Robustness of entanglement for two qubit density matrix
通过考虑Wootters [W. K. Wootters，Phys. Rev. Lett. { \bf 80} 2245（1998）]中，用代数方法得到了两量子比特系统任意混合态纠缠的鲁棒性。结果表明，纠缠的鲁棒性与纠缠度成正比，在Bell可分解的密度矩阵中，纠缠的鲁棒性与纠缠度成正比。我们还给出了两个可分态的解析表达式，使它们之间的纠缠完全消失。由于由此获得的鲁棒性是分解中向量范数的函数，我们给出了分解的明确参数化。
2002-11-24 quant-ph
Eigenvalues, Separability and Absolute Separability of Two-Qubit States
最近，在确定两量子比特和量子比特-四元数（实数、复数和四元数）系统的希尔伯特-施密特（HS）可分性概率方面取得了实质性进展。一个重要的理论概念是分离函数。看来，如果人们可以类似地获得由所讨论的密度矩阵的特征值参数化的可分性函数-而不是最初使用的对角项-可以在基于广泛的、有趣的一类单调度量（Bures，是其最突出的[最小]成员）获得可分性概率方面取得相当的进展。虽然大规模的数值估计，这样的特征值参数化的功能已经进行，它似乎也希望研究它们在低维的专门方案中，他们可以准确地获得。在这方面，我们采用了S. Cacciatori（在附录中报告）--以Tilma，Byrd和Sudarshan的SU（4）-密度矩阵参数化的方式。因此，我们能够找到简单的精确可分性（类反正弦）功能的两个真正的两个量子比特（rebit）系统，都有三个自由本征值和一个自由欧拉角。我们还采用了重要的Verstraete-Audenaert-de Moor约束，以获得精确的HS概率，一个通用的两个量子比特的状态是绝对可分离的（即，不能纠缠的幺正变换）。在这方面，我们充分利用三角恒等式涉及四面体二面角arccos（1/3）。
2010-06-11 quant-ph
Properties of Entanglement Monotones for Three-Qubit Pure States
分析了三量子比特纯态局域幺正变换下轨道的各种参数化。的可互换性，对称性，参数范围，可计算性和测量下的行为。结果表明，任何多体纯态的纠缠单调性唯一地决定了该态在局域么正变换下的轨道。由此可知，对于三比特纯态，纠缠单调性依赖于[Phys.Rev.A60，910（1999）]中定义的Kempe不变量。提出了这种纠缠单调的一种形式。证明了一个定理，显着减少了纠缠单调的数量，必须看，找到最大的概率转换一个多体状态到另一个。
2001-07-04 quant-ph
A new local invariant for quantum gates
本文研究了双量子比特门的性质。我们回顾了两个量子比特门的局部等价类的最常见的参数化和它们之间的连接。然后，我们引入了一个新的离散局部不变量，即一个门可以绑定的局部自由度的数量。这个不变量的值是解析计算的两个量子比特门的所有本地等价类。我们发现几乎所有的双量子比特门都可以绑定全部六个局部自由度，并且在这个意义上比只能绑定四个局部自由度的受控非门更有效。
2005-03-16 quant-ph
Local filtering operations on two qubits
我们考虑两个量子比特的混合态的单个副本，并研究其纠缠在局域量子操作和$ρ'\sim (A\otimes B)ρ(A\otimes B)^{\dagger}$类型的经典通信（LQCC）下的变化。我们考虑一个真正的矩阵参数化的一组密度矩阵，并表明这些LQCC操作对应于左和右乘以洛伦兹矩阵，然后归一化。一个建设性的方式，使这个矩阵的正规形式。这使我们能够明确地计算出最佳的本地过滤操作集中纠缠。此外，我们给出了一个完整的特性的混合态，可以纯化任意接近贝尔态。最后给出了一种计算纠缠度的新方法。
2000-11-28 quant-ph
The Lorentz singular value decomposition and its applications to pure states of 3 qubits
通过$ρ'=(A\otimes B)ρ(A\otimes B)^\dagger$类SLOCC操作的作用，两个量子比特的所有混合态都可以进入正常形式。这些规范形式可以通过考虑对密度矩阵的实参数化的洛伦兹奇异值分解来获得。我们表明，洛伦兹奇异值变分定义，并引起纠缠单调，作为一个特殊情况下的并发。其次，给出了一个混合态以非零概率转换为另一个特定混合态的充要条件。最后将洛伦兹奇异值分解的形式应用于量子比特的三重纯态。给出了GHZ-态和W-态类存在性的新证明，并导出了GHZ-态的最优蒸馏的严格证明。
2001-08-09 quant-ph
Connecting geometry and performance of two-qubit parameterized quantum circuits
参数化量子线路（PQC）是许多变分量子算法的核心组成部分，但缺乏对其参数化如何影响算法性能的理解。我们开始这个讨论，使用主丛几何特征的两个量子比特PQC。在基流形上，我们使用Mannoury-Fubini-Study度量来找到一个简单的关系Ricci标量（几何）和并发（纠缠）的方程。通过在变分量子本征求解器（VQE）优化过程中计算Ricci标量，这为我们提供了一个新的视角，如何以及为什么量子自然梯度优于标准梯度下降。我们认为，量子自然梯度的优越性能的关键是它能够找到高负曲率区域的优化过程中的早期。这些高负曲率的区域在加速优化过程中显得很重要。
2022-08-12 quant-ph
Protected Rabi oscillation induced by natural interactions among physical qubits
对于一个由9个量子比特组成的系统，我们表明，量子比特之间的自然相互作用诱导的时间演化，可以被视为，在离散时间，作为一个逻辑量子比特的拉比振荡。既不需要参数的微调，也不需要相互作用的切换。虽然直接应用量子纠错失败，我们提出了一个协议，通过该协议的逻辑拉比振荡是保护所有的单量子比特错误。因此，本方法开启了保护酉时间演化免受噪声影响的简单且现实的方式。
2008-06-03 quant-ph
Structured Parameterization and Non-Stabilizerness in Hypergraph QAOA
University of Malta（马耳他大学）
本文提出k交互角QAOA参数化方案，通过分组成本函数项的k体相互作用阶次，在参数效率与解质量间取得平衡，适用于超图组合优化问题。
2026-05-02 quant-ph
Extended Studies of Separability Functions and Probabilities and the Relevance of Dyson Indices
我们报告了分离性函数的研究及其在计算实数、复数和四元数量子比特-量子比特和量子比特-量子比特系统的分离性概率中的应用的实质性进展。我们扩展了我们最近的工作（arXiv：0704.3723），其中戴森指数的随机矩阵理论发挥了重要作用，包括使用不仅体积元素的希尔伯特-施密特（HS）度量，但也Bures（最小单调）度量的措施，这些有限维量子系统。此外，我们现在采用欧拉角参数化的密度矩阵（ρ），除了布洛尔参数化。最小简并复双量子比特态的欧拉角可分性函数可以很好地拟合为参与比的六次方，R（ρ）=1/Tr（ρ）^2。此外，用Verstraete-Audenaert-De Moor函数（arXiv：quant-oh/0011111）的简单线性变换替换R（rho），我们发现真实和复杂（非简并）两量子比特场景与戴森指数行为密切相关。报告中的几个分析有助于加强我们的假设，即复杂双量子比特态的HS和Bures可分性概率分别为8/33 = 0.242424和1680（sqrt{2}-1）/pi^8 = 0.733389。在欧拉角可分性函数的作用下，采用某些正则化的β函数，我们紧密地再现了-与戴森指数分析一致-几个HS两量子比特可分性概率图。
2008-02-01 math-ph math.MP quant-ph
A naturally error suppressing quantum memory
我们提出了一种构造量子存储的方法，其中由于退相干引起的相位误差被自然地抑制，而无需恒定的误差检测和校正。作为一个例子，我们描述了一个量子存储器的两个物理量子比特编码的基态的两个量子比特相位误差检测码。这样的系统可以通过在两个物理量子位之间引入耦合来模拟。这种方法对于$T_1$衰变过程可以忽略但相干性受$T_2$衰变过程限制的物理系统是有效的。我们以囚禁离子为例，应用自然抑制方法，并表明由于物理量子比特处的缓慢环境波动场，$T_2$的衰减时间可以延长到与$10^4$一样多。
2006-03-18 quant-ph
Experimental demonstration of entanglement sudden death induced by natural dissipation
Fujian Key Laboratory of Quantum Information and Quantum Optics, College of Physics and Information Engineering, Fuzhou University（福州大学物理与信息工程学院）
研究自然耗散通道诱导的纠缠猝死问题，通过超导电路中光子量子比特实验，利用辅助超导量子比特监测解纠缠动力学，首次证实自然耗散诱导ESD，为自然环境纠缠动力学实验探索铺路。
2026-07-10 quant-ph
A priori probability that two qubits are unentangled
在先前的研究（quant-ph/9911058）中，在某些特定的m维场景（m<5）中，发现了几个非常简单的精确结果，用于一对量子比特是未纠缠/可分离的先验概率。使用的测量是Bures指标的体积元素（同样是统计可重复性[SD]指标的四分之一）。在这里，利用新开发的4 x 4密度矩阵（math-ph/0202002）的（欧拉角）参数化，我们将分析扩展到任意配对量子位的完整15维凸集（C）-其总SD体积已知为π^8 / 1680 = π^8 /（2^4 3 5 7）= 5.64794。使用先进的准蒙特卡罗程序（加扰的Halton序列）在这个高维空间中进行数值积分，我们近似地（5.64851）再现了该值，同时获得了可分离态的SD体积的估计值0.416302。我们猜想，这不过是对π^6 /2310 = π^6 /（2 3 5 7 11）= 0.416186的近似。两个体积之比8 /（11 π^2）= 0.0736881，将构成精确的布尔斯/SD可分性概率。C的14维边界的SD面积为142 π^7 / 12285 = 142 π^7 /（3^3 5 7 13）= 34.911，而我们得到可分态边界的SD面积的数值估计为1.75414。
2003-01-22 quant-ph
Qubit-Qubit and Qubit-Qutrit Separability Functions and Probabilities
We list in increasing order -- 1/3, 3/8, 2/5, 135 pi/1024, 16/(3 pi^2), 3 pi/16, 5/8, 105 pi/512, 2 - 435 pi/1024, 11/16, 1 -- a number of exact two-qubit Hilbert-Schmidt (HS) separability probabilities, we are able to compute. Each probability corresponds to a specific scenario -- a class of 4 x 4 density matrices (rho) with an m-subset (m<6) of its six off-diagonal pairs of symmetrically located entries set to zero. Initially, we consider only scenarios in which the (6-m) non-nullified pairs are real, but then permit them to be complex (as well as quaternionic) in nature also. The general an…
2007-03-08 quant-ph
Natural Qubit Algebra: clarification of the Clifford boundary and new non-embeddability theorem
本文提出自然量子比特代数，澄清克莱因边界并证明新的不可嵌入定理，通过代数方法重新表述贝尔-CHSH场景，并展示格罗弗和伯斯坦-瓦兹里尼相位 oracle 的紧凑符号描述结构。
2026-02-24 quant-ph
Natural two-qubit gate for quantum computation using the XY interaction
给定物理实现的双量子位相互作用哈密顿量决定了诸如CNOT门之类的双量子位门是否可以容易地实现。可以表明，例如，在XY相互作用的情况下，需要多于一个的两量子位操作以实现CNOT。在这里，我们提出了一个两个量子位门的XY相互作用，结合CNOT与SWAP操作。通过使用这种门，即使量子比特之间只有最近邻耦合可用，也可以有效地实现量子线路。
2003-04-04 cond-mat quant-ph
A natural heavy-hole flopping mode qubit in germanium
双量子点（DQD）中的翻转模式量子位在耦合到交变外部或量子化腔电场时允许相干自旋光子杂化和快速量子位门。然而，为了实现这一点，电子系统依赖于通过磁场梯度作为耦合机制的合成自旋轨道相互作用（SOI）。在这里，我们从理论上表明，这种具有挑战性的实验设置可以避免在锗（Ge）的重空穴（HH）系统，利用相当大的立方Rashba SOI。我们认为，由此产生的自然翻转模式量子位具有高度可调的自旋耦合强度，允许一个和两个量子位门时间在纳秒范围内，当系统被设计为在一个最佳的操作模式，我们量化。
2020-12-18 cond-mat.mes-hall quant-ph
Two-Qubit Separability Probabilities and Beta Functions
由于Zyczkowski和Sommers最近的重要工作（quant-ph/0302197和quant-ph/0304041），可以得到复和实n x n密度矩阵的（n ^2 -1）维和（n（n-1）/2-1）维体积的精确公式（都是希尔伯特-施密特和布雷斯度量）。然而，没有类似的公式可用于各种可分离子集的体积（因此，概率）。我们试图在n=4的最简单可能情况下（即两量子比特系统）澄清Hilbert-Schmidt度量的这种情况。利用Bloore（J. Phys. A 9，2059 [1976]）的密度矩阵（rho）参数化，我们能够将每个实体积和复体积问题简化为一维积分的计算，单个相关变量是对角项的一定比率，nu =（rho_{11} rho_{44}）/{ rho_{22} rho_{33}）$。在每种情况下，相关的被积函数是已知的（nu=1附近的高振荡）雅可比和某个未知的单变量函数，我们的广泛的数值（准蒙特卡罗）计算表明，（不完全）beta函数B_{nu}（a，b），在实数情况下a=1/2，b=sqrt{3}，在复数情况下a=2 sqrt{6}/5，b =3/sqrt{2}。假设这些特定的不完全β函数的完全适用性，我们进行可分离体积计算。
2006-12-18 quant-ph
Natural three-qubit interactions in one-way quantum computing
我们解决了自然的三量子比特相互作用的单向量子计算（\QC）的计算能力的影响。使用更复杂的纠缠结构的一个好处是能够用有限的资源构建量子算法的紧凑和经济的模拟。我们表明，我们的研究的特点体现在适当制备的光晶格，有效的三自旋相互作用已在理论上得到证明。我们使用它来为Toffoli门提供紧凑的结构。信息流和两个量子比特的相互作用也概述了，连同一个简短的分析相关的不完美的来源。
2005-07-18 cond-mat.other quant-ph
The n-tangle of odd n qubits
Coffman，Kundu和Wootters在[Phys. Rev. A 61，052306（2000）]中提出了三个量子比特的3-缠结。Wong和Christensen将3-tangle扩展到偶数个量子位，称为$n$ -tangle [Phys. Rev. A 63，044301（2001）]。本文将3-纠缠推广到任意奇$n$ -量子比特纯态，称之为奇$n$的$n$ -纠缠.我们证明了奇$n$量子比特的$n$ -纠缠在量子比特的排列下是不变的，并且是纠缠单调的。奇$n$量子比特的$n$ -纠缠可以看作是任意奇$n$ -量子比特纯态的自然纠缠度量。
2011-06-17 quant-ph
Optimal two-qubit quantum circuits using exchange interactions
海森堡交换相互作用是实现非局部（即，多量子位）量子门。我们考虑由交换作用实现的$(SWAP)^α$门和单量子比特门组成的量子线路。用三个$(SWAP)^α$门和六个单量子位门构造了一个通用的双量子位量子线路。我们进一步表明，三个$(SWAP)^α$门不仅是足够的，但必要的。由于已知需要六个单量子位门，因此我们的通用双量子位电路在{ \em both} $(SWAP)^α$和单量子位门的数量方面是最优的。
2005-07-15 quant-ph
Picturing Qubits in Phase Space
我特别关注一量子比特和两量子比特系统，解释如何将n量子比特系统的量子态表示为离散2^n x 2^n相空间上的实函数--广义维格纳函数。相空间是基于具有2^n个元素的有限域，其几何结构自然导致构造一个2^n+1个相互共轭基的完备集。
2003-08-09 quant-ph
The Density Operators of Qubit Systems in the Multiparticle Spacetime Algebra
我们提供了一种方法来写下的多粒子时空代数（MSTA）中的多量子比特系统的任何纯态的密度算符由Doran，Gull，和Lasenby。利用MSTA公式，我们从几何的角度分析了量子力学的几个方面，包括贝尔不等式和两个耦合量子比特的动力学。最后，我们提供了一种自然的方式来构建MSTA中的局部酉不变量。利用这些不变量，我们分析了局域和非局域自由度分离的两量子比特和三量子比特纯态的空间。
2018-04-23 quant-ph
A relational quantum computer using only two-qubit total spin measurement and an initial supply of highly mixed single qubit states
我们证明，通用的量子计算是可能的，只使用（i）两个量子比特的物理自然测量，区分单线态和三线态子空间，和（ii）量子比特准备在几乎任何三个不同的（潜在的高度混合）状态。在某种意义上，这种测量是一种比通用2量子比特幺正门“更通用”的动力学元素，因为后者必须通过测量来补充。由于所使用的测量的旋转不变性，我们的方案对集体退相干具有鲁棒性，其方式与以前的提议非常不同-实际上它只对量子位的关系属性敏感。
2005-03-16 quant-ph
Geometric representation of two-qubit entanglement witnesses
任何双量子比特态都可以用布洛赫球内的转向椭球来几何表示。我们将这种方法扩展到表示任何块正两量子比特算子$B$。基于$\det B$和$\det B^\mathrm{T_B}$的正性，我们得到了一个新的分类方案，这表明布洛赫球内的任何椭球都必须代表两个量子比特态或两个量子比特纠缠见证.我们专注于这样的证人和他们相应的椭圆，发现证人最优性等属性自然是体现在这个几何表示。
2015-07-10 quant-ph
The local content of all pure two-qubit states
Elitzur，Popescu和Rohrlich（EPR2）意义上的（非）本地内容[Phys. Lett. A 162，25（1992）]是量子态的（非）定域性的自然度量。它的计算通常很困难，即使在低维情况下也是如此，并且是关于纯双量子比特态的少数开放问题之一。我们为这个长期存在的问题提供了一个完整的解决方案。
2012-04-13 quant-ph
Implementing Genuine Multi-Qubit Entanglement of Two-Level-System Inside a Superconducting Phase Qubit
超导相位量子比特和位于约瑟夫森隧道势垒内的两能级系统之间的相互作用被证明是由XY模型描述的，该模型自然被用于实现iSWAP门。利用这个门，我们提出了一个有效地产生这种二能级系统的真正多量子比特纠缠态的方案，包括多体W态和团簇态。特别地，我们证明了在相位量子比特的帮助下，纠缠见证可以被用来有效地检测所产生的真正的多量子比特纠缠态。此外，我们分析了所提出的方法产生的多量子比特纠缠态可以用于量子计算的广泛的一类候选人。
2009-04-08 quant-ph
High-fidelity adiabatic inversion of a $^{31}\mathrm{P}$ electron spin qubit in natural silicon
对半导体中自旋的高保真度量子控制的主要限制是存在由主体材料的核自旋浴产生的强烈波动场。在这里，我们证明了一个电子自旋量子位绑定到一个$^{31}$ P原子在天然硅单量子位门的结晶度的实质性改善，通过应用绝热反转，而不是窄带脉冲。我们实现了97%的反转保真度，我们观察到的签名的自旋共振光谱和自旋相干时间是一致的存在下，一个额外的交换耦合供体。这项工作突出了绝热反演技术的有效性，在起伏的环境中的自旋控制。
2013-12-17 cond-mat.mes-hall quant-ph
High-fidelity, adaptive qubit measurements through repetitive information transfer
利用两种囚禁离子（$\rm{^{27}Al^+}$和$\rm{^9Be^+}$）作为主系统和辅助系统，实现了基于重复信息传输和量子非破坏检测的量子比特测量。重复为自适应测量策略提供了一种自然的机制，与使用固定数量的检测周期相比，这导致了指数级更低的错误率。对于单个量子位，我们证明了99.94%的测量保真度。我们还展示了一种技术，用于自适应测量多个量子比特状态使用一个单一的辅助，并应用该技术的光谱的光学时钟转换。
2007-05-15 quant-ph
Nilpotent polynomials approach to four-qubit entanglement
我们将幂零多项式的一般形式[Mandilara et al，Phys. Rev. A 74，022331（2006）]应用于四个量子比特中的纯态多体纠缠分类问题。除了建立与现有结果的联系，我们明确地显示了如何幂零形式主义自然地建议在所需的单一或可逆类的本地操作下的纠缠措施不变的建设。还提出了一个四体纠缠的候选测度，并在随机纯态上数值测试了它的行为。
2007-03-13 quant-ph
Quantum two-level systems in Josephson junctions as naturally formed qubits
自然存在于约瑟夫森结中的二能级系统是超导相位量子比特运行的主要障碍。由于这些TLS可以具有非常长的退相干时间，我们表明，这样的TLS本身可以被用作量子比特，允许一个良好的控制初始化，通用的量子门集，和读出。因此，单个电流偏置的约瑟夫森结（CBJJ）可以被视为多量子位寄存器。它可以耦合到其他CBJJ，以允许将量子门应用于系统中的任意一对量子位。我们的结果为实现超导量子信息处理提供了一种新的途径。
2006-08-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Fault-tolerant quantum error correction for Steane's seven-qubit color code with few or no extra qubits
Steane的七量子位量子码是容错实验的自然选择，因为它很小，只需两个额外的量子位就足以纠正错误。然而，被称为“标记”综合征提取的双量子比特纠错技术工作缓慢，一次只能测量一个综合征。这在具有高量子位静止错误率的实验中是不利的。我们扩展了这项技术，可以一次提取多个综合征，而不需要更多的量子位。不同综合征的量子位可以标记彼此的错误。这为Steane的误差校正方法提供了同样快速和更量子位效率的替代方案，并且也符合平面几何约束。我们进一步表明，Steane的代码和其他一些代码可以在没有额外量子位的情况下进行纠错，前提是至少有两个代码块。粗略的想法是，两个7量子位码字可以临时连接成一个12量子位代码，释放两个量子位用于标记的症候群测量。
2018-04-19 quant-ph
Computed models of natural radiation backgrounds in qubits and superconducting detectors
针对自然辐射本底引发超导量子比特关联退相干的问题，研究结合Geant4与PARMA建模两类辐射源在超导衬底中的效应，给出三个关键速率的解析表达式及参数依赖关系，结果与实验测量一致。
2024-11-25 physics.ins-det quant-ph
Radial and Azimuthal Profiles of Two-Qubit/Rebit Hilbert-Schmidt Separability Probabilities and Related 3-D Visualization Analyses
首先，我们减少了长期存在的问题，确定希尔伯特-施密特概率，一个通用的量子比特对是可分离的，以确定一个一维（可分性）函数的径向坐标（r）的单位球在15维欧几里德空间的具体性质，并类似地为一个通用的一对rebit，使用9维单位球。然后，通过将这些函数的乘积（我们用数字估计并绘制）与[0，1]中r^m/r的雅可比因子积分，可以直接获得分离概率，其中对于两个rebit的情况，m=17，在两个qubit的情况下，m=29。第二，我们重复分析，但是用方位角φ \in [0，2 pi]代替作为自由变量的r--此时相关的雅可比因子为1。因此，可分性概率，就变成了生成的曲线下的面积。对于我们的分析，我们采用了一个有趣的Cholesky分解参数化的4 × 4密度矩阵。第三，在探索性调查中，我们使用与Avron，Bisker和Kenneth以及Leinaas，Myrheim和Ovrum等相关的两个量子位的三维可视化（立方体/四面体/八面体）来研究希尔伯特-施密特可分性概率问题。
2011-09-20 math-ph math.MP quant-ph
Keeping a spin qubit alive in natural silicon: Comparing optimal working points and dynamical decoupling
有两种不同的技术证明有效地延长自旋量子位在其他自旋环境中的相干寿命。一种是动态解耦，即量子比特受到精心定时的控制脉冲序列的影响;另一种是将量子比特调谐到“最佳工作点”（OWP），这是磁场中减少退相干的最佳点。利用量子多体计算方法，研究了远离和靠近OWP的动力学退耦脉冲序列对中心施主量子比特在核自旋浴中退相干的影响。理解这种行为的关键是分析多体量子浴中独立的翻转自旋对通常占主导地位的贡献的抑制程度。我们发现，最近测量的哈恩回波衰减在OWP（最低阶动力学去耦），必须考虑集群的三个相互作用的自旋，因为独立的对甚至不给有限的$T_2$衰减时间。我们发现，在OWP附近工作时，动态去耦序列需要数百个脉冲的一个数量级的增强$T_2$，相反，制度远离OWP，只需要约10个脉冲。
2015-04-22 cond-mat.mes-hall quant-ph
The origins of noise in the Zeeman splitting of spin qubits in natural-silicon devices
RIKEN, Center for Quantum Computing (RQC)（理化学研究所量子计算中心）；RIKEN, Center for Emergent Matter Science (CEMS)（理化学研究所涌现物质科学中心）；Slovak Academy of Sciences, Institute of Physics（斯洛伐克科学院物理研究所）；Tokyo Institute of Technology, Tokyo Tech Academy for Super Smart Society（东京工业大学超级智慧社会学院）；Department of Physics, University of Basel（巴塞尔大学物理系）
研究揭示了自然硅器件中自旋量子比特Zeeman分裂噪声的起源，发现低频噪声主要由超精细耦合主导，同时揭示了电荷噪声和谷自由度的影响。
2024-08-25 cond-mat.mes-hall quant-ph
Industrial 300$\,$mm wafer processed spin qubits in natural silicon/silicon-germanium
本研究展示了在工业300毫米晶圆生产线上完全制造的天然硅/硅锗异质结构量子点，实现了低电荷噪声、长相干时间和高保真度，证明了工业制造硅基自旋量子比特的可扩展性与可重复性。
2024-09-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
High Fidelity Qubit Control in a Natural Si-MOS Quantum Dot using a 300 mm Silicon on Insulator Wafer
Hitachi Cambridge Laboratory（日立剑桥实验室）；Ghent University（根特大学）；Hitachi, Ltd.（日立有限公司）
利用300毫米硅基绝缘体晶圆实现高保真量子位控制，通过优化Rabi频率和反馈协议，在低频磁噪声下取得高保真度成果。
2025-12-04 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum Optimal Control for Pure-State Preparation Using One Initial State
本文提出一种基于数值最优控制的纯态制备框架，构建密度矩阵基以实现与系统维度无关的单初态优化，并将其应用于耦合读出腔的量子比特基态重置。
2021-08-13 math.OC quant-ph
Quasirandom estimations of two-qubit operator-monotone-based separability probabilities
利用欧拉角参数化方法，我们对15维两量子比特态凸集上关于10个测度的可分性概率进行了一对准随机估计。这些措施包括（非单调）希尔伯特-施密特之一，加上其他九个基于运营商单调函数。我们的结果是支持以前的断言，希尔伯特-施密特和Bures（最小单调）可分性概率分别是$\frac{8}{33} \approx 0.242424$和$\frac{25}{341} \approx 0.0733138$，以及暗示的维格纳Yanase对应物是$\frac{1}{20}$。然而，一个结果似乎不一致（太小）与我们的早期索赔，与运营商单调（几何平均）功能$\sqrt{x}$的可分性概率是$1-\frac{256}{27 π^2} \approx 0.0393251$。但对这种差异的一个表面上的解释是，基于$\sqrt{x}$的测量的状态体积是无限的。因此，早期猜想的有效性-以及另一个，$\frac{1}{9} \left(593-60 π^2\right) \approx 0.0915262$，我们现在介绍-不能通过所采用的数值方法进行检查，至少可能不是没有一些极端值的截断程序。
2020-03-22 math-ph math.MP quant-ph
Local Unitary Representation of Braids and N-Qubit Entanglements
本文利用稳定码的思想，给出了N比特张量空间中辫子群的一个局域幺正表示与N比特纯态$|Ψ\rangle$的纠缠性质之间的关系，其中N比特纯态$|Ψ\rangle$是在自然基上进行辫子运算得到的.具体而言，我们表明，分离的$|Ψ\rangle=\mathcal{B}|0\rangle^{\otimes N}$是密切相关的编织运营商$\mathcal{B}$的图形版本。这将为我们研究拓扑纠缠和量子纠缠提供更多的信息。
2017-06-05 math-ph math.MP quant-ph
Dynamical Lamb Effect in a Tunable Superconducting Qubit-Cavity System
将自然原子置于含时腔中，由于与量子化光子模的相互作用，原子可以被参量激发。这样一个过程的通道之一是动态兰姆效应，诱导的原子能级兰姆位移的非绝热调制。然而，在自然原子的实验中，很难将这种效应与原子激发的其他机制分开。我们指出，与超导量子比特（人造宏观原子）耦合的传输线腔为观察动力学兰姆效应提供了一个独特的平台。一个关键的想法是利用一个动态可调的量子位谐振器耦合，这是最近实现的。通过非绝热地改变耦合，即使腔最初是空的，也可以通过兰姆位移的非绝热调制来参数化地激发量子比特。在具有时变耦合常数的Rabi模型中，超越旋转波近似，研究了这样一个耦合系统的动力学。提出了一种有效的方法，通过周期性和非绝热开关的量子比特谐振器耦合能量来增加效果。
2015-05-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con physics.atom-ph
