Dissipative Feedback Switching for Quantum Stabilization
本文针对量子镇定问题,提出一种基于测量的耗散反馈切换新方法,放宽了不变性假设且可避免抖振与芝诺效应,在目标不变场景下可实现指数收敛,数值实验验证其收敛速度优于开环工程耗散方法。
2024-03-12 math.OC quant-ph
Accelerating Dissipative State Preparation with Adaptive Open Quantum Dynamics
本文提出一种极简自适应动力学方法,规避耗散态制备中的时间-纠缠权衡,在有限时间尺度内实现最大纠缠态及多体纠缠量子比特态的加速耗散稳定化。
2025-02-06 quant-ph
Dissipative Dynamics and Active Stabilization of Linear and Nonlinear Waves in Non-PT-Symmetric Harmonic Traps
Università di Salerno(萨莱诺大学);INFN Sezione di Napoli - Gruppo Collegato di Salerno(意大利国家核物理研究所那不勒斯分部萨莱诺协作组)
研究通过工程化复非厄米特势分析谐振阱中线性和非线性波的耗散动力学,发现线性波衰减形成稳态,而非线性波需时间依赖非线性调制才能实现稳定态。
2026-05-12 quant-ph
Dissipative preparation and stabilization of many-body quantum states in a superconducting qutrit array
提出一种基于超导transmon电路的驱动-耗散协议,通过将qutrit映射为自旋-1并利用色散耦合消除特定子空间布居,实现了具有对称保护拓扑序的AKLT多体量子态的制备与稳定。
2023-06-22 cond-mat.mes-hall quant-ph
Exact stabilization of entangled states in finite time by dissipative quantum circuits
与连续时间系统不同,开放量子系统根据离散时间动力学演化能够在有限时间内零误差地收敛到稳定的平衡点。我们考虑耗散的量子线路序列的量子信道受指定的准局域性约束,并确定条件下,稳定的纯多体纠缠态的兴趣,可以在有限的时间内准确地实现。特别强调的是专门用于表征的情况下,有限时间稳定可以实现鲁棒相对于所应用的量子映射的顺序,适合于无监督控制架构。我们发现,如果分解的物理希尔伯特空间到虚拟子系统,这是兼容的局部约束和相对于目标状态因子分解,然后鲁棒稳定可以实现独立冷却每个组件。我们进一步证明了,如果相同的条件下成立的一个可扩展类的纯状态,一个连续时间的准局部马尔可夫半群,确保快速混合可以得到。有些令人惊讶的是,我们发现,可能与目标状态相关联的正则父哈密顿量的交换性并不直接与其有限时间可镇定性有关,尽管在我们可以保证鲁棒镇定的所有情况下,(可能是非正则的)交换父哈密顿算子。除了图状态,服从有限时间鲁棒稳定的量子态包括一类显示二维保序拓扑序的普适资源态,以及通过推广Bravyi和Vyalyi的构造获得的张量网络状态。扩展的混合图形产品和热状态的代表类也进行了讨论。
2017-03-17 quant-ph
Towards dark space stabilization and manipulation in driven dissipative Majorana platforms
我们提出了驱动耗散Majorana平台的稳定和操纵的强大的量子态。对于马约拉纳盒设置,在环境电磁噪声的存在下,并与隧道耦合到量子点,我们表明,时间演化的马约拉纳部门是由Lindblad主方程在一个广泛的参数制度。对于单盒的情况,可以通过调节适当的栅极电压来稳定任意的纯态(“暗态”)。对于具有两个隧道耦合盒的设备,我们概述了如何设计暗空间,即,简并暗态的流形,以及如何稳定容错贝尔态。拟议的基于马约拉纳的暗空间平台依赖于拓扑保护机制和工程驱动耗散系统的自主量子纠错能力的建设性相互作用。一旦一个工作的Majorana平台可用,只需要标准的硬件要求来实现我们的想法。
2020-09-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Stabilization of Rydberg Dissipative Time Crystals Using a Scanning Fabry Perot Interferometer Transfer Lock
Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology(加州理工学院喷气推进实验室)
利用扫描法布里珀罗干涉仪转移锁稳定瑞德堡耗散时间晶体,显著降低频率漂移和不稳定性。
2026-02-26 physics.atom-ph quant-ph
Generation and Stabilization of Bound States in the Continuum in Dissipative Floquet Optical Lattices
本文提出一维耗散Floquet晶格中由暗Floquet态生成稳定连续谱束缚态的新机制,揭示提高驱动频率或耗散强度可增强其稳定性,并证明其在非线性区域仍稳健存在,为实验实现提供了理论依据。
2025-05-11 quant-ph
Stabilization and Dissipative Information Transfer of a Superconducting Kerr-Cat Qubit
本研究针对量子硬件噪声影响算法性能的问题,探究向Cat-Qubit的耗散信息传输,验证了基于重复相互作用的耗散方案可实现量子信息成功传输,为量子机器学习提供替代硬件思路。
2023-07-23 quant-ph
Dissipative stabilization of squeezing beyond 3 dB in a microwave mode
虽然可以通过泵浦参量谐振器产生具有任意压缩的光的传播状态,但是谐振器内状态被限制为3dB的压缩。在这里,我们实现了一个水库工程方法,使用超导电路超过这个限制。三波混频元件的双音泵浦实现了与压缩浴的有效耦合,该压缩浴稳定了谐振器内的压缩状态。使用辅助超导量子位作为探针,使我们能够执行直接的维格纳层析成像的谐振器内的状态。原始测量提供了在零点电平以下约$6.7 \pm 0.2$ dB处的压缩的下限。此外,我们展示了如何在维格纳层析成像过程中校正谐振腔的演化,并获得高达$8.2 \pm 0.8$ dB的压缩。此外,这种压缩水平是以$-0.4 \pm 0.4$ dB的纯度实现的。
2021-02-08 quant-ph
Dissipative Stabilization of Floquet-Engineered Many-Body Order
Boston University(波士顿大学);Harvard University(哈佛大学);University of Maryland, College Park(马里兰大学帕克分校);Joint Quantum Institute, NIST/University of Maryland(NIST/马里兰大学联合量子研究所)
研究弗洛凯驱动下多体序的稳定化问题,利用静态耦合耗散辅助系统冷却系统到低能态,通过数值方法在伊辛链中证实稳健冷却及离散时间晶体序,为驱动耗散系统稳态提供解析处理方法。
2026-08-06 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
Dissipative stabilization of high-dimensional GHZ states for neutral atoms
本研究针对高维GHZ态的确定性制备需求,结合中性原子平台与量子储库工程,采用改进的里德堡泵浦机制加受控耗散的方法,制备出保真度超99%的三维GHZ态,为相关实验实现提供了可行路径,推动量子信息处理能力提升。
2024-03-01 quant-ph
Dissipative preparation and stabilization of d-mode multinomial cat states
Institute for Quantum Materials and Technology, Karlsruhe Institute of Technology(卡尔斯鲁厄理工学院量子材料与技术研究所);Institute for Theory of Condensed Matter, Karlsruhe Institute of Technology(卡尔斯鲁厄理工学院凝聚态理论研究所);Institut de Science et d’Ingénierie Supramoléculaires (ISIS, UMR7006), University of Strasbourg and CNRS(斯特拉斯堡大学及法国国家科学研究中心超分子科学与工程研究所)
提出在玻色子系统中设计生成多模猫态所需耗散过程的通用方法,通过工程耗散从真空制备此类态并稳定其抗退相干,延长寿命,还讨论了超导电路实现途径。
2026-07-07 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum Filtering and Stabilization of Dissipative Quantum Systems via Augmented Neural Ordinary Differential Equations
School of Science, Harbin Institute of Technology, Shenzhen(哈尔滨理工大学深圳学院);Shenzhen Key Laboratory of Advanced Functional Carbon Materials Research and Comprehensive Application(深圳市先进功能碳材料研究与综合应用重点实验室)
该研究提出增广量子神经常微分方程(AQNODE)框架,结合反馈控制技术实现耗散量子系统的实时建模、量子滤波与控制,经数值验证其泛化性、低误差及鲁棒性,为相关研究提供了新的可扩展方案。
2026-08-04 quant-ph
Hardware-Efficient Stabilization of Entanglement via Engineered Dissipation in Superconducting Circuits
本研究提出并实验验证了一种利用超导电路现有硬件通过拉曼过程工程化非局域耗散通道来稳定纠缠态的方法,实现了高保真度的贝尔态和W态。
2024-07-18 quant-ph
Stroboscopic Stabilization of Cat Qubits
School of Physics, The University of Sydney(悉尼大学物理学院);RIKEN Center for Quantum Computing, RIKEN(理研量子计算中心);Quantum Research Institute and Department of Physics, University of Michigan(密歇根大学量子研究所和物理系)
研究猫量子比特的频闪稳定化,提出基于与辅助两能级系统重复相互作用的新范式,克服现有方案局限,兼容更多平台,保留噪声偏差并扩展到压缩猫量子比特,使单光子损失错误可部分校正。
2026-07-10 quant-ph
Flux-pump induced degradation of $T_1$ for dissipative cat qubits
Laboratoire de Physique de l’École Normale Supérieure, Inria, ENS, Mines ParisTech, Université PSL, Sorbonne Université(巴黎高等师范学院物理实验室、法国国家信息与自动化研究所、巴黎高等师范学院、国立巴黎高等矿业学校、巴黎文理研究大学、索邦大学);Alice and Bob
本文研究了流泵对耗散猫量子比特中 $T_1$ 退化的影响,通过推导有效主方程和分析松弛过程,揭示了单光子衰减率增加的机制,并提出了缓解策略。
2026-02-05 cond-mat.mes-hall quant-ph
Dissipative stabilization of maximal entanglement between non-identical emitters via two-photon excitation
本研究针对腔中非相同量子发射体的纠缠稳定问题,基于双光子激发与频率分辨Purcell效应,揭示了可产生稳态及亚稳态最大纠缠的多类机制,提供了参数空间全局视角与解析表征。
2023-12-21 physics.atom-ph quant-ph
Autonomous stabilization of many-body entanglement with Floquet Hamiltonians and weak measurement
Cavendish Laboratory, University of Cambridge(剑桥大学卡文迪许实验室)
提出将Floquet哈密顿量工程与弱测量结合,实现多体纠缠的自主稳定化,在半导体量子点中构建自旋压缩态和薛定谔猫态,可抵抗现实退相干。
2026-09-21 quant-ph
Entanglement Generation and Stabilization by Coherent Collisions
本文提出利用流动电子的重复相干碰撞耗散性地驱动两个远程自旋量子比特进入纠缠稳态,并证明在碰撞频率高于退相干速率时纠缠可稳定存在。
2025-02-10 cond-mat.mes-hall quant-ph
Phase stabilization of a coherent fibre network by single-photon counting
相干光纤网络对热噪声、机械噪声和声学噪声极为敏感,这就需要采用专门的辅助激光器、多路复用器和光电探测器的精密相位稳定方案。这在单光子水平上运行的量子网络中尤其苛刻。在这里,我们提出了一个简单的方法,相位稳定的基础上单光子计数,并将其应用到量子光纤网络实现单光子干涉的无损分束器和相干完美吸收的超材料吸收。作为一个原则的证明,我们展示了耗散单光子开关的可见性接近80%。这种方法可以在没有经典稳定装置的情况下用于更复杂的量子网络中,潜在地增加了量子信道的效率。
2019-11-01 quant-ph
Loss resilience of driven-dissipative remote entanglement in chiral waveguide quantum electrodynamics
University of Illinois Urbana-Champaign(伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校);Pritzker School of Molecular Engineering, University of Chicago(芝加哥大学普里茨克分子工程学院);Department of Physics, University of Chicago(芝加哥大学物理系)
研究远程量子比特在手性波导中驱动耗散纠缠的稳定性,通过耦合存储量子比特提高纠缠度,并展示减少驱动量子比特纠缠可增强对波导损耗的鲁棒性。
2024-03-29 quant-ph
Quantum Dissipative Systems and Feedback Control Design by Interconnection
本文的目的是推广J.C.威廉斯的耗散系统理论到量子领域。这一理论结合了量子物理和控制工程的观点,为耗散量子系统的分析和设计提供了有用的方法。我们描述的植物和一类外系统的一般量子反馈网络条款的相互作用。我们的结果包括耗散性质的无穷小表征,推广了著名的正实和有界实引理,并用于研究量子耗散系统的一些性质。我们还展示了如何制定控制设计问题,使用量子网络模型,实现威廉姆斯的“控制互连”的开放量子系统。这种控制设计公式包括,例如,稳定,调节和鲁棒控制的标准问题。
2009-05-07 quant-ph
High-fidelity dissipative engineering using parametric interactions
耗散态制备的既定方法通常依赖于解析共振,由于稳定机制和不受控制的耗散之间的竞争,限制了目标状态的保真度。我们提出了一个协议,没有这样的约束,使用参数耦合工程耗散准备任何最大纠缠的两个量子比特状态。我们的方案允许高保真纠缠产生与短的收敛时间,连续控制的目标状态在稳定的流形,并实现与国家的最先进的超导量子比特技术。
2019-09-17 cond-mat.mes-hall quant-ph
Switching Quantum Dynamics for Fast Stabilization
控制策略的耗散制备目标量子态,无论是纯的和混合的,和子空间之间切换一组可用的半群生成。我们表明,类感兴趣的问题可以重铸,从控制理论的角度来看,线性动力学的切换稳定问题。这是通过相干矢量表示的适当仿射变换来实现的。特别是,我们提出并比较了稳定的基于时间和基于状态的切换规则的纠缠态准备,后者不仅确保更快的收敛相对于非切换方法,但可以设计,使他们保持鲁棒性相对于初始化,只要目标是一个纯状态或子空间。
2015-04-16 quant-ph
Dissipative Long-Range Entanglement Generation between Electronic Spins
我们提出了一个方案,用于确定性的产生和长期稳定的纠缠之间的两个电子自旋量子比特限制在空间上分离的量子点。我们的方法依赖于电子量子总线,由量子霍尔边缘通道或表面声波组成,可以在数十微米的距离内调解局域自旋之间的长程耦合。由于纠缠是主动稳定的耗散动力学,我们的计划是固有的鲁棒性对噪声和缺陷。
2016-08-18 cond-mat.mes-hall quant-ph
Stabilization of Stochastic Quantum Dynamics via Open and Closed Loop Control
本文研究了在马尔可夫环境下,通过哈密顿控制、连续测量和量子反馈,量子纯态制备和子空间稳定化问题的无参数化解.特别是,我们表明,只要合适的耗散效应引起的未监测的环境或非厄米测量,没有必要的反馈控制来完成任务。在这种情况下,可以提供开环控制器的形式的建设性的必要和充分条件。当开环控制是不够的,基于滤波的反馈控制律转向目标纯状态的演变,概括了那些在文献中。
2011-10-05 quant-ph
Trade off-Free Entanglement Stabilization in a Superconducting Qutrit-Qubit System
量子库工程是一个强有力的框架,自主量子态制备和纠错。然而,油藏工程的传统方法受到目标状态不可避免的相干泄漏的阻碍,这在可实现的稳态保真度和稳定率之间施加了固有的权衡。在这项工作中,我们展示了一个协议,实现贸易关闭自由贝尔态稳定的qutrit-qubit系统上实现的电路QED平台。我们实现这一点,通过创建一个纯粹的耗散通道的人口转移到目标状态,介导的强参数相互作用耦合的第二个激发态的超导transmon和工程浴谐振器。我们的方案实现了84%的状态准备保真度与稳定时间常数为339 ns,导致最低的错误时间产品报告的固态量子信息平台的日期。
2021-08-13 quant-ph
Distributed finite-time stabilization of entangled quantum states on tree-like hypergraphs
通过受控耗散动力学在量子系统的网络上制备纯态提供了相对于基于电路的方案的重要优势。与连续时间情形不同,当考虑离散时间动态时,无差拍稳定原则上成为可能。在这里,我们专注于纯态,可以稳定的分布式,无监督的动态在有限的时间在网络上的量子系统受到现实的准局域性约束。特别是,我们定义了一类准局部性的概念,我们命名为“树状超图”,并表明,在有限时间内是鲁棒稳定的状态,然后是唯一的基态的挫折免费,交换准本地哈密顿量。这种状态的结构表征也提供了一个简单而相关的例子上。
2017-03-22 quant-ph
Purification and switching protocols for dissipatively stabilized entangled qubit states
纯粹的退相过程限制了驱动耗散方案稳定量子比特纠缠态所能达到的稳定性。我们提出了一个方案,结合现有的纠缠方法,通过驱动耦合到量子比特的辅助耗散腔模的平衡来纯化所需的纠缠态。我们列出了我们的方案的细节,并计算其效率在特定的上下文中的两个超导量子位在腔QED架构,其中强耦合的辅助模式提供的集体腔激发可以驱动和维持量子位在最大纠缠贝尔态与结晶度达到90%的实验可访问的参数。
2016-06-24 cond-mat.mes-hall quant-ph
Steady-State Entanglement by Engineered Quasi-Local Markovian Dissipation
我们描述和构建时间无关的马尔可夫动力学驱动有限维多体量子系统的目标(纯)纠缠稳态,受物理局域性约束。在所需的稳定任务不能完全基于本地耗散手段来实现的情况下,我们允许本地哈密顿控制,或者,如果后者不是一个选项,我们适当地限制了一组容许的初始状态。在这两种情况下,我们提供了算法,用于构建一个主方程,实现预期的目标,并显示如何才能真正延长流形的稳定状态。特别是,我们提出了准本地控制协议耗散工程多部GHZ“猫”状态和W状态的$n$量子位。对于GHZ状态,我们发现,不存在可扩展的程序实现稳定从任意的初始状态,而这是可能的目标W状态的一个合适的组合的两体哈密顿量和耗散。有趣的是,对于这两个纠缠类,我们表明,准本地稳定可能是可缩放的条件下实现初始化的系统在一个大的,适当选择的子空间。
2013-04-15 quant-ph
Stabilization of multi-mode Schrodinger cat states via normal-mode dissipation engineering
非高斯量子态已经通过工程耗散在单模和双模电路量子电动力学结构中确定性地制备和自主稳定。然而,目前还不知道如何将这种技术扩展到多模非高斯系统。在这里,我们将耗散工程升级到非线性谐振器阵列的集体(正常)模式,并展示如何稳定多模薛定谔猫态。这些态是在任意数目的腔中离域的单模相干态的多光子和多模量子叠加。我们考虑定制的耗散耦合谐振器之间的参数驱动,并具有现场的非线性,这是一个克尔型非线性或工程双光子损耗。对于这两种类型的非线性,我们发现相同的精确封闭形式的解决方案的二维稳态流形的叠加的多模薛定谔猫态。进一步证明了在强耗散耦合的Zeno极限下,偶宇称多模猫态可以确定性地从真空中制备。值得注意的是,工程双光子损失引起了一个快速弛豫的稳定状态,保护状态准备退相干由于内在的单光子损失和定制耗散耦合的缺陷,在较长的时间设置。弛豫时间与系统大小无关,使得状态准备可扩展。多模猫态自然地被赋予了随系统大小呈指数增加的噪声偏置,并且因此可以被用于量子信息的增强的鲁棒编码。
2021-11-16 cond-mat.mes-hall quant-ph
Stabilization via feedback switching for quantum stochastic dynamics
本研究提出一种结合连续测量输出与切换耗散控制的量子系统纯态/子态制备新方法,证明其可实现目标的全局渐近稳定,且性能优于现有两类切换控制律,尤其在错误初始化场景下提升显著。
2021-02-10 math.OC quant-ph
Dissipative two-level systems under ultrastrong off-resonant driving
本文研究了当激发场的频率和强度显著超过跃迁频率时,在超强驱动下二能级系统的耗散动力学。我们发现三个性质不同的制度,这样的动力学:1)崩溃和复苏的振荡的人口差异,2)简单的指数衰减的振荡导致其稳定状态的有限振幅,和3)稳态稳定的同等人口水平。这些振荡的衰减率的非单调贝塞尔函数的驱动强度的依赖性也被预测。这种依赖性的特征是由能量弛豫和纯退相的相对速率决定的。
2016-05-16 cond-mat.mes-hall quant-ph
Scalable entanglement stabilization with modular reservoir engineering
耗散工程是研究少量子比特系统中量子态制备和自主纠错的有力框架。在这项工作中,我们研究了这种方法的可扩展性,并给出了三个标准,任何耗散状态稳定协议应该满足真正可扩展的量子位数的增长。除了要求它可以以资源有效的方式从简单的工程构建块构建之外,可扩展的协议还必须随着系统大小的增加而表现出稳定时间的有利缩放。我们提出了一个家庭的协议,采用固定深度的量子位量子位的相互作用以及工程线性耗散稳定的$N$ -量子位W状态。我们发现,一个模块化的方法耗散工程,与几个重叠的几个量子位耗散,而不是一个单一的$N$ -量子位耗散,是必不可少的,我们的协议是可扩展的。通过这种方法,随着量子位数的增加,我们的协议在最好的情况下表现出稳定时间的低次多项式缩放和控制驱动器数量的线性增长。虽然所提出的协议是最容易访问的当前国家的最先进的电路QED架构,这里提出的模块化耗散工程方法可以很容易地适应其他平台和其他有趣的量子态的稳定。
2023-01-13 quant-ph
Dissipative Two-Mode Tavis-Cummings Model with Time-Delayed Feedback Control
通过推广具有耗散通道和非相干泵浦的双模Tavis-Cummings模型,并在热力学极限下应用平均场近似,研究了双模激光系统的动力学行为.为此,我们分析计算多达四个可能的非平衡稳态(固定点),并确定相应的复杂的相图。各种可能的相位由固定点的实际数量和它们的稳定性来区分。此外,我们采用三个时间延迟金字塔反馈控制方案。取决于时间延迟和控制项的强度,这可以导致不稳定的固定点的稳定或导致宏观上占据的特定腔模式的选择。
2016-01-05 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Dissipative synthesis of mechanical Fock-like states
对纳米机械运动的真正量子特征的观察是基础量子科学和应用量子科学的关键目标。为此,一个有前途的方法是在耗散的存在下,通过与光子环境的可调谐耦合的非经典功能的稳定。在这里,我们提出了一个方案,结合耗散压缩与机械非线性稳定的任意近似(位移)机械Fock态的任何数量。我们考虑由三个控制激光器驱动的光机械系统-在腔谐振和在两个机械边带-将腔场的振幅耦合到谐振器的位置和位置的平方。当共振驱动的振幅被调谐到一些特定的值时,机械稳态被发现在有限数量的Fock态的(位移)叠加中,对于足够大的压缩,任何所需数量的(位移)Fock态都可以实现近单位保真度。
2018-12-11 quant-ph
Bit flips are erasures in dissipative cat qubits
École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL)(洛桑联邦理工学院);Alice & Bob
通过量子轨迹证明,耗散稳定猫量子比特的比特翻转伴随强光子爆发,可被探测为擦除,从而降低容错开销。
2026-07-03 quant-ph
Dissipative Preparation of Correlated Quantum States in Dipolar Rydberg Arrays
The Pennsylvania State University(宾夕法尼亚州立大学)
本文提出一种耗散协议,通过非互易、能量选择性跃迁制备关联量子态,无需先验哈密顿量知识,为可编程平台提供灵活可扩展的状态制备框架。
2026-04-20 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Exponential convergence of a dissipative quantum system towards finite-energy grid states of an oscillator
基于量子纠错的稳定子形式体系,提出一种针对量子谐振子的 Lindblad 主方程,通过指数 Lyapunov 函数实现向有限能量网格态的精确稳定化,并在光子损耗下展现自主纠错潜力。
2022-09-08 math.OC quant-ph
An Overview: Steady-State Quantum Entanglement via Reservoir Engineering
我们提出了一个简短的概述量子纠缠的产生和保存在一个稳定的状态。除了对量子纠缠稳定化的关注外,我们还简要地讨论了稳态量子相干性的相同目标。概述分为两大类的方法:混合驱动和耗散方法和纯粹的耗散计划。此外,纯耗散方案下的平衡和非平衡环境的两个子类进行了讨论。指出了耗散路径对实现持续量子纠缠的重要意义和所面临的挑战。除了现有的量子技术,量子计算,通信,传感和模拟的稳态纠缠的价值,其独特的机会,新兴的和未来的量子技术的应用,特别是量子热机和量子能量处理,进行了讨论。
2023-03-01 quant-ph
Negative refraction index manipulated by a displaced squeezed Fock state in the mesoscopic dissipative left-handed transmission line
研究介观耗散左手传输线中由平移压缩Fock态与耗散调控负折射率,揭示量子特性以促进微波频率下的微型化应用。
2024-03-17 quant-ph
Frequency-resolved Purcell effect for the dissipative generation of steady-state entanglement
本研究提出一种驱动-耗散机制,利用腔的频率分辨Purcell效应,在强相互作用量子发射体系综中生成稳态纠缠W态,该机制可在最新固态腔QED系统中观测,为可扩展稳定量子态提供新方向。
2023-12-19 cond-mat.mes-hall physics.atom-ph quant-ph
Generating higher order quantum dissipation from lower order parametric processes
量子流形的稳定性是差错保护量子信息存储和操作的核心。非线性驱动耗散过程以硬件有效的方式实现这种稳定。具有参数泵浦驱动器的约瑟夫森电路实现这些非线性相互作用。在这篇文章中,我们提出了一个方案,通过级联实验证明的双光子过程,在谐振子上设计一个四光子驱动和耗散。这将稳定超导谐振器中的四维简并流形。我们分析了该计划的性能,使用数值模拟的实验可实现的参数与可实现的系统。
2016-12-13 quant-ph
General fixed points of quasi-local frustration-free quantum semigroups: from invariance to stabilization
我们研究了有限维多体量子系统上的混合态在什么条件下可能是满足特定准定域性约束的无挫挫半群动力学的唯一的、全局稳定的不动点。我们的中心结果是一个线性代数的必要和充分条件的通用(满秩)的目标状态是挫折自由准局部稳定,以及一个明确的程序,用于构建马尔可夫动力学,实现稳定。如果目标状态不是满秩的,我们在一个额外的条件下建立充分性,这自然是出于与纯态稳定结果的一致性,但一般来说可证明是不必要的。几个应用进行了讨论,相关的耗散量子工程和信息处理,和非平衡量子统计力学。特别是,我们证明了一个大类的图形产品状态(包括任意的热图状态),以及吉布斯状态的交换哈密顿是挫折自由稳定相对于自然准局部性约束。同样,我们提供了明确的例子,非交换吉布斯状态和非平凡纠缠的混合状态是稳定的,尽管缺乏一个底层的交换结构,但在这种情况下,可扩展到任意系统大小仍然是一个悬而未决的问题。
2016-03-24 quant-ph
Dissipative Floquet engineering of gapped many-body phases using thermal baths
Technische Universität Berlin(柏林工业大学)
本文提出一种耗散策略,通过耦合驱动系统到热浴,抑制Floquet加热并引导系统进入非平衡稳态,实现有能隙的有效基态。
2026-09-09 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Dissipative collapse models with non-white noises
我们研究了QMUPL模型的推广,该模型考虑了记忆和耗散效应。这是第一个将这两种功能结合在一起的模型。在导出描述系统的非定域作用量后,我们用路径积分方法求解了量子谐振子方程。我们给出了该过程的格林函数的显式表达式。我们专注于指数关联函数的情况下,我们详细分析了高斯波函数的行为。我们最终研究了崩溃的过程,与以前的模型的结果进行比较。
2011-12-21 quant-ph
A dissipative quantum reservoir for microwave light using a mechanical oscillator
从精确测量到控制单个量子系统,系统与其环境的隔离通常是可取的;然而,耗散也可以是一种有用的资源。值得注意的是,工程耗散使得原子、离子或超导量子比特的量子态的制备以及它们的稳定化成为可能。这是通过适当地设计耦合到由电磁模式形成的耗散冷储存器来实现的。类似地,在腔机电和光机械领域中,对机械振荡器的控制利用电磁自由度的固有冷耗散性质。打破这种范式,最近的理论工作已经考虑了相反的制度,其中机械振荡器的耗散占主导地位,并提供了一个冷的,耗散水库的电磁模式。在这里,我们实现了微波腔光机系统中的这种反向耗散制度,并实现了准瞬时,微波光的冷水库。耦合到这个水库能够操纵微波腔的敏感性,对应于微波场的动态反作用控制。此外,我们观察到参数不稳定性的开始,即微波的受激发射(激射)。同样重要的是,水库可以作为一种有用的量子资源。我们证明这一点,采用工程冷水库实现大增益(40分贝以上)相位保持微波放大器,操作0.87量子以上的限制由量子力学施加的附加噪声。这种耗散冷库形成微波纠缠方案的基础,耗散量子相变的研究,具有无限增益带宽产品的放大器和非互易设备,从而扩展了量子限制微波操纵技术的可用工具箱。
2016-09-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Error correction of a logical grid state qubit by dissipative pumping
利用量子纠错稳定编码的逻辑量子比特是实现可靠量子计算机的关键。虽然量子比特码需要控制许多物理系统,但振荡器码提供了在单个物理实体上执行纠错的可能性。振荡器的一种强大的编码是网格状态或GKP编码,其允许校正小的位移误差。在这里,我们介绍并实现了一个耗散映射设计的物理现实有限GKP代码执行量子纠错的逻辑量子比特实现在一个单一的捕获离子的运动。校正循环包括两轮,分别校正位置和动量的小位移。每一个都包括首先将有限GKP码稳定器信息映射到内部电子状态辅助量子比特上,然后应用相干反馈和辅助再泵浦。我们证明了扩展的逻辑一致性使用正方形和六边形GKP码,实现了逻辑寿命的三个因素的增加。用于校正的简单耗散映射可以被视为一种水库工程,它泵入高度非经典的GKP量子位流形。这些技术为量子态控制和传感以及它们在缩放量子计算中的应用开辟了新的可能性。
2020-10-19 quant-ph
Stabilizing volume-law entangled states of fermions and qubits using local dissipation
我们分析了一个一般的方法耗散准备和稳定的体积法纠缠态的费米子和量子比特晶格系统在1D(和更高的维度费米子)。我们的方法需要最少的资源:服从合适的手征对称性的最近邻汉密尔顿相互作用,以及仅实现单个、空间局部化的耗散配对相互作用。在量子比特阵列的情况下,我们研究的耗散模型是不可积的,并映射到一个相互作用的费米子问题。尽管如此,我们分析表明存在一个独特的纯纠缠稳态(所谓的彩虹态)。我们的想法与许多实验平台兼容,包括超导电路和捕获离子。
2022-04-29 cond-mat.mes-hall quant-ph
Dissipative Phase Transition in the Two-Photon Dicke Model
本研究探讨了双光子Dicke模型的耗散相变,发现引入双光子损耗可恢复系统稳定性并产生超辐射态,通过二阶累积量展开导出了热力学极限下的解析描述,并利用Wigner函数揭示了Z4对称性破缺。
2024-12-18 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Variational analysis of driven-dissipative bosonic fields
本文提出了一种对任意大占据数的驱动耗散玻色子场的量子主方程进行变分分析的方法。我们的方法结合了密度矩阵的P表示和开放量子系统的变分原理。我们通过比较波函数蒙特卡罗模拟和Jaynes-Cummings模型的Maxwell-Bloch方程的解来基准测试该方法。此外,我们还研究了腔场中里德堡极化激元的模型,并引入了一组新的变分参数来描述不同模式之间的关联。
2020-11-27 quant-ph
Stabilization of collapse and revival dynamics by a non-Markovian phonon bath
半导体量子点(QD)已被证明是研究光-物质相互作用基本原理的多功能候选者[1-3]。与原子光学相反,耗散过程是由与环境的固有耦合引起的,通常被认为是实验和应用中稳定性能的主要障碍[4]。在本文中,我们表明,这是不一定的情况下。事实上,记忆环境可以增强相干量子光学效应。特别是,我们证明了非马尔可夫耦合到一个非相干的声子浴有稳定的相干量子点腔量子电动力学(cQED)的影响,通过抑制不规则的振荡和促进定期崩溃和复兴模式。对于低光子数,我们预测量子点动力学大大偏离著名的原子Jaynes-Cummings模型。我们的建议开辟了一条道路,通过专门设计的固态环境的光子量子效应的系统和故意的设计。
2012-03-01 cond-mat.mes-hall quant-ph
Stabilizing entanglement via symmetry-selective bath engineering in superconducting qubits
巴斯工程,利用耦合到量子系统中的损耗模式来产生非平凡的稳态,是一个诱人的替代门和测量为基础的量子科学。在这里,我们证明了耗散稳定的两个超导transmon量子比特之间的纠缠在一个选择性的方式。我们利用工程对称性的耗散环境,以稳定的目标贝尔状态,我们进一步证明了抑制贝尔状态的相反对称性,由于奇偶选择规则。这种实现是资源高效的,实现了稳态保真度$\mathcal{F} = 0.70$,并且可扩展到多个量子位。
2015-11-02 quant-ph