Circuit QED: Implementation of the three-qubit refined Deutsch-Jozsa quantum algorithm
我们提出了一个协议，通过使用单量子位$σ_z$门，双量子位控制的相位门，和双目标量子位控制的相位门来构建35个$f$控制的相位门的三量子位精化Deutsch-Jozsa（DJ）算法。利用该协议，我们讨论了如何实现三量子比特的精化DJ算法，超导transmon量子共振耦合到一个单一的腔。我们的数值计算表明，这种量子算法的实现是可行的，在目前的电路QED技术。该算法的实验实现将是电路QED向更复杂量子计算迈出的重要一步。
2014-10-12 quant-ph
Decoherence-free quantum dynamics in circuit QED system
研究了由一个电荷量子比特和两个超导传输线谐振器组成的电路QED系统中的退相干。我们证明了在电路QED系统的色散区中，一个TLR可以作为辅助子系统，实现由电荷量子比特组成的二分目标系统的无消相干量子动力学，而另一个TLR的条件是辅助TLR初始是一个适当的数态.我们的研究为量子系统中退相干的控制和操纵提供了新的见解。
2009-03-10 quant-ph
Cavitylike strong coupling in macroscopic waveguide QED using three coupled qubits in the deep non-Markovian regime
我们引入了一个三量子比特波导QED系统来模拟最近实验中实现的探测量子比特嵌入类原子镜的腔-QED强耦合机制。然后，我们将这个系统扩展到深非马尔可夫制度，并展示了深远的作用，延迟上的着装共振，允许显着提高极化激元寿命（由许多数量级），调谐的共振，以及实现Fano的共振和同时耦合到多个腔模式。精确的格林函数解决方案的光谱共振，和量子动力学模拟使用矩阵乘积状态，在那里我们展示了额外的控制腔QED系统使用手性探针量子比特。
2021-06-30 quant-ph
Proposal for realizing a multiqubit tunable phase gate of one qubit simultaneously controlling n target qubits using cavity QED
提出了一种在腔QED中实现一个量子比特同时控制n个目标量子比特的多量子比特可调相位门的方法。在该方案中，经典脉冲仅与腔外的原子相互作用，从而避免了将脉冲施加到腔内单个原子而不影响同一腔中的其他原子的实验挑战。由于采用一阶大失谐，与使用二阶大失谐相比，门可以快速执行。此外，门操作时间与量子比特的数量无关。该方案具有普遍性，可应用于耦合到谐振腔的各种超导量子比特、耦合到微球腔的NV中心或腔QED中的量子点。
2012-08-14 quant-ph
Collective Suppression of Linewidths in Circuit QED
我们报告的实验观察，和理论解释，集体抑制线宽的多个超导量子位耦合到一个好的腔。这证明了强量子位-腔耦合可以显着修改单个量子位可能预期的失相和耗散过程，并且可以潜在地改善多体电路QED中的相干时间。
2013-02-04 quant-ph
Entangling homogeneously broadened matter qubits in the weak-coupling cavity-QED regime
在分布式量子信息处理中，飞行的光子会纠缠被限制在腔体中的物质量子比特。然而，当物质量子比特被均匀加宽时，腔QED通常需要强耦合机制，这在实际的实验装置中很难实现。在这里，我们表明，高保真纠缠操作是可能的，即使在弱耦合制度，其中阻尼（退相，自发发射，和腔泄漏）压倒量子比特和腔之间的相干耦合。我们的建议使得分布式量子信息处理能够使用比以前要求低得多的技术来执行。
2012-05-01 quant-ph
Realization of an n-qubit controlled-U gate with superconducting quantum interference devices or atoms in cavity QED
提出了一种利用超导量子干涉器件在腔QED中实现$n$量子比特控制的$U$门的方法。在这种方法中，SQUID的两个最低能级代表量子位的两个逻辑状态，而较高能量的中间能级则用于门操作。我们的方法基本上通过创建一个单光子通过控制SQUID之一，然后在目标SQUID上进行任意幺正变换与腔光子的协助下。此外，我们还证明了该方法可以应用于腔QED中的原子量子位实现$n $ %量子位控制的$U$门。
2006-02-01 quant-ph
Detecting non-Abelian geometric phase in circuit QED
我们提出了一个在电路QED中检测非阿贝尔几何相位的非对易性的方案，该方案涉及三个传输子量子比特与一维传输线谐振器的电容耦合。通过控制transmon量子比特的外部磁通量，我们可以获得一个有效的三脚架相互作用的电路QED设置。非阿贝尔几何相位的非对易性表明，对于一个初始态，经过两个不同次序的特定循环，将得到不同的最终态。我们的数值计算表明，这种差异可以明确地检测到在所提出的系统。
2013-07-01 quant-ph
An efficient protocol of quantum walk in circuit QED
利用超导量子比特实现离散时间量子行走（DTQW）是困难的，因为片上超导量子比特不能在晶格位置之间跳跃。提出了一种在电路量子电动力学（QED）中实现DTQW的有效方案，其中$N$步DTQW只需要$N+1$量子比特和$N$辅助腔.每个DTQW步骤的操作非常快，因为仅采用谐振过程。数值模拟结果表明，采用现代电路QED技术，得到阶数达到$20$的高相似度DTQW是可行的。该方案有助于在实验上研究大步长DTQW的性质和应用，对量子计算和电路QED量子模拟的发展具有重要意义。
2019-02-27 quant-ph
Charge-Qubit-Resonator-Interface-Based Nonlinear Circuit QED
本文探讨了电荷量子比特与微波LC谐振腔感应耦合的非线性电路QED在光子工程和超强耦合多光子量子光学中的应用。简单地扫描栅压偏置就可以实现任意的Fock态脉冲脉塞，其中单个量子比特起着人工增益介质的作用。共振泵浦参量量子比特-谐振腔界面导致谐振腔场的压缩，这对量子限幅微波放大是有用的。此外，在自由驱动系统的稳态下，可以观察到向上和向下的多光子量子跃迁。
2018-09-18 quant-ph
Circuit QED Spectra in the Ultrastrong Coupling Regime: How They Differ from Cavity QED
本文分析电路QED中超强耦合下的光谱，发现与腔QED不同，系统与输出端口的耦合方式导致独特光谱特征。
2024-10-02 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
Implementation of three-qubit Grover search in cavity QED
利用三个里德伯原子与单模微波腔的共振相互作用，基于三量子比特量子门的思想[Phys.Rev.A73，064304（2006）]，考虑了弱腔衰减条件下三量子比特Grover搜索算法的实现.我们模拟了在腔衰减影响下的搜索过程，并表明我们的方案可以有效地实现高保真度地找到标记态。所需的操作是非常接近的达到与当前的腔QED技术。
2007-07-03 quant-ph
Implementation of many-qubit Grover search by cavity QED
本文研究了在腔QED中实现N比特（N>3）Grover搜索的可能性，该搜索基于N比特控制的原子与腔模共振的快速相位翻转操作。我们从理论和数值上证明了我们的方案可以有效地找到一个具有高保真度和高成功概率的标记态。由于在我们的量子轨道处理中涉及到腔衰变，我们可以从分析上理解耗散条件下Grover搜索的实现，这将对相关实验非常有帮助。
2008-10-07 quant-ph
Casimir forces in transmission-line circuits: QED and fluctuation-dissipation formalisms
传输线波导可以调解中性物体之间的长距离波动诱导力。我们提出了两种方法来描述嵌入在传输线电路中的电子元件之间的这些力。第一个是普通量子电动力学（QED），包括传输线内电压和电流波的量子化和散射理论。第二种方法依赖于简单的电路分析，根据波动耗散定理（FDT），电路中的电阻会产生额外的噪声电流源。我们应用后一种方法推导出一个一般公式的Casimir力引起的电路波动之间的任何两个阻抗。考虑到合力的符号，讨论了该公式的应用。虽然QED和FDT方法是等价的，我们得出结论，后者更容易推广和解决。
2017-02-15 quant-ph
Coherent population transfer with polariton states in circuit QED
本文提出利用绝热捷径方法加速超导电路中的STIRAP过程，在电路QED极化激元Λ系统中实现快速高保真的超绝热相干布居转移。
2023-10-31 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
A proposal for implementing an n-qubit controlled-rotation gate with three-level superconducting qubit systems in cavity QED
提出了一种在腔QED中利用三能级超导量子比特系统实现n量子比特受控旋转门的方法。量子位的两个逻辑状态由每个系统的两个最低能级表示，而较高的能级用于门实现。该方法基本上通过准备以控制量子位的状态为条件的$W$状态，在腔模式中创建单个光子，然后在腔光子的帮助下对目标量子位的状态执行任意旋转来操作。值得注意的是，用于实现所提出的门的基本操作步骤不随着量子位的数量$n$而增加，并且门操作时间随着量子位的数量增加而减少。该方案具有一定的通用性，可应用于腔体中或耦合到谐振器的各种类型的超导器件。
2011-05-08 quant-ph
Multiqubit Greenberger-Horne-Zeilinger state generated by synthetic magnetic field in circuit QED
提出了一个在电路QED系统中产生N个超导量子比特的Greenberger-Horne-Zeilinger（GHZ）态的方案。通过正弦调制量子比特-量子比特耦合，合成了一个磁场，打破了系统的时间反演对称性。在人工磁场的作用下，三个量子比特的环路可以实现量子比特激励的定向旋转。利用单激发环和双激发环中量子比特激发旋转方向不同的性质，我们可以制备三量子比特GHZ态，并将这种制备方法推广到任意多量子比特GHZ态。我们的分析还表明，该计划是强大的各种操作错误和环境噪声。
2017-04-07 quant-ph
Circuit QED bright source for chiral entangled light based on dissipation
基于电路QED量子位腔阵列设计了一种双模纠缠微波辐射源。我们的方案植根于外部驱动、集体现象和耗散的结合。最重要的是，反射对称性通过外部驱动被打破，从而允许出现手性发射。我们的研究结果超越了应用，并与基础物理学相关，因为我们展示了如何实现量子晶格模型，表现出由耗散驱动的临界性。
2012-12-14 quant-ph
Simple scheme for two-qubit Grover search in cavity QED
根据F. Yamaguchi等[Phys.Rev.A66，010302（R）（2002）]，我们提出了一种在腔QED中实现两量子比特Grover搜索算法的替代方法。与F. Yamaguchi等的建议，通过加入一个强共振经典场，我们的方法对腔衰减和热场都不敏感，并且不要求腔在整个过程中保持真空状态。此外，两个原子的量子位定义是相同的，这使得实验更容易。严格的数值模拟表明，我们的建议是好的，足以证明一个两个量子比特的Grover的搜索与高保真度。
2005-07-14 quant-ph
Tunable-Cavity QED with Phase Qubits
我们描述了一个可调腔QED架构与射频SQUID相位量子比特电感耦合到一个单模谐振腔，具有可调频率，允许微波读出隧道和色散测量的量子比特。色散测量是一个三能级模型，强烈依赖于量子比特的非谐性，量子比特腔耦合和失谐。可调谐腔频率提供了一种强烈改变量子位-腔失谐和耦合强度的方式，这可以减少Purcell损耗、腔诱导的量子位失相以及具有多个量子位的系统的剩余总线耦合。与我们的量子位腔系统，我们表明，动态控制腔频率，使人们能够避免Purcell损失在相干量子位演化和优化状态读出量子位测量过程中。发现最大量子位衰减时间$T_1$ = 1.5 $μ$ s受到来自类似于平面transmon量子位的设计几何形状的表面介电损耗的限制。
2014-08-08 quant-ph
Schrodinger Cat States in Circuit QED
电路量子电动力学（“电路QED”）描述了超导电路在接近绝对零度温度的微波状态下工作的量子力学和量子场论。它类似于量子光学中的腔QED，原子的作用由超导量子比特扮演。本课堂讲稿主要集中在新颖的量子态，这些量子态可以利用人造原子和一个或多个腔之间的强耦合来产生和测量。特别重要的是光子的薛定谔猫态。尽管长期以来被认为是快速退相干的脆弱量子叠加的范例，但这种状态最近已被用作量子纠错码的基础，该码已通过主动量子纠错达到了长期寻求的提高量子信息寿命的目标。
2017-10-09 quant-ph
Stoquasticity in circuit QED
我们分析电路QED哈密顿是否是随机集中在系统的耦合通量量子比特：我们表明，可扩展的符号问题的自由路径积分蒙特卡罗模拟通常可以执行这样的系统。尽管如此，我们证实了最近的发现[arXiv：1903.06139]，即有效的，非随机量子比特哈密顿量可以出现在电容耦合通量量子比特系统中。我们发现，如果电容耦合是足够小的，这种非随机性的有效量子位哈密顿量可以避免，如果我们执行一个正则变换之前，投影到一个有效的量子位哈密顿量。我们的结果揭示了电路QED哈密顿量的量子绝热计算的使用和微妙的发现一个代表，解决了这些系统中的符号问题的权力
2021-03-29 quant-ph
Cavity QED implementation of the multi-qubit refined Deutsch-Jozsa algorithm
从理论上研究了利用多个里德伯原子与单模微波腔的共振相互作用实现多量子比特的精化Deutsch-Jozsa（DJ）算法，该算法可以有效地实现多量子比特控制的相位门.我们展示了如何在高保真度下实现多量子位精化DJ算法，即使在弱腔衰减和一些缺陷的情况下。我们认为，在我们的计划所需的操作几乎是在目前的实验可能性。
2010-02-25 quant-ph
Realizing Topological Transition in a Non-Hermitian Quantum Walk with Circuit QED
我们扩展了非厄米一维量子行走模型[物理。102，065703（2009）]，通过考虑退相效应。我们证明了拓扑转换的功能不改变，即使在单位内的网站之间的失相是存在的。讨论了在超导量子比特耦合到超导谐振腔模的电路QED系统中我们的理论结果的潜在实验观察，并进行了数值模拟。结果清楚地显示了量子行走中的拓扑转变，并显示了这种系统对量子比特衰变和退相的鲁棒性。我们还讨论了如何在电路QED系统中将该模型推广到更高维。
2017-03-25 quant-ph
Circuit Quantum Electrodynamics
宏观层次的量子力学效应在20世纪80年代首先在基于约瑟夫森结的超导电路中被探索。在过去的二十年中，量子信息科学的出现加强了对使用这些电路作为量子信息处理器中的量子比特的研究。超导量子比特可以与微波光子（存储在超导电路中的量子化电磁场）进行强烈且可控的相互作用，这一认识导致了电路量子电动力学（QED）领域的创建，这是本文的主题。虽然原子腔QED激发了电路QED的许多早期发展，但后者现在已经成为一个独立和蓬勃发展的研究领域。电路QED允许在量子水平上以前所未有的细节研究和控制光-物质相互作用。它也在目前所有用超导电路处理量子信息的方法中起着至关重要的作用。此外，电路QED使研究与微波光子相互作用的混合量子系统成为可能。在这里，我们回顾超导量子比特的相干耦合到微波光子在高品质振荡器集中在Jaynes-Cummings模型的物理，它的色散极限，在这个系统中的光-物质相互作用的不同制度。我们讨论了超导电路与其环境的耦合，这对于电路QED中的相干控制和测量是必要的，但这也必然会导致退相干。色散量子比特读出，在几乎所有的电路QED实验的核心成分，也被描述。在介绍了电路QED的核心概念之后，我们讨论了这些概念在量子信息处理和量子光学中的重要应用。
2020-05-26 quant-ph
Qubit measurement error from coupling with a detuned neighbor in circuit QED
在现代电路QED架构中，超导transmon量子比特是通过从耦合谐振器泄漏的微波场的状态相关的相位和幅度偏移来测量的。确定这种移位需要在非零持续时间内积分场求积，这可能允许不必要的并发演化。在这里，我们研究这种动态退化的测量保真度所造成的失谐相邻量子比特。我们发现，在现实的参数制度，其中的量子位的合奏退相速率慢于量子位-量子位失谐，联合量子位-量子位本征态是更好地区分测量比裸状态。此外，我们表明，当谐振器泄漏比量子比特-量子比特失谐慢得多时，测量几乎以几何方式跟踪联合本征态。然而，测量过程也会导致本征态之间罕见的量子跳跃。如果谐振器衰减与量子位-量子位失谐相当或更快，则这些跳跃的速率变得显著，从而以使人联想到能量弛豫过程的方式显著降低测量保真度。
2015-11-18 quant-ph
Efficient scheme for quantum entanglement, quantum information transfer, and quantum gate with three-level SQUID qubits in cavity QED
提出了一种利用超导量子干涉器件（SQUID）量子比特在腔QED中实现量子纠缠、量子信息传输和一组通用量子门的新方案。在该方案中，量子比特的两个逻辑状态是SQUID的两个最低级别。SQUID的中间级用于促进量子位的量子态的相干控制和操纵。本文提出的方法在操作过程中不会产生有限的中间能级粒子数或腔光子数。这样，由于中间能级的自发衰变引起的退相干被最小化，并且对腔的品质因数的要求被大大放宽。
2003-07-25 quant-ph
Selective-Resonance-Based Quantum Entangling Operation on Qubits in Circuit QED
提出了一种在准色散区利用谐振腔辅助的超导量子比特的快速量子纠缠操作，该操作具有一种新的效应-由放大的量子比特态依赖的谐振腔跃迁频率产生的选择性谐振，以及所需量子拉比振荡和所不需量子拉比振荡之间的可调周期关系.这种操作不需要任何类型的驱动场和量子位之间的相互作用。更有趣的是，电荷量子比特的非计算第三激发态可以在缩短纠缠门的操作时间方面发挥重要作用。所有这些特性为在超导量子比特上实现比以前的方案快得多的量子纠缠门提供了一种有效的方法。
2014-03-01 quant-ph
Physical model of continuous two-qubit parity measurement in a cavity-QED network
我们提出并分析了连续纠错所需的两个量子位奇偶校验测量的物理实现，假设一个设置，其中单个量子位强耦合到单独的光学腔。探测光从两个腔中依次散射，通过固定正交零差光探测实现连续宇称测量。我们提出的模型的基础上量子随机微分方程（QESTs）的一个理想的连续宇称测量和我们建议的腔量子电动力学（腔QED）的实施;最近的绝热消除定理QESTs的是用来断言强收敛的物理参数的适当限制，后者到前者。通过数值模拟研究了腔QED方案的性能。
2008-12-05 quant-ph
Preparation of n-qubit Greenberger-Horne-Zeilinger entangled states in cavity QED: An approach with tolerance to nonidentical qubit-cavity coupling constants
提出了一种利用腔中的三能级量子比特系统和（n-1）个四能级量子比特系统产生$n$ -量子比特Greenberger-Horne-Zeilinger（GHZ）纠缠态的方法.该提议不需要相同的量子位-腔耦合常数，因此容忍量子位系统参数不均匀性和量子位在腔中的不精确放置。该提案不需要在整个操作期间调整量子位系统水平间距。此外，它表明，纠缠可以确定性地产生使用这种方法和操作时间是无关的量子比特的数量。目前的建议是相当普遍的，它可以应用于物理系统，如各种类型的超导器件耦合到一个谐振器或原子被困在一个空腔。
2011-05-08 quant-ph
Network for transfer of an arbitrary $n$-qubit atomic state via cavity QED
我提出了一个方案，它允许一个未知的单量子比特原子态从一个原子到另一个完美的转移，让两个原子同时与腔QED相互作用。在原子与腔场的相互作用过程中，腔场只被虚激发，因此该方案对腔场态和腔场衰减不敏感。基于该方案，设计了一个用于在原子间传输任意单量子比特原子态的网络。然后将该方案推广到任意2量子比特原子态的完美传输，并据此设计了一个用于任意2量子比特原子态传输的网络。最后，证明了该方案可以推广到任意$n(n\ge 3)$ -量子比特原子状态转移的情形，并给出了相应的网络。
2005-04-29 quant-ph
Entanglement concentration and purification of two-mode squeezed microwave photons in circuit QED
提出了一种在电路量子电动力学（QED）中实现双模压缩微波光子纠缠浓缩和纯化的理论方案。首先，我们描述了电路QED中两个谐振腔之间的交叉克尔效应。然后利用交叉克尔介质设计了微波光子数的有效量子非破坏（QND）测量。利用QND测量，量子通信双方可以实现非局域双模压缩微波光子的纠缠集中和纯化。我们讨论了我们的方案的可行性，给出了详细的参数，可以实现与目前的实验技术。我们的工作对连续变量微波量子信息处理的实际应用有一定的促进作用。
2018-03-01 quant-ph
Preparation of cluster states and W states with superconducting- quantum-interference-device qubits in cavity QED
我们提出了利用超导量子干涉器件（SQUID）量子比特在腔中产生团簇态和W态的方案。我们的方案不需要辅助量子位，并且激发能级在整个方案中仅虚拟耦合，这可以大大降低实验挑战。我们在模型中考虑了腔的衰减，并分析了它对制备纠缠态的不利影响。
2006-08-14 quant-ph
Deterministic generation of Greenberger-Horne-Zeilinger entangled states of cat-state qubits in circuit QED
提出了一种利用电路QED产生三个猫态量子比特的Greenberger-Horne-Zeilinger（GHZ）纠缠态的有效方法。GHZ态是用三个微波腔耦合到一个超导transmon量子阱制备的。由于量子点在工作过程中保持在基态，量子点的能量弛豫和退相引起的退相干被大大抑制。GHZ状态是确定性创建的，因为不涉及测量。数值模拟表明，利用现有的电路QED技术，高保真地产生三个量子比特的GHZ态是可行的。这个提议可以很容易地扩展到创建一个$N$ -cqubit GHZ态（$N\geq 3$），其中$N$微波或光学腔耦合到一个自然的或人造的三能级原子。
2019-10-18 quant-ph
Deterministic creation and stabilization of entanglement in circuit QED by homodyne-mediated feedback control
在固态电路QED系统中，基于色散区的零差测量，我们证明了基于零差电流的反馈可以在中等噪声环境下产生并稳定高度纠缠的两量子比特态.特别是，我们提出了一个扩展的分析，基于电流的马尔可夫反馈，从而导致一个改进的滤波电流为基础的反馈方案。我们表明，这是必不可少的，我们要达到理想的控制效果，在目前的系统。
2010-05-17 quant-ph
Ultrastrong-coupling quantum-phase-transition phenomena in a few-qubit circuit QED system
研究了少量子比特系统中的超强耦合量子相变现象。在单量子比特情况下，在超强耦合条件下，发生三次二阶跃迁，并出现Goldstone模。此外，一级相变发生在两个不同的超辐射相之间。在两量子比特的情况下，一个两量子比特的哈密顿量与量子比特的相互作用进行了全面的量子力学分析。我们发现，即使在该模型中的超强耦合制度的量子相变被抑制。此外，在三量子比特模型中，超辐射量子相变在超强耦合制度恢复。进一步研究了具有U（1）对称性的N-量子比特模型，发现超辐射相变在量子比特数宇称下被抑制或恢复.
2017-04-17 quant-ph
Two-photon entanglement in multi-qubit bi-directional waveguide QED
研究了双光子高斯波包驱动的双向波导QED中纠缠的产生和控制。特别是，我们专注于如何增加量子比特的数量影响系统中的整体平均成对纠缠。我们还研究了第二个光子的存在如何引入非线性，从而操纵产生的纠缠。此外，我们表明，通过引入手征和小衰减率，纠缠可以存储和增强的2和3倍，分别。最后，我们分析了有限失谐和时间延迟对纠缠的影响。
2016-04-13 quant-ph
Generation of four-qubit cluster of entangled coherent states in bimodal QED cavities
最近的工作[1]提出了一类团簇纠缠相干态及其产生方法。在这里，我们提出了一个替代的实验安排，其产生在双峰QED腔。该方案采用了一个单一的二能级原子与腔模色散相互作用，最初准备在相干态。在考虑原子速度扩散和原子效率检测的影响下，得到了态制备的保真度和成功概率。
2009-02-21 quant-ph
Qubit Parity Measurement by Parametric Driving in Circuit QED
多量子比特奇偶校验测量对于量子纠错是必不可少的。目前这些测量的实现通常依赖于辅助量子位，这种方法对故障的两量子位门敏感，并且需要大量的实验开销。我们提出了一个硬件有效的多量子比特奇偶性测量利用参数驱动的非线性振荡器的分岔动力学。这种方法利用了谐振器的参数振荡阈值，该阈值是色散耦合量子比特的联合奇偶性的函数，导致一个奇偶子空间的高振幅振荡，而另一个奇偶子空间没有振荡。我们提出了分析和数值计算结果的两个和四个量子比特的奇偶校验测量与高保真读出保持奇偶本征空间。此外，我们讨论了一种可能的实现，它可以很容易地实现与电流电路QED实验工具箱。这些结果可能会导致显着简化的实验实施的量子纠错，特别是表面码。
2018-02-27 quant-ph
Chiral SQUID-metamaterial waveguide for circuit-QED
超导超材料是由结构化的基本电路元件设计和制造的，它激发了电路量子电动力学（circuit-QED）中探索非常规量子现象的最新发展。提出了一种将一维约瑟夫森超材料设计为手征波导的方法，通过对其有效阻抗进行编程时空调制。调制电流的形式是行波，其相速度比微波光子的传播速度慢得多。由于布里渊散射过程，光子可以单向传播的非平凡光谱区域出现。考虑超导量子比特与这种超材料波导的耦合，我们分析了马尔可夫和非马尔可夫量子动力学，发现超导量子比特可以单向耗散光子。此外，我们表明，我们的建议可以扩展到级联的量子网络与多个节点，在远程量子比特之间的手征光子传输可以实现。我们的工作可能打开的可能性，利用SQUID超材料实现单向光子输运的电路QED平台。
2023-02-15 quant-ph
Possible realization of entanglement, logical gates and quantum information transfer with superconducting-quantum-interference-device qubits in cavity QED
我们提出了一个方案，通过将超导量子干涉器件（SQUID）放置在微波腔中，实现两个量子比特的最大纠缠态、受控相移门和SWAP门。我们还展示了如何将量子信息从一个SQUID量子比特转移到另一个SQUID量子比特。该方案不需要在SQUID和腔之间传递量子信息，只需要虚激励腔场，从而大大放宽了对腔的品质因数的要求。
2014-03-17 quant-ph
Multi-qubit entanglement in bi-directional chiral waveguide QED
研究了多原子双向波导QED中单光子高斯波包诱导纠缠的产生。特别地，我们研究了原子数目的增加对平均两两纠缠的影响。我们表明，通过选择较小的衰减率和手性波导设置，纠缠生存时间和最大生成的纠缠可以增加至少3/2的因素，独立的原子数。此外，我们还分析了失谐量和延迟对纠缠态鲁棒性的影响。我们的结果在基于纠缠的多量子比特量子网络中有潜在的应用
2016-04-13 quant-ph
Nonlinear Optics Quantum Computing with Circuit-QED
量子信息处理的一种方法是使用光子作为量子比特，并依赖于线性光学元件进行大多数操作。然而，一些光学非线性是使通用量子计算成为可能所必需的。在这里，我们提出了一个电路QED方法的非线性光学量子计算在微波制度，包括一个确定性的双光子相位门。我们的具体示例使用包括耦合到超导通量量子位的LC谐振器的混合量子系统来实现非线性耦合。与自克尔非线性相比，我们发现我们的方法在保持快速操作的同时提高了量子比特对噪声的容忍度。
2012-11-20 quant-ph
Photon generation from vacuum in non-stationary circuit QED
本文从理论上研究了非稳态电路QED系统，其中人工原子的跃迁频率在时间上有一个小的周期性调制。我们表明，在色散制度，当调制周期性满足“共振”，动态可以描述的动态Casimir效应，Jaynes-Cummings或反Jaynes-Cummings有效的哈密顿量。在共振原子-腔体系中，在调制“共振”下，动力学类似于含有共振二能级原子的振动腔中的动力学Casimir效应的行为，并且可以从真空中产生具有两个光子的纠缠态。因此，可以在电路QED中模拟动态Casimir效应的模拟，并且由于拉比哈密顿量中的反旋转项，可以从真空中产生多个光子以及纠缠态。
2008-11-17 quant-ph
Multi-Qubit Joint Measurements in Circuit QED: Stochastic Master Equation Analysis
推导了电路量子电动力学中多量子比特对角可观测量的随机主方程。在量子比特衰减可以忽略的情况下，我们的方法取代了以前工作的极化子样变换，这需要对三个量子比特和两个谐振器模式的物理有趣的情况进行冗长的计算。这里介绍的技术使这种计算简单明了，而且显然是正确的。使用这种技术，我们能够证明，寄存器大于一个量子比特下的非马尔可夫主方程的演变。我们进行了数值模拟的三量子比特，从以前的工作中的两个模式的情况下，获得平均测量后状态保真度的$\sim 94\%$，测量引起的退相干和退相的限制。
2017-07-24 quant-ph
Tunable joint measurements in the dispersive regime of cavity QED
多个量子比特的联合测量已经被证明为量子信息处理开辟了新的可能性。在这里，我们提出了一种基于零差检测的方法来实现腔/电路QED的色散制度，这样的测量。通过改变测量的细节，可以将读出从仅提取单量子比特调整为仅提取多量子比特属性。我们得到了一个简化的随机主方程描述这种测量及其对量子比特的影响。作为一个例子，我们目前的结果显示奇偶校验测量的两个量子位。在这种情况下，测量一个初始非纠缠态可以以接近单位的概率产生一个显着的并发状态。
2010-04-05 quant-ph
First-order sidebands in circuit QED using qubit frequency modulation
边带跃迁已经被证明可以在超导量子比特和微波谐振器之间产生可控的相互作用。到目前为止，这些跃迁都是通过量子比特或谐振器上的电压驱动来实现的，其显著缺点是这种实现方式只会导致二阶边带跃迁。在这里，我们提出了一种方法来实现一阶边带跃迁依赖于使用磁通偏置线的量子比特频率的受控振荡。一阶跃迁不仅可以明显更快，而且可以采用相同的技术来实现其他可调谐量子位-谐振器和量子位-量子位相互作用。我们详细讨论了如何可以使用这样的一阶边带跃迁来实现耦合到同一谐振器的两个transmons之间的高保真受控非操作。
2012-08-09 quant-ph
Electromagnetically induced transparency in circuit QED with nested polariton states
电磁感应透明（EIT）是原子三能级系统中的量子干涉现象。通过驱动二维电路QED系统的修饰腔量子比特态，我们产生了一组嵌套态的极化激元态。最低的三个能级用于形成$Λ$型系统。通过赤池信息准则测试对EIT进行了观察和验证。基于EIT透射谱中的色散关系，得到了高达$-0.52\pm0.09$ km/s的负群速度。
2018-02-25 quant-ph
Prospects for observing dynamical and anti- dynamical Casimir effects in circuit QED due to fast modulation of qubit parameters
我们考虑了非稳态电路QED体系结构，其中单个人工二能级原子在一个或多个系统参数的外部调制下与腔场模相互作用。采用两种不同的方法研究了马尔可夫耗散对原子-光场缀饰态之间调制诱导跃迁的影响：量子光学标准主方程和最近提出的缀饰图像主方程。我们估计相关的跃迁速率，并表明，光子产生真空（“动态卡西米尔效应”，DCE）和相干光子湮灭从非真空状态（“反DCE”）是可能的与当前国家的最先进的参数。
2015-04-19 quant-ph
Decoherence-Free Qubit and Chiral Emission from a Giant Molecule in Waveguide QED
研究在波导量子电动力学中实现去相干保护与定向光子发射的结合，通过巨分子实现去相干自由量子比特和状态依赖的手性单光子发射，展示了高方向性和低误差的量子操作。
2026-03-28 quant-ph
Quantum Bayesian approach to circuit QED measurement with moderate bandwidth
我们考虑在具有中等带宽测量谐振器的电路QED装置中对超导量子比特的连续量子测量，即，当“坏腔”限制不适用时。目标是简单描述由于测量而引起的量子演化，即，测量反作用。扩展先前为“坏腔”制度开发的量子贝叶斯方法，我们表明演化方程保持不变，但现在它们应该应用于纠缠量子比特谐振器状态，而不是单独的量子比特状态。推导过程只使用了基本的量子力学和相干态的基本性质，因此非专业人员也可以使用。
2016-06-23 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
