扰，降低设计复杂性，提高运行效率，高保真度的门，并抵抗参数波动。在这种架构中，量子位使用连接到公共总线的单个谐振器分散地读出，并通过组合的片上RF和DC控制线进行操纵，这两者都可以设计为具有低串扰。多径耦合方法使高相干计算态之间的交换相互作用成为可能，同时抑制了虚假的静态ZZ速率，导致快速和高保真的纠缠门。我们数值研究了交叉共振控制的非和差分AC斯塔克控制的Z操作，揭示了高达1 GHz的量子比特-量子比特失谐带宽的低门误差。我们对频率拥挤的研究表明，由数千个量子比特组成的量子处理器的制造产量很高。此外，我们估计低资源开销，以抑制逻辑错误率使用XZZX表面码。这些结果为追求通用量子计算提供了一个可扩展的高性能量子体系结构。
2022-02-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Characterization and Comparison of Energy Relaxation in Fluxonium Qubits
Lincoln Laboratory, Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院林肯实验室）；Research Laboratory of Electronics, Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院电子研究实验室）；Department of Electrical Engineering and Computer Science, Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院电气工程和计算机科学系）；Google Quantum AI（谷歌量子AI）
研究通过八个多层铝硅量子比特分析回旋子量子比特能量弛豫时间T1的主要限制因素，基于电路模型和能级弛豫模型，比较两种制备工艺的量子比特性能。
2026-09-10 cond-mat.mes-hall quant-ph
Excitation dynamics in inductively coupled fluxonium circuits
我们提出了一个近期量子模拟器的基础上的磁通鎓量子比特电感耦合形成一个链。该系统具有长相干时间、大非谐性和强耦合等特点，适合于研究Ising自旋模型。在半通量量子最佳点处，系统由横向场伊辛模型（Tensor）描述。我们评估量子比特激发通过系统的传播。随着无序度的增加，激发变得局部化。使用电路QED方法的单个量子比特测量足以识别局域化跃迁，而无需引入可调谐耦合器。我们认为，感应耦合磁通提供了机会，研究本地化和多体效应在高度相干的量子系统。
2021-04-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall quant-ph
Dephasing due to quasiparticle tunneling in fluxonium qubits: a phenomenological approach
磁通量子比特是在超导器件中实现量子信息的最有前途的候选器件之一，因为它既对电荷噪声不敏感（如磁通量子比特），又对磁通噪声不敏感（如电荷量子比特）。本文研究了准粒子隧穿约瑟夫森结时量子信息的稳定性。在微观上，这种失相是由于准粒子传输概率对量子比特状态的依赖性。我们认为，在现象学水平上的失相机制可以被理解为源于热流，这是由于可能的有效温度梯度，以及它们的量子比特状态的敏感性在设备中流动。新兴的退相时间被发现是不敏感的与实现的磁通量子比特的超电感的结的数量。此外，我们发现，移相时间增加二次方与并联电感的电路，突出了稳定的设备，这种移相机制。
2015-07-16 cond-mat.mes-hall
A gate-tunable, field-compatible fluxonium
电路量子电动力学，光子相干耦合到人造原子与超导电路，使研究和控制宏观量子力学现象的超导体。最近，结合半导体纳米线和其他静电门控元件的混合电路为介观超导性提供了新的见解。将基于磁通的混合电路的能力扩展到在磁场中工作将特别有用，既可以作为自旋极化Andreev束缚态的探针，也可以作为拓扑量子位的可能平台。由于其独特的基于持续电流的本征态，磁通鎓特别适合作为拓扑量子位的读出电路。在这封信中，我们提出了一个磁场兼容的混合磁通与静电调谐的半导体纳米线作为其非线性元件。我们在高达1 T的磁场中操作磁通鎓，并用它来观察$φ_0$ -约瑟夫森效应。这种门可调谐性和场兼容性的结合为使用超导电路探索和控制自旋极化现象开辟了途径，并使磁通鎓能够用作拓扑量子位的读出设备。
2020-10-01 cond-mat.mes-hall quant-ph
Coherent dynamics in long fluxonium qubits
我们分析了磁通鎓装置（Manucharyan等人，2009年科学326 113）形成的超导环的约瑟夫森结，其中强量子相位波动只局限于一个单一的弱元素。在这样的系统中，通过在弱元件处发生的$2π$的量子相位隧穿将环的状态与在相反方向上循环的超电流耦合，而环的其余部分提供量子比特的固有电磁环境。考虑到最近邻之间的电容耦合和对地电容，我们证明了环的均匀部分可以维持耦合到磁通量子比特的两个能级的电动模。特别地，当约瑟夫森结的数量增加时，若干低能模式可以具有低于量子比特频率的频率。这就产生了准周期动力学，它表现为两个反向传播电流状态之间的振荡在短时间内衰减，随后在稍后的时间内出现类似振荡的复苏。我们分析了系统如何接近这样一个动态的环的长度增加，并讨论可能的实验影响，这种非绝热制度。
2015-05-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
High-sensitivity AC-charge detection with a MHz-frequency fluxonium qubit
本研究设计并操作了频率低至1.8 MHz的重磁通量子比特，通过边带冷却和循环询问实现高灵敏度交流电荷检测，灵敏度达33 μe/√Hz，媲美输运器件且抗直流噪声。
2023-07-26 cond-mat.mes-hall quant-ph
Tunable inductive coupler for high fidelity gates between fluxonium qubits
本文提出一种可调谐电感耦合器，在两个低频重 fluxonium 量子比特间实现宽范围 XX 耦合与极低 ZZ 耦合，并演示快速、稳定且高保真的 √(iSWAP) 和 √(bSWAP) 双比特门。
2023-09-25 cond-mat.mes-hall quant-ph
Optimization of Floquet fluxonium qubits with commensurable two-tone drives
KU Leuven（荷语鲁汶大学）；Imec（imec研究院）；University of Antwerp（安特卫普大学）
本研究通过双频驱动优化流形量子比特的退相干时间，利用可调驱动实现更灵活的能谱调节和更优的相位门性能。
2025-06-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Verifying the analogy between transversely coupled spin-1/2 systems and inductively-coupled fluxoniums
本文表征两个电感耦合超导 fluxonium 量子比特，证明其可近似为横向耦合 spin-1/2 系统并支持高保真 cross-resonance 门，同时发现需在未来设计中考虑寄生 LC 模式。
2025-03-14 cond-mat.mes-hall quant-ph
Temperature and Magnetic-Field Dependence of Energy Relaxation in a Fluxonium Qubit
本文通过调控磁通研究Fluxonium量子比特中能量弛豫的温度和面内磁场依赖性，揭示磁通噪声随温度近似线性变化、介电损耗呈T³幂律关系，并发现弱磁场会降低介电损耗限制的T₁，为超导电路噪声机制提供新见解。
2025-07-01 cond-mat.mes-hall quant-ph
Viewing protected superconducting qubits through the lens of the cat qubit
本文通过Fock基类比受保护超导量子比特与玻色子量子比特，研究fluxonium的相图与噪声偏置，提出猫量子比特启发的偏置保持门，并探索实现被动量子存储的伊辛相互作用。
2025-08-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Millisecond coherence in a superconducting qubit
增加对物理量子比特的控制程度是量子计算研究的关键组成部分。我们报道了一个磁通鎓类型的超导量子比特，其Ramsey相干时间达到了$T_2^*= 1.48 \pm 0.13 \mathrm{~ms}$，超过了现有技术水平一个数量级。结果，平均单量子比特门保真度超过了$0.9999$，据我们所知，超过了任何其他固态量子系统。此外，通过测量宇称禁戒跃迁到第二激发态的能量弛豫，我们排除了非平衡准粒子对相干性的影响。结合最近在fluxoniums上演示的双量子比特门，我们的结果为下一代量子处理器铺平了道路。
2021-03-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Proposal for Coherent Coupling of Majorana Zero Modes and Superconducting Qubits Using the 4 pi-Josephson Effect
我们建议使用辅助通量量子比特与拓扑一维线托管的Majorana量子比特相互作用。耦合是使用马约拉纳量子比特控制的4 π约瑟夫森效应来通量偏置磁通鎓量子比特而获得的。我们演示了如何使用这种耦合来灵敏地识别拓扑超导性，测量Majorana量子比特的状态，构建2-量子比特操作，并实现具有拓扑保护的量子存储器。
2013-10-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Geometric superinductance qubits: Controlling phase delocalization across a single Josephson junction
有两种基本的超导量子比特类型直接来自量子谐振子。一种是用非线性约瑟夫森结代替电感，实现了相位变量紧凑、电荷波函数离散的电荷量子比特。另一种是并联连接，由于环形拓扑结构，产生了扩展的相位变量、连续的波函数和丰富的能级结构。虽然相应的rf-SQUID哈密顿量被引入作为二次，准一维势近似来描述长约瑟夫森结阵列实现的磁通量子比特，在这项工作中，我们直接使用由单个不间断的铝导线形成的线性超电感器来实现它。我们提出了各种各样的量子位都来自同一个电路，但具有截然不同的特征能量尺度。这包括通量和fluxonium量子比特，但也包括最近引入的准电荷量子比特，其具有强烈增强的零点相位波动和严重抑制的通量色散。几何电感器的使用导致电感和电容能量的高精度，这是由自上而下的光刻技术保证的，这是本质保护超导量子比特的关键成分。几何fluxonium也表现出一个大的磁偶极子，这使它成为一个有趣的新候选人的量子传感应用。
2021-06-10 cond-mat.mes-hall quant-ph
Universal fast flux control of a coherent, low-frequency qubit
\textit{heavy-fluxonium}电路由于在半通量阻挫点处具有长的弛豫和退相时间而成为超导量子处理器的一个有前途的构建块。然而，抑制的电荷矩阵元素和低跃迁频率使得使用标准协议执行快速单量子位门具有挑战性。我们报告了用于重置、快速相干控制和读出的新协议，该协议允许量子位以14 MHz的过渡频率进行高质量操作，其能量比环境热能尺度低一个数量级。我们利用更高水平的fluxonium来初始化具有$97$ \%保真度的量子位，对应于将其冷却到$190~\mathrm{μK}$。我们实现高保真度控制使用一套通用的单周期通量门，这是由直接合成的快脉冲，而等离子体辅助读出用于测量。在$T_1, T_{2e}\sim$ ~300~ $\mathrm{μs}$的量子位上，我们实现了$20-60$ ~ns的单量子位门，其平均门保真度为$99.8\%$。
2020-02-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Protected quantum computation with multiple resonators in ultrastrong coupling circuit QED
我们从理论上研究了由有限个约瑟夫森磁通鎓原子感应耦合到传输线谐振器的超强偶合电路-QED系统的两个基态所获得的量子比特的动力学行为。我们通过使用多个传输线谐振器（每个谐振器代表一个量子比特）来展示一组通用的量子门。我们讨论了磁通鎓人工原子噪声源的内在各向异性。通过主方程处理色噪声和多能级动力学，我们证明了，对于一般的各向异性噪声源，量子比特的相干时间和量子操作的保真度可以显着提高在一个最佳的制度的超强耦合，其中的基态是一个纠缠的光子“猫”态。
2011-08-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Localized quasiparticles in a fluxonium with quasi-two-dimensional amorphous kinetic inductors
University of Colorado Boulder（科罗拉多大学博尔德分校）；National Institute of Standards and Technology（美国国家标准与技术研究院）；Northwestern University（西北大学）；Budapest University of Technology and Economics（布达佩斯技术与经济大学）
研究通过在微波谐振器和通量onium量子比特中嵌入钨硅化物导线，探讨了高动能电感材料在量子电路中的非线性特性及损耗机制。
2025-04-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
A fluxonium-based artificial molecule with a tunable magnetic moment
工程量子系统使我们能够观察到自然界中不容易获得的现象。超导电路的乐高性质使它们特别适合于构建和耦合人造原子。在这里，我们介绍了一个人工分子，由两个强耦合的磁通鎓原子，它具有可调的磁矩。使用施加的外部通量，可以在两种状态之间调节分子：一种是基态-激发态流形具有磁偶极矩，另一种是基态-激发态流形仅具有磁四极矩。通过改变外加磁通，我们发现分子的相干性受到局部磁通噪声的限制。工程和控制人造分子的能力为构建更复杂的保护量子位和量子模拟电路铺平了道路。
2016-12-05 cond-mat.mes-hall quant-ph
Landau-Zener-Stückelberg spectroscopy of a fluxonium quantum circuit
研究大振幅非共振周期性驱动下Fluxonium电路的时间平均布居数，通过数值模拟和Schrieffer-Wolff变换解析多能级结构下的Landau-Zener-Stückelberg光谱，为快速非绝热单比特门和纠缠协议提供预测性见解。
2025-04-30 cond-mat.mes-hall quant-ph
Braidonium: a braiding quantum circuit based on the $4π$ Josephson effect
我们提出了一个拓扑量子比特，其中编织和读出介导的$4π$马约拉纳约瑟夫森效应。braidonium装置由三个Majorana纳米线组成，它们聚在一起形成三结;为了控制三结处的超导相位差，纳米线被封闭在由常规超导体制成的环中;并且为了执行初始化/读出，其中一个纳米线通过拓扑约瑟夫森结耦合到fluxonium量子位。我们分析了如何基于通量的控制和读出协议可以用来演示编织和量子位操作的现实材料和电路参数。
2019-01-22 cond-mat.mes-hall quant-ph
Universal gates for protected superconducting qubits using optimal control
我们利用量子最优控制理论实现了两个受保护超导电路的量子门：重磁通量子比特和0- $π$量子比特。利用自动微分便于同时包含多个优化目标，允许获得具有真实脉冲形状的高保真度门。对于这两个量子位，不相交的支持低位波函数防止直接人口之间的计算基础状态转移。相反，最佳控制有利于涉及更高水平的动态，有效地提高了保护的一小部分门持续时间。对于0- $π$量子位，较高水平之间的矩阵元素的偏移-电荷依赖性对门协议提出了额外的挑战。为了缓解这个问题，我们在优化过程中随机化偏移电荷，将系统转向对电荷变化不敏感的脉冲形状。获得的封闭系统的结晶度为99%或更高，并显示在开放系统模拟略有减少。
2019-08-20 cond-mat.mes-hall quant-ph
Anomalous periodicity and parafermion hybridization in superconducting qubits
拓扑量子计算依赖于一个受保护的退化子空间，以抗噪声的方式实现复杂的操作。为此，基于非阿贝尔准粒子（如parafermions）的混合平台具有很大的前景。预计这些将出现在分数量子霍尔态和超导体之间的界面处，因此自然耦合到超导量子位。在这里，我们研究了一个parafermionic fluxonium电路，并表明拓扑状态的存在下产生一个惊人的周期性的量子比特谱。此外，在量子比特微波谱中，可以检测到与分数准粒子多重隧穿相关的不同仲费米子耦合的独特和显著的特征。有限的parafermion耦合可以减少充分退化的非阿贝尔流形，我们表明，这种配置可以用来评估系统的剩余程度的保护。
2022-08-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Electron shelving of a superconducting artificial atom
将静止量子比特与传播光子连接是量子技术中的一个基本问题。腔量子电动力学（CQED）以远失谐腔模式的形式调用介体自由度，其对超导电路（cQED）的适应被证明是非常富有成效的。腔既阻挡量子位发射，又能够实现量子位状态的色散读出。然而，一个更直接的（无腔）接口是可能的原子钟，其中轨道循环跃迁可以散射光子，这取决于超精细或四极量子比特跃迁的状态。最初被称为“电子搁置”，这种条件荧光现象是许多量子信息平台的基石，包括捕获离子、固态缺陷和半导体量子点。在这里，我们应用搁置的想法，电路原子，并展示了条件荧光读出的fluxonium量子比特放置在一个匹配的一维波导。在基态和第三激发态之间循环非计算跃迁以量子位基态为条件每91 ns产生一个微波光子，而量子位相干时间超过50 us。读出具有内置的量子非破坏属性，允许超过100个荧光周期与四能级光泵浦模型一致。我们的结果介绍了一个资源有效的替代cQED。它还为波导QED不断增长的工具箱增加了最先进的量子存储器。
2020-08-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Tunneling of fluxons via a Josephson resonant level
本研究分析了约瑟夫森结处共振能级介导的通量子耦合机制，发现4π量子相位滑移主导的耦合可在典型通量子比特电路的跃迁谱中直接观测，且电路低能哈密顿量与拓扑超导岛对偶，可为相关实验和新型受保护比特设计提供参考。
2024-08-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Tunability of microwave transitions as a signature of coherent parity mixing effects in the Majorana-Transmon qubit
将马约拉纳费米子激发耦合到相干外场是操纵和探测费米子的重要步骤。我们分析的电荷和transmon制度的拓扑纳米线嵌入在一个库珀对盒，超导相位差耦合到零能量宇称状态，产生的马约拉纳准粒子。我们表明，在特殊的栅极偏置点，光子量子比特耦合可以通过量子干涉关闭，并在其他点，它是指数依赖于控制参数$E_J/E_C$。以及探针的拓扑超导体激发，我们建议，这种类型的设备可以用来实现一个可调的高相干四能级系统的超导电路架构。
2013-12-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Solomon equations for qubit and two-level systems: Insights into non-Poissonian quantum jumps
本研究测量并建模量子比特与两能级系统耦合的弛豫，证实非指数弛豫和非泊松量子跳跃，并用 Solomon 方程描述，暗示量子到经典的转变。
2024-05-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Signature of entangled eigenstates in the magnetic response of two coupled flux qubits
在阻抗测量技术（IMT）的框架下，我们研究了两个耦合磁通量子比特与高质量槽相互作用的耗散动力学和磁响应。结果表明，观察来自分离的量子比特的IMT信号的总和与来自系统的信号之间的差异，当两个量子比特都处于简并点（IMT赤字）时，意味着立即形成纠缠的两个量子比特本征态。
2003-12-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
A non-Markovian optical signature for detecting entanglement in coupled excitonic qubits
我们确定了一个光学签名检测纠缠在实验纳米结构系统，包括耦合激子量子位。这个签名欠其强度的非马尔可夫动力学效应的二阶时间相干函数的发射辐射。我们计算了选择性光激发和集体光激发的自相关函数和交叉关联函数，证明了发射光的相干性确实携带了初始多量子比特态纠缠的信息.我们还表明，这个签名可以生存在一个嘈杂的环境中存在。
2007-02-12 cond-mat.mes-hall quant-ph
Two-level system hyperpolarization using a quantum Szilard engine
本研究针对超导量子电路受二能级系统环境影响相干性的问题，利用带主动反馈的量子西拉德引擎调控TLS环境的冷热，证实二者互为主要损耗机制，为提升量子比特寿命提供了思路。
2024-05-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Transport Signatures of a Majorana Qubit and Read-out-induced Dephasing
受最近提出的Majorana量子比特及其量子态读出的启发，我们研究了由超导桥分流的两条平行拓扑线形成的量子比特设置。导线进一步耦合到两个量子点，这两个量子点也直接连接，从而产生干涉回路。通过该系统的传输电流示出了在QND测量中区分量子位的两个基态的干涉图案。我们分析了各种属性的干扰电流和读出过程中，包括所产生的失相和弛豫。我们还分析了不同的控制参数，如栅极电压对电流的影响。特征依赖性可以作为Majorana束缚态的签名。
2019-04-08 cond-mat.mes-hall quant-ph
Signatures of quantum behavior in single-qubit weak measurements
随着最近对量子计算的兴趣激增，为系统中的“量子行为”开发明确的实验测试变得非常重要。这个问题在过去已经以贝尔的不平等和莱格特和加格的不平等的形式得到了解决。然而，这些不等式涉及理想投影测量的结果，这在许多提出的量子位设计中，特别是在许多固态量子位系统中，在实验上难以执行。在这里，我们表明，弱连续测量，这往往是实际的实验实施，可以产生特别清晰的签名的量子相干性，无论是在测量的关联函数和测量的功率谱。
2005-09-30 cond-mat.mes-hall quant-ph
Non-Gaussian signatures and collective effects in charge noise affecting a dynamically-decoupled qubit
研究了经典二能级电荷涨落对动态解耦量子比特相干性的影响。在不同的量子比特工作位置上发现了不同的动力学。精确的解析公式推导出在纯退相和近似的解决方案，发现在一般的工作位置，弱耦合和强耦合的波动。这些解决方案的分析，结合多个随机电报过程的数值模拟，揭示了波动器的数量和控制脉冲的数量，以及依赖于量子比特波动器系统的其他参数的噪声的缩放。这些结果可以用来确定潜在的微观模型的电荷环境，通过执行噪声光谱。
2015-10-20 cond-mat.mes-hall quant-ph
Probing the quantum motion of a macroscopic mechanical oscillator with a radio-frequency superconducting qubit
Sorbonne Université（索邦大学）；CNRS（法国国家科学研究中心）；ENS-Université PSL（巴黎高等师范学院-巴黎文理研究大学）；Collège de France（法兰西学院）；Alice & Bob
利用射频超导量子比特探测宏观机械振子的量子运动，揭示热占据与量子反作用，并探索引力诱导退相干的测试可能性。
2026-01-18 cond-mat.mes-hall quant-ph
Smoking-gun signatures of non-Markovianity of a superconducting qubit
本文研究了超导transmon量子比特闲置演化的时间相关噪声，利用量子电路理论构建了时间局域主方程，揭示了相干性周期性恢复和额外频率等非马尔可夫特征。
2023-02-17 cond-mat.mes-hall quant-ph
Scalable Low-overhead Superconducting Non-local Coupler with Exponentially Enhanced Connectivity
Tsinghua University（清华大学）；Beijing Academy of Quantum Information Sciences（北京量子信息科学研究院）；Institute of Physics, Chinese Academy of Science（中国科学院物理研究所）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）；Hefei National Laboratory（合肥国家实验室）
提出一种厘米级片上耦合器及额外耦合层，将量子比特阵列映射为二叉树连接图，将平均纠缠距离从O(N)降至O(logN)，实现指数增强的连接性并消除串扰，在通量量子比特上实现99.37%保真度的非局域纠缠门。
2025-02-26 cond-mat.mes-hall physics.app-ph quant-ph
Non-Markovian signatures in the current noise of a charge qubit
我们研究了不同参数下耦合到声子池的电荷量子比特的电流噪声。我们发现，使用非马尔可夫系统的全计数统计理论，电流波动强烈的影响，从量子相干性和声子浴的动力学之间的相互作用产生的记忆效应。
2008-01-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Transport signatures of phase fluctuations in superconducting qubits
该研究通过对小型独立结及同工艺电容并联结的低频输运测量，发现transmon构型超导量子比特中存在由本征结电容引发的相位涨落，观测到开关电流降低、与相位扩散相关的显著有限电阻两个特征。
2024-12-13 cond-mat.mes-hall
Spin-orbit signatures in the dynamics of singlet-triplet qubits in double quantum dots
我们用数值和解析的方法研究了外加磁场作用下双电子GaAs双量子点中的自旋轨道相互作用。特别地，我们通过模拟穿过单重态-三重态（$S-T_+$）共振的Landau-Zener电压失谐扫描，得到了单重态的返回概率。我们的研究结果表明，非自旋守恒的interdot隧穿过程所产生的自旋轨道相互作用有明确的签名。这些允许直接访问的自旋轨道相互作用的规模，其特征在于由频率偏移和傅立叶振幅调制的拉比跳跃动力学的单线态-三线态量子位$S-T_0$和$S-T_+$。通过应用Bloch-Feshbach投影形式主义，我们分析表明，上述效应起源于自旋轨道相互作用和电子自旋和GaAs核自旋之间的超精细相互作用驱动的过程之间的相互作用。
2017-04-09 cond-mat.mes-hall
Forster signatures and qubits in optically driven quantum dot molecules
一种在固态器件中实现量子门操作的有趣方法是使用两个垂直耦合的自组装量子点（量子点分子（QDM））来实现光驱动量子门。我们提出了一个现实的模型，在强激光激发和施加电场下的InGaAs/GaAs量子点模型中的激子动力学。动力学通过Lindblad主方程的解获得。修饰的基态作为激光能量和施加的电场的函数的地图表现出丰富的结构，包括激子反交叉，允许识别相关的耦合。偶极-偶极Forster能量转移机制的光学特征表现为几个（空间）间接激子线的分裂。此外，我们建立了一个模型的激子量子比特旋转的绝热电场循环扫描到一个福斯特隧道制度，诱导水平反交叉。所提出的量子位表现出拉比振荡之间的两个明确定义的激子对作为在反交叉的停留时间的函数。
2007-08-16 cond-mat.mes-hall
Signatures of atomic-scale structure in the energy dispersion and coherence of a Si quantum-dot qubit
我们报道了一个三电子双量子点混合量子比特的能量色散的反常行为，并认为这是由量子阱界面处的原子尺度无序引起的。通过采用紧束缚模拟，我们确定了潜在的无序配置文件，诱导与实验一致的行为。结果表明，无序可以引起的“甜蜜点”的电荷噪声引起的退相干被抑制，即使在一个参数制度，真正的甜蜜点是意想不到的。相反，也可能出现去相干增强的“热点”。我们的研究结果表明，在适当的条件下，界面原子结构可以作为一种工具，以提高硅双点量子比特的保真度。
2018-05-25 cond-mat.mes-hall
Quantifying Non-Abelian Stability in Majorana Qubits through Rabi Beating Signatures
Xi’an Jiaotong University（西安交通大学）；Hefei National Laboratory（合肥国家实验室）；Peking University（北京大学）；Fudan University（复旦大学）
本文提出了一种简单且实验可行的协议，通过将量子点与Majorana双态耦合，利用Rabi振荡来直接检测量子点电荷占据，从而量化Majorana双态的稳定性，同时展示了拍频特征与稳定性偏差之间的线性关系。
2026-06-04 cond-mat.mes-hall
