双量子比特系统退相干的工程与抑制

碰撞退相干的抑制

Suppression of collisional decoherence

我们采用连续动力学解耦方案来抑制冷原子弹性碰撞引起的退相干。使用连续的回波脉冲，我们实现了30倍的增加在相干时间的Rb 87原子被困在一个偶极陷阱。超过100毫秒的相干时间被证明与光学深度为120的合奏。

利用对称化抑制振荡器辅助几何量子门的退相干

Decoherence suppression for oscillator-assisted geometric quantum gates via symmetrization

我们提出了一种新的对称化方法来克服量子辅助量子门操作中的退相干。所制定的对称性与基于辅助振荡器模式的量子比特变换的全局几何特征有关，例如离子阱系统中的声子。结果表明，所设计的多回路对称化演化赋予了系统对退相干的双重弹性：对热涨落和量子耗散不敏感。

腔光机械冷却抑制退相干

Decoherence Suppression by Cavity Optomechanical Cooling

我们考虑一个腔光机械冷却配置组成的机械谐振器（表示为谐振器b）和电磁谐振器（表示为谐振器a），这是耦合在这样一种方式，谐振器a的有效谐振频率线性依赖于谐振器b的位移。我们研究了在这样的配置中的反反应效应是否可以有效地用于抑制退相干。为此，我们考虑的情况下，在两个相干态的叠加制备的机械谐振器和评估的退相干率。我们发现，没有显着的抑制退相干是可以实现的，当谐振器a被假定为具有线性响应。另一方面，当谐振器a表现出克尔非线性和/或非线性阻尼时，只要表征这些非线性的参数可以被调谐到接近某些指定的最佳值，则可以使退相干速率比平衡值小得多。

系综大规模固态NMR量子计算机中量子态的退相干及其抑制

Decoherence of quantum states and its suppression in ensemble large-scale solid state NMR quantum computers

讨论了基于核自旋I = 1/2的P施主原子阵列的系综大规模固态NMR量子计算机中的退相干问题。本文认为，低温（< 0.1 K）退相干的主要机制是量子位共振频率随机调制的绝热过程，该过程由核自旋与基本原子、杂质顺磁原子以及杂质反磁原子的电子自旋相互作用的长期部分决定。它是由估计的允许浓度的磁性杂质和自旋温度，从而获得所需的消相干抑制。讨论了系综量子寄存器基态中随机相位误差的抑制。

离子阱中反常量子退相干的标度和抑制

Scaling and Suppression of Anomalous Quantum Decoherence in Ion Traps

我们测量和表征了一个原子离子的异常运动退相干限制在一个新的射频离子阱，具有可移动电极的最低量子水平。测量了退相干率随电极接近度的变化规律，当电极从300 K冷却到150 K时，退相干率被抑制了一个数量级。这提供了直接的证据表明，被困离子的异常运动退相干源于电极上的微观噪声电位。这些观察结果与使用捕获离子或其他基于电荷的系统的量子信息处理方案有关。

NMR量子计算机中的人工退相干及其抑制

Artificial Decoherence and its Suppression in NMR Quantum Computer

液态核磁共振量子计算机为量子计算提供了可能性，并为量子计算的发展提供了支持。利用核磁共振量子计算机技术，我们观察到了两种人工噪声场（一种是长周期的噪声，另一种是短随机周期的噪声）下的相位退相干。第一个模型在量子信道的退相干，而第二个模型的横向弛豫。我们证明了在这两种情况下，bang-bang控制抑制退相干。

人工环境下量子比特系统退相干的产生与抑制

Generation and Suppression of Decoherence in Artificial Environment for Qubit System

已知具有有限自由度的量子系统可以模拟系统和环境的复合物，如果假设环境的状态通过外部操纵而随机化。我们从理论上证明了单量子比特的任何相位退相干现象都可以用双量子比特系统来模拟，并在实验上演示了两个例子：一个是传输线中单量子比特的相位退相干，另一个是量子存储器中的相位退相干。我们进行核磁共振实验，采用双自旋分子，并清楚地测量这两种情况下的退相干。我们还证明了实验上的bang-bang控制有效地抑制退相干。

Time-delayed quantum feedback and incomplete decoherence suppression with no-knowledge measurement

The no-knowledge quantum feedback was proposed by Szigeti et al., Phys. Rev. Lett. 113, 020407 (2014), as a measurement-based feedback protocol for decoherence suppression for an open quantum system. By continuously measuring environmental noises and feeding back controls on the system, the protocol can completely reverse the measurement backaction and therefore suppress the system's decoherence. However, the complete decoherence cancellation was shown only for the instantaneous feedback, which is impractical in real experiments. Therefore, in this work, we generalize the original work and inv…

工程退相干的表征与抑制

Engineered Decoherence: Characterization and Suppression

由于无处不在的环境干扰，量子相干性不可避免地在一定的时间尺度上发生不可逆的变化，从而导致编码信息的丢失。这个过程被称为退相干，是实现高效量子信息处理器的主要障碍。理解退相干的机制对于开发抑制退相干的工具至关重要。在这里，我们利用Cory及其同事提出的方法[Phys.Rev.A67，062316（2003）]，通过随机扰动其周围的辅助量子比特来设计系统量子比特中的人工退相干。利用双量子比特核磁共振量子寄存器，我们用噪声谱和量子过程层析术表征了人工退相干。进一步，我们研究了动态解耦序列在抑制人工退相干方面的有效性。在这里，我们描述的实验结果和他们的比较与理论模拟。

非马尔可夫效应对耗散量子比特消相干的抑制

Decoherence suppression of a dissipative qubit by the non-Markovian effect

我们精确地计算了非马尔可夫效应对量子比特与耗散真空库相互作用的退相干动力学的影响，发现当考虑库的记忆效应时，量子比特的相干性可以部分地被捕获在定态.我们的分析表明，这是一个束缚态的形成之间的量子比特和它的水库，导致这种剩余的相干性在稳态下的非马尔可夫动力学。给出了消相干抑制的物理条件。我们的研究结果提出了一种潜在的方法，通过修改系统-水库的相互作用和水库的频谱的非马尔可夫制度的情况下，水库工程的退相干控制。

通过强环境内耦合抑制退相干

Suppression of decoherence via strong intra-environmental coupling

通过建立德拜晶体中杂质原子的低温自旋-自旋浴模型，研究了环境内耦合对退相干的影响。杂质通过反铁磁自旋-自旋相互作用与晶体的声子相互作用。通过动态积分自旋-自旋浴模型的全薛定谔方程，计算了代表杂质的中心自旋的约化密度矩阵。精确的数值结果表明，增加环境内耦合的结果抑制退相干。这种效应可能在量子计算机等固态量子器件的构建中发挥重要作用。

纯交换量子计算中退相干的能量抑制

Energetic Suppression of Decoherence in Exchange-Only Quantum Computation

提出了一种只需要海森堡交换相互作用并通过能隙抑制退相干的普适量子计算。包括编码量子位的三个物理量子位与全局磁场之间的始终开启的交换相互作用的组合在感兴趣的子空间与所有其它状态之间生成能隙。该能隙抑制退相干。始终在线的交换耦合极大地简化了硬件规格和逻辑量子位间门的实现。受控相位门可以仅使用三个海森堡交换操作来实现，所有这些操作都可以同时执行。

采用去耦技术抑制加热和退相干

Heating and decoherence suppression using decoupling techniques

我们研究了应用去耦技术的情况下的一个阻尼振动模式的一个链的捕获离子，它可以被用作量子总线的线性离子阱量子计算机。我们表明，振动加热可以有效地抑制使用适当的“奇偶踢”。我们还表明，振动退相干可以抑制这种去耦过程，即使这是一般更困难的，因为在该奇偶踢必须施加的速率增加与有效浴温度。

二态量子系统退相干的动力学抑制

Dynamical suppression of decoherence in two-state quantum systems

研究了由适当的控制汉密尔顿驱动的散肩二能级系统的动力学行为。控制过程被实现为重复翻转系统状态的射频脉冲序列，这种技术可以在其经典模拟之后被称为量子“bang-bang”控制。退相干所引入的系统与量子环境的相互作用被证明是完全洗出的连续翻转的限制和大大抑制提供的脉冲之间的间隔是可比的环境的相关时间。该模型提出了一种对抗退相干的策略，补充了现有的量子纠错技术。

在例外转换中抑制退相干

Suppression of Decoherence at Exceptional Transitions

在非赫尔米特环境中，通过平衡赫尔米特和非赫尔米特耦合，可在例外点显著抑制退相干，为开放量子系统中的相干控制提供了新方法。

横向磁场对金刚石NV心电子自旋退相干的抑制

Suppression of electron spin decoherence of the diamond NV center by a transverse magnetic field

我们证明了如果电子自旋池是主要的退相干源，则金刚石中氮空位（NV）中心的自旋退相干可以被横向磁场抑制。NV自旋相干，在“消相干自由子空间”中创建的零场分裂的横向分量的保护，增加约两倍的自旋相干时间。当平行于NV对称轴施加强于~25高斯的磁场时，由于电子自旋浴的退相干也被抑制。我们的方法可以用来延长自旋相干时间的类似自旋系统的应用在量子计算，场传感，和其他计量。

通过浴有序化抑制退相干

Suppression of decoherence by bath ordering

作为Tessieri-Wilkie哈密顿量\cite{TWmodel}的扩展模型，研究了两个自旋为1/2的耦合到自旋池中的动力学.作为开放子系统的自旋对在Bell态中的一个态中制备，并且由一些自旋-1/2组成的浴从一开始就处于热平衡状态。结果表明，随着熔池自旋耦合强度的增加，熔池形成共振反铁磁序。孤立子系统的两个自旋之间的极化关联和共生现象在一定程度上得到了恢复。这种子系统退相干的抑制可以用于在实际应用中控制量子器件。

利用超快光脉冲抑制磁态退相干

Suppression of Magnetic State Decoherence Using Ultrafast Optical Pulses

结果表明，热蒸汽中碰撞产生的磁态退相干可以通过超快光脉冲训练的应用而得到抑制。

退相干、指针工程与量子态保护

Decoherence, pointer engineering and quantum state protection

我们提出了一个建议，保护国家对退相干，工程的指针状态的基础上。我们将此方法应用于囚禁离子的振动运动，并展示了如何保护量子比特、压缩态、近似相位本征态和相干态的叠加。

Cat codes with optimal decoherence suppression for a lossy bosonic channel

We investigate cat codes that can correct multiple excitation losses and identify two types of logical errors: bit-flip errors due to excessive excitation loss and dephasing errors due to quantum back-action from the environment. We show that selected choices of logical subspace and coherent amplitude can efficiently reduce dephasing errors. The trade-off between the two major errors enables optimized performance of cat codes in terms of minimized decoherence. With high coupling efficiency, we show that one-way quantum repeaters with cat codes feature drastically boosted secure communication r…

Photon-assisted entanglement and squeezing generation and decoherence suppression via a quadratic optomechanical coupling

Entanglement and quantum squeezing have wide applications in quantum technologies due to their non-classical characteristics. Here we study entanglement and quantum squeezing in an open spin-optomechanical system, in which a Rabi model (a spin coupled to the mechanical oscillator) is coupled to an ancillary cavity field via a quadratic optomechanical coupling. We find that their performances can be significantly modulated via the photon of the ancillary cavity, which comes from photon-dependent spin-oscillator coupling and detuning. Specifically, a fully switchable spin-oscillator entanglement…

强耦合下耗散浴对退相干动力学的抑制

Suppression of decoherence dynamics by a dissipative bath at strong coupling

本研究探讨了强耦合下开放量子系统的退相干动力学，提出利用多个浴间的协同效应，通过增加系统与第二个耗散浴的耦合来减缓退相干，为保持量子相干性提供了新策略。

基于含时消相干子空间的量子态工程

Engineering of Quantum State by Time-Dependent Decoherence-Free Subspaces

将含时无消相干子空间理论应用于马尔可夫开放量子系统，提出了一种新的量子态工程方案。通过量化量子态的纯度，我们验证了通过我们的方法设计的量子态工程过程在任何总的工程时间内是完全幺正的。即使对开放量子系统的控制并不完美，渐近纯度仍然是鲁棒的。由于该方案具有完全抗退相干的能力，且在工程时间上没有限制，因此适合于多任务量子态工程。因此，该方案不仅有利于实验上实现量子态工程方案，而且有助于我们在现实中建立量子模拟和量子信息设备。

λ组态三能级原子绝热退相干的相干控制

Coherence Control of Adiabatic Decoherence in a Three-level Atom with Lambda Configuration

本文研究了利用bang-bang控制技术抑制$Λ$组态三能级原子的绝热退相干。给出了解耦的Bang-Bang操作组，并编程实现了周期性射频孪生脉冲序列的控制过程。此外，我们还研究了非理想情况下的绝热退相干过程，建立了有效抑制绝热退相干的条件。

量子受击转子中退相干效应的抑制

Suppression of decoherence effects in the quantum kicked rotor

我们描述了一种方法，允许瞬态抑制退相干效应的原子光学实现踢转子。系统在初始状态下准备，动量分布集中在比布里渊区更尖锐的区间内;动量分布的测量被限制在准动量的这个区间内：由于大多数经历退相干过程的原子落在这个检测范围之外，因此没有被检测到，测量的信号实际上是无退相干的。

利用量子Zeno效应抑制退相干

Using the Quantum Zeno Effect for Suppression of Decoherence

投影测量是量子力学的基本要素。在大多数情况下，它们会导致它们所作用的量子系统发生不可逆的变化。然而，测量也可以用来稳定量子态从衰变过程，这是已知的量子芝诺效应（QZE）。在这里，我们证明了这种效应的情况下，一个核自旋量子比特的叠加态，使用辅助执行测量。结果，量子位的量子态被保护免于失相，而不依赖于NMR实验的系综性质。我们还提出了一个方案，以保护一个任意的状态，通过使用QZE。

解压缩消相干

Decoherence suppression by uncollapsing

我们证明了零温度能量弛豫引起的量子比特退相干可以通过量子解坍缩过程几乎完全抑制。为了保护量子比特状态，部分量子测量将其移向基态，在存储期间将其保持在基态，而第二部分测量恢复初始状态。该过程优先选择没有能量衰减事件的情况。更强的消相干抑制需要更小的选择概率;可以通过改变测量强度来选择这种折衷中的期望点。该实验可以用超导相位量子比特以简单的方式实现。

非平衡环境下量子纠缠对量子寄存器退相干的抑制

Suppression of decoherence in quantum registers by entanglement with a nonequilibrium environment

结果表明，非平衡环境可以抑制量子寄存器中不同消相干自由子空间之间的消相干。的效果被发现在框架内的精确相干产品的解决方案，模型寄存器退相干浴简并谐波模式，通过耦合线性浴坐标。这些解决方案代表了一个自然的非平衡扩展的标准解决方案的解耦初始寄存器状态和热环境。在适当的条件下，相应的减少寄存器分布可以传播在一个不受干扰的方式，即使在属于不同的消相干自由子空间的状态之间的纠缠的存在下，尽管持续浴纠缠。作为一个副产品，我们也得到了一个完善的图片下的相干动力学的bang-bang退相干控制。特别是，它示出，在一个典型的邦邦周期中的每个射频脉冲诱导复苏的相干性，这些复苏是利用在一个自然的方式由邦邦协议的时间对称化版本。

机械谐振器的水库工程：产生宏观叠加态并监测其退相干

Reservoir engineering of a mechanical resonator: generating a macroscopic superposition state and monitoring its decoherence

提出了一种产生纳米机械谐振器宏观叠加态的确定性方案。非经典状态是通过适当的工程耗散动力学利用二次相互作用与双色驱动的光腔模式的光机械。由此产生的驱动耗散动力学可以用于监测和测试的消相干过程影响的纳米机械谐振器在受控条件下。

两量子比特开放系统的初始退相干和纠缠损失

Initial Decoherence and Loss of Entanglement of Open Two-Qubit Systems

在本文中，我们研究了一个开放的双量子比特模型，其动力学是不完全可解的。当初始态为最大纠缠态时，作为精确可解的开放双量子比特模型[D。Tolkunov和V.Privman，Phys.Rev.A71，060308（R）（2005）]，由并发表示的模型的形成的纠缠的衰减也由描述子系统（量子比特）的退相干的抑制因子的乘积支配。然而，如果初始态不是最大纠缠态，它的纠缠度将比描述量子比特退相干的抑制因子的乘积下降得更快。

环境辅助去相干抑制光学非高斯态

Environment-Assisted Decoherence Suppression of Optical Non-Gaussian States

本文提出一种仅需高斯操作的方案，通过注入压缩真空态并利用环境监测实现反馈，有效抑制光损耗诱导的去相干，提升非高斯态的保真度和Wigner负性。

环境退相干对量子力学反射的抑制

Suppression of quantum-mechanical reflection by environmental decoherence

在量子力学中，一个具有足够能量的入射粒子波包在遇到一个较低能量的势垒时会经历透射和反射，但在经典力学中没有反射，只有透射。在本文中，我们试图解释消失的量子力学反射在准经典极限，通过环境相互作用的消相干的标准方法。我们考虑两个模型。在第一种方法中，传入的粒子通过将其耦合到由位置对角化的标准Lindblad主方程描述的环境来经典化。然而，我们发现，只有当环境相互作用如此强烈，以至于产生大的动量波动，从而模糊了入射和反射波包之间的区别时，才能抑制反射。这个否定的结论也适用于复势，它对于试图理解使用相同机制抑制芝诺效应的尝试具有类似的含义（在另一篇论文中更详细地讨论）。一个不同的Lindblad主对角化动量被证明是成功的，在抑制反射没有大的波动，但这样的主方程是非物理的。我们考虑第二个模型，其中的障碍是由一个大规模的目标粒子耦合到一个环境，以保持它在一个准经典状态的量子力学建模。这避免了波动问题，因为进入的粒子不直接耦合到环境。我们发现，只要目标粒子的退相干时间尺度远小于入射粒子的某些特征散射时间尺度，或者等价地，只要目标中的速度波动大于入射粒子的速度，反射就被显著抑制。

电容耦合库珀对盒中相关诱导退相干的抑制

Correlation-induced suppression of decoherence in capacitively coupled Cooper-pair boxes

在库珀对盒（CPB）中，来自栅偏压和背景陷阱的电荷涨落严重限制了电荷量子比特的性能。在这里，我们提出了一个实验上可实现的方法来控制这些电荷波动的退相干效应，使用两个强电容耦合的CPB。这个耦合盒系统具有两个态的低退相干子空间。我们的研究结果表明，盒间库仑关联可以帮助显着抑制退相干的两能级系统，使其成为一个有前途的候选人作为一个逻辑量子比特，使用两个CPB编码。

Experimental quantum decoherence control by dark states of the environment

Coherent interaction of a quantum system with environment usually induces quantum decoherence. However, remarkably, in certain configurations the coherent system-environment coupling can be simultaneously explored to engineer a specific dark state of the environment that eliminates the decoherence. Here we report on experimental demonstration of such protocol for suppression of quantum decoherence by quantum decoherence itself. The protocol is based on indirect control of the environment via quantum measurements on quantum probes interacting with the environment prior to the system that should…

利用bang-bang动力学解耦抑制行波光脉冲的偏振退相干

Suppression of polarization decoherence for traveling light pulses via bang-bang dynamical decoupling

在光脉冲通过色散介质的传输中，频率自由度对脉冲的偏振态起着有效的消相干作用。在这里，我们讨论了应用开环动态解耦技术来抑制单向通信信道中的这种极化退相干。我们详细描述了最近应用于飞行量子位的“bang-bang”保护技术的原理的实验证明[Damodarakurup等人，物理修订版信函103，040502]。Bang-bang操作是通过适当定向的波片实现的，并且动态解耦被示出为潜在地有用，以对比作用于在色散介质中传播的偏振量子比特的通用退相干，例如，光纤

原子约瑟夫森结中退相干的抑制和增强

Suppression and enhancement of decoherence in an atomic Josephson junction

我们研究的作用，被困在一个双势阱（“玻色-约瑟夫森结“）的玻色气体的相互作用时，施加外部噪声和系统最初是离域的概率振幅相等的两个网站。噪声可能有两种影响：从陷阱中丢失原子，以及两个阱之间相对相位或数量差的随机偏移。相位噪声的影响被原子-原子相互作用和隧穿所减轻，使得退相速率可以减小到其单个原子值的一半。退相干由于数量噪声（这会引起波动的相对原子数之间的井）是相当大的增强的相互作用。一个类似的情况下，预测原子损失的情况下，即使从两个网站的损失率是相等的。事实上，相互作用将原子数（差异）中增加的不确定性转化为（相对）相位扩散，并降低了结上的相干性。我们研究了这些影响的相关参数，使用一个简单的模型的基础上的原子芯片设备的捕获潜力。这些结果提供了一个框架，用于映射的动态范围的障碍，为特定的应用程序，并设置了更复杂的电路（“atomtronics”）的阶段。

相互作用二能级粒子系统中量子门的最优控制和退相干的抑制

Optimal control of quantum gates and suppression of decoherence in a system of interacting two-level particles

将最优控制的方法应用于相互作用的二能级粒子的模型系统（例如，自旋半原子核或电子或二能级原子）以产生高保真度量子门，同时消除退相干的有害影响。一组粒子充当量子信息处理器，其演化由依赖于时间的外部场控制。其他粒子不受直接控制，并作为一个有效的环境，耦合到它是退相干的来源。控制目标是在强环境诱导的退相干存在下和在控制场的物理激励限制下生成目标单量子比特和双量子比特幺正门。量子门的保真度，表示在一个新的状态无关的距离测量，最大化相对于控制领域使用相结合的遗传和梯度算法。由此产生的高保真门证明了通过最优控制精确引导量子进化的可行性，即使系统复杂性因环境耦合而加剧。结果发现，门持续时间有一个重要的影响的控制机制和保真度。门性能的系统参数的随机变化的灵敏度的分析揭示了显着程度的鲁棒性达到的最佳控制解决方案。

量子比特阵列系统中的多波混频与退相干控制理论

Theory of multiwave mixing and decoherence control in qubit array system

我们发展了一个理论来分析在多波混频位形下，光子回波信号在带电量子比特阵列系统中的退相干效应。我们提出了如何在实验室中通过使用激子量子比特和脉冲面积甚至小于$π$的光脉冲的体系综来证明由{ \it bang-bang}控制与$π$脉冲的退相干抑制效果。本文分析了时间积分的多波混频信号从体系综衍射到一定相位匹配方向的情况。根据脉冲间隔条件，在包含非均匀展宽效应的实际情况下，在时间积分多波混频信号中可以观察到从退相干加速区到退相干抑制区的交叉，这是量子比特与库玻色子之间相干相互作用的一个特有特征.我们的分析将成功地应用于精确估计的储层参数从实验数据的方向分辨信号强度在多波混合技术。

利用工程库保护双离子纠缠态

Protecting entangled states of two ions by engineering reservoir

提出了一种实现两个二能级离子纠缠态局域无退相干演化的方案。对于耦合到一个强阻尼腔中的两个TL离子，我们可以利用工程库方案来获得一个无消相干子空间，该子空间可以由系统参数和库参数非线性地控制。从而实现了纠缠态的局域无退相干演化。并讨论了在非绝热相干演化下两离子的几何相位与纠缠度之间的关系。

Paul阱中光跃迁和退相干的量子态工程

Quantum state engineering on an optical transition and decoherence in a Paul trap

在Paul阱中，单个Ca+离子以高达99.9%的概率被冷却到振动的基态。从这个福克州开始|n=0>我们证明了对光学跃迁的相干量子态操纵。在1.4ms内观察到多达30个拉比振荡。我们发现，在离子制备后，|n=1> Fock态。光态操纵的相干性只受激光和环境磁场涨落的限制。运动加热已被测量为低至190 ms内的一个振动量子。

利用奇偶踢实现退相干控制

Using Parity Kicks for Decoherence Control

我们展示了如何使用定制的外部强迫作为脉冲来抑制退相干。在无限频率脉冲的限制下，消相干和耗散被完全冻结;然而，当脉冲的频率是水库典型频率尺度的量级时，已经获得了显著的消相干抑制。这种方法特别适用于抑制离子阱中质心运动的退相干。

具有集体耦合自旋态的混合量子系统：通过光谱烧孔抑制退相干

Hybrid Quantum Systems with Collectively Coupled Spin States: Suppression of Decoherence through Spectral Hole Burning

基于自旋系综的混合量子系统由于系综中自旋跃迁频率的不均匀加宽而遭受显著程度的退相干。我们证明，这个强烈的限制性的缺点，可以克服简单地通过燃烧两个狭窄的频谱孔的自旋谱密度在明智地选择的频率。使用这个过程中，我们发现增加的相干时间超过一个数量级的情况下，没有烧孔。我们的发现为实际应用这些混合量子系统处理量子信息铺平了道路。

基于色数的高效多量子比特退相干与串扰抑制

Efficient Chromatic-Number-Based Multi-Qubit Decoherence and Crosstalk Suppression

针对量子计算中的退相干与串扰问题，提出基于色数和阿达玛矩阵的动态解耦方法CHaDD，实现脉冲调度深度随色数线性扩展，显著优于现有方案，并在IBM QPUs上验证其优势。

利用集体原子-腔相互作用构建可调无消相干子空间

Engineering tunable decoherence-free subspaces with collective atom-cavity interactions

提出在耗散原子-腔系统中利用三能级原子和可调外部驱动激光器，将系统转移至高度简并的多维含时无消相干子空间以制备高度纠缠纯态，并开发绝热捷径实现比标准方法更高纯度与保真度的演化。

周期强迫对退相干的抑制

Suppression of Decoherence by Periodic Forcing

我们考虑一个耦合到热库的有限维量子系统，该系统受到时间周期的能量守恒强迫。我们发现，如果满足一定的动力学解耦条件，那么周期性强迫抵消水库引起的退相干：对于小系统水库耦合$λ$和小强迫周期$T$，系统动力学近似的能量守恒和非耗散动力学，它保持凝聚力。对于达到$(λT)^{-1}$阶的时间，真实动态与近似动态之间的差异大小为$λ+T$。我们的方法是严格的，结合Floquet和频谱变形理论。我们说明了我们的自旋费米子模型的结果，并恢复以前已知的，pathologistically获得的结果。

用脉冲ENDOR测量自旋池的中心自旋相互作用：抑制自旋扩散退相干

Measuring central-spin interaction with a spin bath by pulsed ENDOR: Towards suppression of spin diffusion decoherence

我们提出了脉冲电子-核双共振（ENDOR）实验，使我们能够表征Si中的铋施主自旋量子比特与周围的29 Si杂质自旋浴之间的耦合，该自旋浴在低温（< 16 K）下提供了主要的退相干机制（核自旋扩散）。从自旋浴解耦的预测和集群相关展开模拟显示，在最佳工作点的自旋扩散几乎完全抑制。抑制的形式急剧峰值发散的自旋扩散相干时间，与先前确定的更广泛的区域不敏感的经典波动。ENDOR数据表明，各向异性的贡献是比较弱的，所以形式的分歧是在很大程度上独立的晶体取向。

具有环境自作用的自旋-自旋浴模型中的退相干

Decoherence in a spin--spin-bath model with environmental self-interaction

本文研究了一个由中心自旋耦合到旋转浴组成的低温模型系统，以确定浴中自旋之间的相互作用是否对中心自旋动力学有影响。在没有环境内耦合的情况下，中心自旋的退相干是快速和不可逆的。强的环境内相互作用导致中心自旋从浴中有效地解耦，并抑制退相干。较弱的环境内耦合减少但不消除退相干。我们相信，类似的行为将在任何具有自交互环境的系统中观察到。

量子点中电子自旋退相干的抑制

Suppression of electron spin decoherence in a quantum dot

量子点中电子自旋退相干的主要来源是与周围核自旋池的超精细相互作用。退相干过程可以通过使电子自旋经受合适的外部控制脉冲序列来减慢。我们研究了各种动态解耦协议的性能，使用精确的数值模拟。重点是现实的脉冲延迟和长时间的限制，超出了可用的分析方法保证工作的域。我们的研究结果表明，确定性和随机协议都能够显着延长电子相干时间，即使当使用控制脉冲间隔大大大于预期的{ \em上截止}频率的电子和核自旋之间的耦合谱。在实际的参数范围内，这种耦合频谱的{ \em总宽度}似乎是影响去耦的整体质量的物理相关频率标度。

交换相互作用对退相干和解纠缠的抑制

Suppression of Decoherence and Disentanglement by the Exchange Interaction

纠缠的量子比特对可以作为量子存储器或量子通信的资源。这种对的效用是通过它们需要多长时间来解开或退纠缠来衡量的。为了回答量子比特间的相互作用是否能延长纠缠的问题，我们计算了在随机电报噪声和$1/f$噪声存在下，通过交换相互作用耦合的一对量子比特的耗散动力学.我们发现，对于最大纠缠（贝尔）态，交换相互作用一般抑制退相干和解纠缠。如果噪声是非马尔可夫的，则这种抑制对于随机电报噪声更明显，而对于$1/f$噪声，交换相互作用的幅度应该与最强噪声源相当。两个量子比特的纠缠单重态-三重态叠加态（$ψ_{\pm}$ Bell态）可以通过相互作用得到保护，而三重态-三重态（$ϕ_{\pm}$ Bell态）则不那么有效。因此前者更适合于量子信息的编码。

具有非均匀误差抑制的二次动态解耦

Quadratic Dynamical Decoupling with Non-Uniform Error Suppression

我们数值分析了近最佳二次动态解耦（QDD）单量子比特退相干误差抑制方法的性能[J. West等人，物理修订版信函104，130501（2010）]。QDD序列是通过嵌套两个最佳Uhrig动态解耦序列的两个正交轴，包括N1和N2脉冲，分别形成。改变这些数字，我们研究的退相干抑制性能的QDD直接隔离的错误与每个系统的基础运营商存在于系统浴相互作用哈密顿量。每个误差都与戴森级数的最低阶成比例，因此立即产生退相干抑制的阶数。我们发现QDD的误差抑制特性依赖于N1和N2的奇偶性，并且当N1=N2时，对于一般的单量子比特相互作用，QDD的性能接近最优。

利用bang-bang控制抑制飞行量子比特的退相干

Experimental inhibition of decoherence on flying qubits via bang-bang control

由于脉冲包络中不可避免地存在多个频率，消相干会显著影响光脉冲在色散介质中传播的偏振态。在这里，我们报告的抑制偏振退相干的环形腔中获得的光子量子比特的“bang-bang”的保护技术已经用于核自旋和核四极量子比特的适当重组。我们的结果表明，bang-bang控制可以有益地扩展到涉及飞行偏振量子比特的量子信息过程。

两量子比特系统与经典环境相互作用的工程退相干

Engineering decoherence for two-qubit systems interacting with a classical environment

我们解决的动力学的两个量子比特系统的相互作用与经典的退相环境驱动的高斯随机过程。在引入纠缠保持时间的概念后，我们比较了不同环境的退化效应，例如Ornstein-Uhlenbeck或分数噪声所描述的那些。特别是，我们考虑纯贝尔态和贝尔态的混合物，并研究了独立和共同的环境中的纠缠保持时间的典型值。我们发现，工程环境对分数高斯噪声是有用的，以保持纠缠，以及提高其对噪声的鲁棒性。我们还通过研究纠缠生存时间作为初始负性的函数来解决纠缠猝死问题。我们发现：i）生存时间从下到上受初始负性的递增函数的限制，ii）生存时间仅略微依赖于用于描述环境的过程，并具有典型性。总的来说，我们的研究结果表明，工程环境只有轻微的影响纠缠生存时间，即纠缠突然死亡的发生，而它代表了一个宝贵的资源，以增加纠缠保持时间，即保持纠缠接近初始水平的更长的相互作用时间。

内部自由度的退相干

Decoherence by Internal Degrees of Freedom

本文考虑一个由耦合粒子组成的复合系统，研究了由于质心自由度与内部自由度耦合而引起的退相干。对于一个简单的模型的两个绑定粒子，我们表明，在一般情况下存在这样的退相干效应，并导致抑制不同路径的质心之间的干扰。对于两个谐波约束的粒子在一维外部势中运动的特殊情况，我们证明了质心和内部自由度之间的耦合可以近似为参数驱动，并且非平凡耦合依赖于外部势的二阶导数。我们找到了这个参数驱动问题的部分解决方案。对于一个简单的干涉实验，由两个波包散射的一个方井，我们进行了数值模拟，并显示了抑制干扰和纠缠之间的质量中心和内部自由度的密切联系。我们还提出了一个措施的复合性，量化的程度，一个复合系统不能近似为一个单一的，不可分割的粒子。我们数值计算这个量为我们的方井示例系统。

Paul阱中离子的基态冷却、量子态工程和退相干研究

Ground state cooling, quantum state engineering and study of decoherence of ions in Paul traps

研究了$^{40}Ca^+$单离子在Paul阱中的量子信息处理。S $_{1/2}$电子基态和亚稳态D $_{5/2}$态的叠加被用于实现量子比特。S $_{1/2} \leftrightarrow$ D $_{5/2}$跃迁上的激光用于操纵离子的量子态。我们将边带冷却应用于离子，并以高达99.9%的概率达到振动的基态。从这个Fock态$|n=0>$出发，我们演示了相干量子态操纵。观察到大量的拉比振荡和ms相干时间。运动加热测量为低至一个振动量子在190毫秒。我们还报告了两个离子的基态冷却。