Fast entangling quantum gates with almost-resonant modulated driving
本文提出并分析了基于近共振调制驱动（ARMD）的纠缠量子门，揭示了其与失谐调制驱动在共振条件与物理机制上的差异，为构建高速高保真量子逻辑门提供了新方案。
2024-02-09 quant-ph
Entangling Atomic Quantum Memories Using High-Order Modulated Coherent States
University of Maryland, College Park（马里兰大学帕克分校）；RTX BBN Technologies（RTX BBN科技公司）；Wyant College of Optical Sciences, University of Arizona（亚利桑那大学怀安特光学科学学院）
本研究提出利用高阶调制相干态和优化POVM测量，在原子量子存储器间实现每模式多个纠缠比特的高效分发，显著超越传统协议。
2026-10-02 quant-ph
Entangling two Dicke states in a periodic modulated quantum system
提出在周期调制量子系统中通过有效哈密顿量动力学实现两个Dicke态的可控纠缠，并利用高斯软调制和频率调制提高保真度，生成纠缠磁子态及NOON态。
2023-12-25 quant-ph
Assessing the Influence of Broadband Instrumentation Noise on Parametrically Modulated Superconducting Qubits
利用超导transmon量子比特--一个有前途的量子信息处理平台--可以使用AC信号来执行两个量子比特门，以通过其SQUID回路经由磁通量调制可调谐transmon的频率。然而，频率可调谐性引入了来自磁波动的附加移相机制。在这项工作中，我们实验研究仪器噪声的贡献通量不稳定性和由此产生的错误率参数激活的两个量子比特门。具体来说，我们测量量子比特相干时间下的磁通调制，同时通过磁通控制通道注入宽带噪声。我们使用与测量速率匹配良好的失相速率模型来模拟噪声的影响，并使用它来规定实现所需的两量子比特门失真所需的噪声基底。最后，我们证明了对用于驱动第一和第二谐波频率之间的双量子比特门的AC信号进行低通滤波可以降低量子比特对AC最佳点（ACSS）处的通量噪声的敏感性，证实了早期的理论预测。我们提出的框架，以确定高纠缠双量子比特门保真度所需的仪器噪声本底应该是可扩展的其他量子信息处理系统。
2019-08-29 quant-ph
AC flux sweet spots in parametrically-modulated superconducting qubits
$1/f$磁通噪声的普遍存在是超导量子位长相干性的重要障碍，直到开发出可以在静态、磁通噪声不敏感配置（通常称为“甜点”）中运行的量子位。在超导量子比特中使用纠缠门的几种方案将通量偏置从这些点上调开，从而在不同程度上重新引入退相问题。在这里，我们重新审视这样一个建议，其中相互作用是通过快速调制这些甜蜜点周围的量子比特的通量偏置来参数化激活的，并研究调制对通量噪声灵敏度的影响。我们明确地计算如何失相率取决于不同的组件的磁通噪声频谱，并表明，虽然这些参数门是不敏感的$1/f$磁通噪声，失相率增加调制下，并占主导地位的白噪声。值得注意的是，我们发现，简单的过滤的通量控制信号允许纠缠门运行在一个新的甜蜜点下的通量调制的移相。我们称之为AC甜蜜点的这个甜蜜点对$1/f$通量噪声不敏感，对控制电子设备中的白噪声不太敏感，允许仅受高阶效应和其他噪声源限制的质量相互作用。
2019-06-26 quant-ph
Frequency collisions in parametrically modulated superconducting circuits
National Laboratory of Solid State Microstructures, School of Physics, Nanjing University（南京大学固体微结构物理学院国家实验室）；Shishan Laboratory, Suzhou Campus of Nanjing University（南京大学苏州校区石湖实验室）；Jiangsu Key Laboratory of Quantum Information Science and Technology, Nanjing University（南京大学江苏量子信息科学与技术重点实验室）；Quantum Science Center of Guangdong-Hong Kong-Macao Greater Bay Area（粤港澳大湾区量子科学中心）；Synergetic Innovation Center of Quantum Information and Quantum Physics, University of Science and Technology of China（中国科学技术大学量子信息与量子物理协同创新中心）；Hefei National Laboratory（合肥国家实验室）
本文基于Floquet理论提出数值与解析相结合的分析框架，系统刻画参数调制超导电路中的寄生边带碰撞，并通过约束优化方法规避有害耦合，为大规模高性能量子处理器设计提供预测工具。
2026-09-22 quant-ph
Quantum heating of a parametrically modulated oscillator: spectral signatures
我们证明了参激非线性振子的噪声谱可以呈现精细结构。它来自于振荡器准能级的非等距和伴随弛豫的量子加热的相互作用。加热导致的quasienergy，或Floquet状态，甚至为零温度耦合到振荡器的热库的有限宽度分布。精细结构是由于从不同的准能级的跃迁，因此它提供了一个敏感的工具来研究的分布。对于较大的阻尼，精细结构被涂抹，量子加热可以检测到的特征双峰结构的光谱，这是由于伴随着准能量的增加或减少的过渡。
2010-12-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Switching via quantum activation: A parametrically modulated oscillator
本文研究了在近两倍于其固有频率下调制的欠阻尼量子振子的两个周期态之间的切换。对于所有的温度和参数值开关发生通过量子激活：它是由扩散振荡器quasienergy，提供的弛豫速率超过状态间隧穿的速率。扩散具有量子起源，并伴随着弛豫到稳定状态。我们找到了准能上的半经典分布。对于T=0，系统具有细致平衡，该分布不同于$T\to 0$的分布; T=0分布也被振荡器的小失相破坏。在发生倍周期的分岔点附近，开关的特征量子激活能表现出典型的温度依赖性和标度行为。
2007-07-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Long-Range Entangling Operations via Josephson Junction Metasurfaces
本文提出利用时空调制的约瑟夫森结超表面作为可重构耦合介质，实现远距离超导量子比特间的两比特纠缠操作，模拟显示在厘米级距离上保真度超过98%。
2025-06-17 quant-ph
Entangling quantum logic gates in neutral atoms via the microwave-driven spin-flip blockade
针对中性原子量子比特，本文提出利用Rydberg缀饰辅助态和微波驱动自旋翻转阻塞实现高保真两量子比特纠缠门，并证明中等阻塞区域可提升速度、降低衰减且增强抗噪性。
2024-01-17 quant-ph
On-demand shaped photon emission based on a parametrically modulated qubit
本研究提出无需额外磁通可调元件的参数调制量子比特-谐振器构型，实现单/双轨时间仓整形光子发射，单轨编码态传输保真度达90.32%，硬件高效可扩展，为量子网络提供可行接口。
2025-02-14 quant-ph
Entangling Superconducting Qubits via Energy-Selective Local Reservoirs
Purdue University（普渡大学）
本文通过参数驱动耦合实现超导量子比特的可编程局部热库，实现高保真度纠缠单激发态稳定，展示了可扩展的耗散制备与控制方法。
2026-08-13 quant-ph
Suppression of high-frequency components in off-resonant modulated driving protocols for Rydberg blockade gate
针对失谐调制驱动的Rydberg阻塞门，本文提出滤除基函数高频分量并结合数值优化设计波形的系统方法，提升了门的保真度、速度与鲁棒性。
2023-06-06 quant-ph
Mode-selective excitation in parametrically driven coupled quantum oscillators
Christ University（基督大学）
通过调制两个耦合量子谐振子之间的耦合强度，实现频率选择性地激发任意简正模，同时保持其他模接近基态。
2026-05-25 quant-ph
Ion trap quantum gates with amplitude-modulated laser beams
在离子阱中，纠缠门操作可以通过共同与离子相互作用的双色激光束对来实现。在本文中，一种新的方法建模的激光离子相互作用的介绍，原来是优于标准技术的光学量子比特上的门操作的描述。该处理允许比较基于$σ_z\otimesσ_z$和Mølmer-Sørensen相互作用的门在光学跃迁上的性能，其中双色激光场可以通过与量子比特跃迁共振的调幅激光来实现。整形的双色激光脉冲的振幅示出，使门更强大的实验缺陷。
2008-01-14 quant-ph
Fast entangling gates on fluxoniums via parametric modulation of plasmon interaction
Quantum Science Center of Guangdong-Hong Kong-Macao Greater Bay Area（粤港澳大湾区量子科学中心）；Nanjing University of Posts and Telecommunications（南京邮电大学）；Shanxi University（山西大学）；South China Normal University（华南师范大学）
本文提出一种通过参量调制可调耦合器的等离子体相互作用，在可扩展通量架构中实现快速纠缠门的控制策略，可实现亚100纳秒、误差低于10^{-4}的CZ门。
2026-06-09 quant-ph
Fast, robust and laser-free universal entangling gates for trapped-ion quantum computing
本文提出并验证了一种无需激光的囚禁离子双量子比特纠缠门，通过相位调制连续场实现双重修饰态，兼具高速度与抗噪性，显著提升相干时间且利于大规模扩展。
2025-06-27 quant-ph
Numerical optimization of amplitude-modulated pulses in microwave-driven entanglement generation
微波控制囚禁离子可以提供一个高保真度的双量子比特门的实现，没有光子散射引起的错误。此外，微波导体可以嵌入到可缩放的阱结构中，提供缩放所需的控制的芯片级集成。最近的发展已经证明了栅极驱动的幅度调制如何允许两个量子比特的纠缠操作变得对运动模式噪声和其他实验缺陷鲁棒。在这里，我们讨论了一种方法的微波脉冲包络的数值优化，以产生门脉冲具有改善的弹性，更快的操作和更高的能量效率。
2021-12-14 quant-ph
Numeric optimization for configurable, parallel, error-robust entangling gates in large ion registers
我们研究了一类被困原子离子的纠缠门，并演示了使用数值优化技术来创建一个广泛的快速，错误鲁棒的门结构。我们的方法引入了一个框架，使用单独寻址，幅度和相位调制的控制目标最大限度地和部分纠缠离子对，完整的多离子寄存器，多离子子集的大型寄存器，并在一个单一的寄存器内的并行操作的数值优化。我们的计算和模拟表明，包括调制的双色驱动器中使用的Mølmer-Sørensen门允许近似时间最优控制在一系列的门配置，当适当地结合分析约束，也可以提供对关键的实验误差源的鲁棒性。我们进一步证明了实验约束的影响，如耦合率或调制带宽限制的界限上实现的性能。使用基于TensorFlow的自定义优化引擎，我们还演示了使用本地实例笔记本电脑优化离子寄存器（最多20个离子）的解决方案时间，允许计算访问与近期捕获离子设备相关的系统规模。
2020-05-01 quant-ph
Universal stabilization of a parametrically coupled qubit
我们通过对固定频率量子比特和谐振器之间的耦合进行参数调制，自主稳定量子比特的任意状态。耦合调制是通过可调谐耦合器设计实现的，其中量子比特和谐振器并联连接到超导量子干涉器件。这允许从12 MHz到超过300 MHz的量子位-腔耦合强度的准静态调谐。此外，耦合可以动态调制，允许在6 ns内进行单光子交换。超过20 $μ$ s的量子位相干时间在调谐的大部分范围内保持，主要受Purcell效应的限制。使用可调谐耦合器实现的参数稳定技术涉及通过由通量调制实现的光子非守恒边带相互作用和直接量子比特拉比驱动的组合来工程化量子比特浴。我们证明了量子比特可以稳定到布洛赫球上的任意状态，最坏情况下的保真度超过80%。
2017-07-05 quant-ph
Batch Optimization of Frequency-Modulated Pulses for Robust Two-qubit Gates in Ion Chains
捕获离子量子计算机中的双量子比特门是通过施加自旋相关的力来产生的，这些力暂时使离子的内部状态与其运动纠缠在一起。激光脉冲被精心设计以在离子之间产生最大的纠缠门，同时最小化运动和离子之间的任何残余纠缠。当实际实验参数与理想情况不同时，门的质量受到影响。在这里，我们提高了鲁棒性的频率调制的莫尔默-Sørensen门运动模式频率偏移的优化平均性能的范围内的系统误差，使用批量优化。然后，我们比较这种方法与频率调制门优化的理想参数，包括一个分析的鲁棒性条件。数值模拟显示出良好的性能高达12个离子，和实验证明的方法上的两个离子链。
2021-12-20 quant-ph
Parametric-resonance entangling gates with a tunable coupler
高保真度的参量门已经被证明与超导量子比特通过射频磁通调制的量子比特频率。然而，调制导致裸量子位-量子位耦合的重正化，从而降低栅极速度。在这里，我们实现了一个参数共振门，它是通过使调制量子位的平均频率与静态频率量子位共振，同时近似保持裸量子位-量子位耦合来激活的。参数共振门的激活不依赖于调制频率，允许我们选择调制频率并避免频率冲突。此外，我们表明，这种方法是兼容的可调谐耦合器架构，减少始终对残余耦合。使用这些技术，我们证明了iSWAP和CZ门之间的两个量子位耦合通过一个可调耦合器与平均工艺结晶度高达$99.3\%$和$97.9\%$，分别。激活参数共振门的灵活性与可调谐耦合器架构相结合，为构建大规模量子计算机提供了一条途径。
2021-09-07 quant-ph
Nonlinear dynamical Casimir effect and Unruh entanglement in waveguide QED with parametrically modulated coupling
本文针对波导QED中运动量子比特阵列，建立了结合微扰图技术与master方程的通用理论框架，揭示了方向性动力学卡西米尔效应和可纠缠的集体Unruh效应，并分析了辐射反作用对力学谱的影响。
2024-08-30 cond-mat.mes-hall gr-qc physics.optics
Cavity-mediated entanglement of parametrically driven spin qubits via sidebands
本文提出利用外部电场参数驱动产生的边带，在量子比特与腔频率失谐条件下实现自旋量子比特间高度可调的纠缠，无需同时共振，并识别出抑制腔光子占据和衰减敏感性的实验参数区域，为可扩展自旋量子信息处理提供新途径。
2023-07-12 cond-mat.mes-hall quant-ph
Phase-modulated decoupling and error suppression in qubit-oscillator systems
我们提出了一个方案，旨在抑制通过中间玻色子振荡器模式耦合的量子系统之间的纠缠门的不忠的主要来源。这样的系统在门周期结束时特别容易受到残余量子位振荡器纠缠的影响，这降低了目标纠缠操作的保真度。我们演示了如何在调节量子位振荡器相互作用的场中独家使用离散相移-很容易用现代合成器实现-足以确保多个振荡器模式解耦并抑制驱动场中波动的影响。这种方法适用于各种各样的技术实现，包括超导量子比特中的几何相位门和用于捕获离子的Molmer-Sorensen门。我们提出了详细的示例协议量身定制的捕获离子实验，并证明我们的方法允许多量子位门的实施与技术复杂性显着降低相对于先前演示的协议。
2014-08-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Single-Operation Rydberg Phase Gates via Dynamic Population Suppression
DEVCOM Army Research Laboratory（DEVCOM陆军研究实验室）；Department of Physics, Stevens Institute of Technology（史蒂文斯理工学院物理系）；Departamento de Química Física, Universidad Complutense（康普鲁顿大学物理化学系）
该研究提出了一种基于动态人口抑制的Rydberg相门技术，实现了任意阻塞强度下的高保真纠缠相门，为量子计算提供了新的实现路径。
2025-12-23 quant-ph
High fidelity entanglement of neutral atoms via a Rydberg-mediated single-modulated-pulse controlled-PHASE gate
中性原子平台已成为研究量子信息和量子模拟的理想平台，人们在此平台上对原子间的纠缠过程进行了大量的研究。对于这一领域的发展，通过里德伯封锁的双量子比特控制相位门是最基本的元素之一。最近的理论研究表明，在门协议中引入非平凡波形调制的优点，预计将在下一阶段提高其性能。本文报道了利用Rb原子双光子跃迁的非共振调制驱动（ORMD）实现双量子比特受控相位（$C_Z$）门的实验结果。它依赖于具有仔细计算的平滑波形的单个调制驱动脉冲，以获得双量子位门所需的适当相位累积。将该$C_Z$门与全局微波脉冲相结合，产生了原始保真度为0.945（6）的两原子纠缠。考虑到态制备和测量（SPAM）误差，我们提取出纠缠操作保真度为0.980（7）。我们的工作特点是在单个脉冲内完成$C_Z$门操作，避免了里德堡布居的搁置，从而为在中性原子平台上实现高保真双量子比特门提供了另一条有希望的途径。
2021-09-06 quant-ph
Fast Ion Gates Outside the Lamb-Dicke Regime by Robust Quantum Optimal Control
我们提出了一个强大的量子最优控制框架，用于实现离子阱量子处理器上的快速纠缠门。该框架利用定制的激光脉冲来驱动离子的多个振动边带以创建声子介导的纠缠门，并且与现有技术不同，既不需要弱耦合Lamb-Dicke近似也不需要微扰处理。随着基于梯度的最佳控制的应用，它能够找到幅度和相位调制的激光控制协议，工作在Lamb-Dicke制度之外，有望在微秒量级的门速度与特征陷阱频率相当。此外，可以方便地包括对离子的温度和初始光学相位的鲁棒性要求，以针对实验缺陷追求高质量的快速门。我们的方法代表了加速量子门以实现更大的量子计算和模拟量子线路的一步，因此可以在不久的将来的实验中找到应用。
2022-09-20 quant-ph
Fully tunable longitudinal spin-photon interactions in Si and Ge quantum dots
硅和锗量子点中的自旋量子位是量子计算的有前途的平台，但是在微米距离上纠缠自旋量子位仍然是一个关键的挑战。目前的原型架构最大限度地提高了量子比特和微波谐振器之间的横向相互作用，其中自旋状态被近共振光子翻转。然而，这些相互作用会导致量子位的反作用，产生不可避免的残余量子位-量子位耦合，并显着影响栅极保真度。引人注目的是，当自旋光子相互作用是纵向的，光子耦合到量子位的相位时，剩余耦合消失了。我们表明，大的纵向相互作用自然出现在国家的最先进的空穴自旋量子比特。这些相互作用是完全可调的，并且可以通过外部振荡电场进行参数调制。我们提出了现实的协议来测量这些相互作用，并实现快速和高保真的两量子比特纠缠门。这些协议也能在高温下工作，为实现大规模量子处理器铺平了道路。
2022-03-31 cond-mat.mes-hall quant-ph
Modulated longitudinal gates on encoded spin-qubits via curvature couplings to a superconducting cavity
我们提出了基于编码自旋量子比特到超导腔的能量曲率耦合的纠缠操作，探索了量子比特对栅极电压变化的非线性响应。对于两个量子位（$n$ -量子位）纠缠门，我们探索通过时间调制纵向$σ_z$耦合获得的几何相位，即使当量子位和腔远失谐时，也提供10 ns的门时间。不需要偶极矩：在感兴趣的编码自旋量子位（三重量子点仅三电子交换量子位或双量子点单线态-三线态量子位）的全最佳点处，与谐振器的量子位横向$σ_x$耦合为零。例如，这种方法允许始终开启的仅交换量子位在栅极操作期间保持在其“甜蜜点”上，从而最小化电荷噪声并消除始终开启的静态纵向量子位-量子位耦合。我们计算了由于（1）扩散（约翰逊）噪声和（2）谐振器阻尼引起的主要门误差，（3）$1/f$ -电荷噪声量子比特门退相和纵向耦合上的$1/f$ -噪声，（4）量子比特退相和通过谐振器中光子涨落引起的ac-斯塔克频率偏移，以及（5）自旋相关的谐振器频率偏移（经由“类色散”静态曲率耦合），它们中的大多数与非零量子位能量曲率（量子电容）相关联。在最佳状态下使用自旋回波类误差抑制，$10^{-2}-10^{-3}$的门不稳定性可以用实验上现有的参数来实现。所提出的方案似乎适合于两个自旋量子比特或一群自旋量子比特的远程自旋-自旋纠缠：这是量子计算的重要资源。
2020-10-03 cond-mat.mes-hall quant-ph
Programmable Rapid Adiabatic Passage laser pulses for Ultra-fast Gates on trapped ions
University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；Department of Physics, University of Colorado（科罗拉多大学物理系）
提出利用连续波激光调制的快速绝热通道脉冲替代锁模激光，实现自旋相关踢动，抑制光强波动敏感性，构建鲁棒纠缠门并优化门性能。
2026-06-23 quant-ph
Single temporal-pulse-modulated parameterized controlled-phase gate for Rydberg atoms
我们提出了一个绝热方案，通过对称的双光子激发过程，利用$^{87}$ Rb中的第二共振线$6P$，利用基态和中间态的单时间调制耦合，实现了一个具有连续$θ$的控制相位门CZ $_θ$.依赖于不同的绝热路径，CZ $_θ$门的相位因子$θ$可以通过校准时间脉冲的形状而单独在逻辑量子位状态$|11\rangle$上累积，其中在脉冲的开始和结束处不需要严格的零幅度。对于大范围的$θ$，在中间态和里德伯态的自发辐射存在下，我们可以在小于$1~μ$ s的时间内获得CZ $_θ$门对$99.7\%$的保真度.特别是对于$θ=π$，我们通过考虑各种实验缺陷，如多普勒频移，Rydberg-Rydberg相互作用强度的波动，不均匀的Rabi频率和驱动场的噪声等，对CZ门的性能进行了基准测试，并表明在校正测量误差后，预测的保真度能够保持在约$98.4\%$。该门协议提供了一种对脉冲幅度波动的鲁棒性和一种灵活的纠缠相位调节方式，这可能有助于中性原子系统的近期噪声中尺度量子（NISQ）计算和算法的实验实现。
2022-09-15 quant-ph
Sharp tunneling peaks in a parametric oscillator: quantum resonances missing in the rotating wave approximation
本文描述了弱非线性参变调制振子两个周期振动态之间隧穿的一种新机制。隧穿的结果从共振跃迁引起的快速振荡项通常忽略在旋转波近似（RWA）。隧穿振幅显示作为调制频率的函数的共振峰;在最大值附近，它是指数大于RWA隧穿振幅。
2012-03-21 cond-mat.mes-hall quant-ph
Hybrid Microwave Radiation Patterns for High-Fidelity Quantum Gates with Trapped Ions
我们提出了一种方法，结合连续和脉冲微波辐射模式，以实现强大的超精细囚禁离子之间的相互作用放置在磁场梯度。更具体地说，我们的计划显示连续微波驱动调制相位，相位翻转，和$π$脉冲。这导致高保真纠缠门，其对磁场波动、微波幅度变化和串扰效应具有弹性。我们的协议运行与任意值的微波功率，其中包括技术相关的情况下，低微波强度。我们证明了我们的方法的性能与详细的数值模拟，考虑到退相干的主要来源。
2020-03-03 quant-ph
Quantum motion of a squeezed mechanical oscillator attained via a optomechanical experiment
实验研究了在嵌入光学腔中的参量调制薄膜谐振器中实现的机械压缩态。我们证明，即使在一个适度温暖的振子，通过分析的运动边带的压缩动力学的量子特性可以揭示和量化。我们提供了一个理论框架，定量解释的意见，并提出了一个扩展的比较与实验。一个值得注意的结果是，每个运动边带的光谱形状提供了一个明确的签名的量子力学压缩状态，而没有必要的绝对校准，特别是在该制度中，在压缩正交的剩余波动降低到零点水平以下。
2020-06-25 quant-ph
Enhancing Quantum Effects via Periodic Modulations in Optomechanical Systems
参数调制光机械系统最近已被提出作为一个简单而有效的设置的量子控制的微机械振荡器：相关的可能性包括在振荡器的位置（或动量）的压缩和机械和辐射模式之间的纠缠增强的产生。在本文中，我们进一步研究这种新的调制制度，考虑一个或多个参数随时间调制的光机系统。我们首先应用正弦调制的机械频率和表征的最佳制度，其中纯量子效应的可见性是最大的。然后，我们引入了第二个调制的输入激光强度和分析两者之间的相互作用。我们发现干涉图样出现了，所以两个调制之间的相对相位的不同选择可以增强或抵消所需的量子效应。
2012-07-16 cond-mat.other quant-ph
Quantum interference in the classically forbidden region: a parametric oscillator
研究了参变调制振子周期二态之间的隧穿。隧穿矩阵元被示出为随调制场的频率变化而振荡。这种效应是由于波函数的空间振荡和经典禁带中的相关干扰造成的。振荡已经出现在旋转坐标系中的振子哈密顿量的基态中，其动量为四次。
2007-07-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Transport controlled by Poincaré orbit topology in a driven inhomogeneous lattice gas
在均匀倾斜和驱动的周期量子系统中，驱动和布洛赫振荡之间的相互作用控制着输运动力学。使用调制光晶格中的量子气体，我们实验表明，所施加的力的不均匀性导致丰富的各种新的动力学行为的驱动相控制，从自参数调制布洛赫周转圆的自适应驱动力梯度的运输调制增强的非线性模式。匹配实验观测到的时间相关的带理论的拟合参数自由的数值预测，我们表明，这些现象可以定量地理解为一个潜在的不稳定性引起的相空间结构的表现，其中拓扑分类的频闪庞加莱轨道控制的运输动力学。
2020-06-02 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Majorana Qubit Readout Using Longitudinal Qubit-Resonator Interaction
我们提出了一种基于参数调制的Majorana束缚态与共振器之间的纵向相互作用的量子非破坏Majorana量子比特读出协议。可以通过可调谐隧道势垒的微波频率栅极电压或通量控制来调制相互作用。量子位-谐振器耦合是指数精度的量子非破坏性，这是从马约拉纳零模式的拓扑性质继承的属性。用于单量子位读出的相同机制也可以扩展到执行多量子位测量，并用于制定远程纠缠门。
2019-06-25 cond-mat.mes-hall quant-ph
Cavity electromechanics with parametric mechanical driving
在过去的几年中，微波光机械电路已被证明是非常powerfool工具，探索宏观机械振荡器的基础物理，以及作为有前途的候选人，为新的芯片上的量子限制微波器件。在迄今为止的大多数实验中，机械振荡器要么被用作无源器件元件，其位移使用超导腔来检测，要么由腔内场来操纵。在这里，我们探讨了直接和参数化操纵腔机电系统的机械纳米梁谐振器的可能性，这为微波光机械设备的工具箱提供了额外的功能。除了使用腔作为干涉仪来检测参数调制的机械位移和压缩热机械运动，我们证明了纳米梁谐振频率的参数调制可以实现腔内微波光子的相敏参量放大器。与使用机电电路的许多其他微波放大方案相比，所提出的技术允许机械元件的同时冷却，这可能使这种类型的光机械微波放大器成为量子限制的。
2019-08-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
A direct controlled-phase gate between microwave photons
Centre for Quantum Technologies, National University of Singapore（新加坡国立大学量子技术中心）；Department of Physics, National University of Singapore（新加坡国立大学物理系）
本文提出利用微波光子在两个超导谐振腔中的直接非线性耦合实现受控相门，通过抑制非线性耦合器的退相干和泄漏，提高量子存储寿命。
2026-04-05 quant-ph
Enhanced Cavity Optomechanics with Quantum-well Exciton Polaritons
嵌入量子阱的半导体微谐振器可以同时容纳紧密受限且相互作用的激子，光学和机械模式。我们从理论上研究了系统在强激子-光子耦合制度下工作的情况，而光学和激子共振通过与机械模式的相互作用进行参数调制。由于大激子-声子耦合在半导体中发挥作用，我们预测的增强极化激子-声子相互作用的两个数量级相对于光机械耦合：一个接近统一的单极化激子量子合作是在当前的半导体谐振器平台的范围内。我们进一步分析了极化激元非线性如何影响动力学反作用，修改冷却或放大机械运动的能力。
2022-09-16 cond-mat.mes-hall quant-ph
Fast and Robust Geometric Two-Qubit Gates for Superconducting Qubits and beyond
基于绝热演化的量子协议对控制脉冲的缺陷和系统的不确定性具有显著的鲁棒性。虽然绝热协议已经成功地实现了量子操作，如量子态转移和单量子比特门，它们的使用几何双量子比特门仍然是一个挑战。在本文中，我们提出了一个通用的方案来实现强大的几何双量子比特门的多层次量子比特系统中，量子比特之间的相互作用是由一个辅助系统（如总线或耦合器）介导的。虽然我们的方案利用受激拉曼绝热通道（STIRAP），它是基本上比STIRAP为基础的门，已提出的原子平台，需要更少的控制音和辅助状态，以及只利用一个通用的色散相互作用简单。我们还展示了我们的门如何可以使用快捷方式来加速绝热性的方法，使人们能够实现一个门，这是快速和相对强大的。我们提出了一个全面的理论分析，我们的两个量子比特门的性能在参数调制的超导电路包括两个通量量子比特耦合到一个辅助系统。
2023-03-22 quant-ph
Extended two-body Rydberg blockade interaction with off-resonant modulated driving
针对冷原子量子比特平台连接性不足的挑战，提出利用缓冲原子和非共振调制驱动扩展二体Rydberg阻塞相互作用，实现远距离双比特纠缠门，推动全连接阵列发展。
2023-11-28 physics.atom-ph physics.comp-ph physics.optics
Accurate methods for the analysis of strong-drive effects in parametric gates
本文提出了一种结合精确数值计算和 Schrieffer-Wolff 微扰解析方法求解 Floquet 本征问题的高效方案，用于分析参数化门中的强驱动效应，并成功提取了门参数、识别了最优工作区间，为门优化和串扰缓解提供了计算优势。
2021-07-06 cond-mat.supr-con quant-ph
Fast universal parametric spin control in an acoustically modulated quantum dot
Institute of Theoretical Physics, Wrocław University of Science and Technology（弗罗茨瓦夫科技大学理论物理研究所）
本文提出一种基于远失谐光学耦合与声学调制的参数控制方案，实现量子点自旋的快速通用控制，门保真度超过99.9%，显著优于现有方法。
2026-09-21 cond-mat.mes-hall quant-ph
Towards fault-tolerant quantum computing with trapped ions
今天，离子阱是最有前途的物理系统之一，用于构建量子设备，利用量子物理定律中固有的计算能力。量子计算的标准电路模型需要一组通用的量子逻辑门来实现任意的量子操作。在经典的计算模型中，量子纠错技术能够纠正门运算中的小缺陷，从而允许在存在噪声的情况下进行完美的计算。对于容错计算，通常认为，根据噪声模型和实现量子门的计算开销，将需要10^-4和10^-2之间的误差阈值。到目前为止，所有的实验性实现都达不到这些要求。在这里，我们报告了一个莫尔默-索伦森型门操作纠缠离子的保真度为99.3（1）%，它与单量子位操作一起形成了一个通用的量子门。门操作是在两个捕获的钙离子中编码的一对量子比特上进行的，使用单个调幅激光束同时与两个离子相互作用。一个强大的门操作，映射到最大纠缠态的可分离的状态，实现了通过动态切换激光离子耦合的打开和关闭。我们分析了一个单一的门和级联多达21门操作的性能。门机制不仅对双量子比特操作而且对多量子比特操作都有很大的希望。
2008-03-19 quant-ph
Quantum SWAP gate realized with CZ and iSWAP gates in a superconducting architecture
本研究在超导架构中利用CZ和iSWAP门实现了高效的量子SWAP门，提升了量子电路编译效率。
2024-12-19 quant-ph
Resonant-force induced symmetry breaking in a quantum parametric oscillator
本研究探讨量子参量振荡器中共振力诱导的对称性破缺，揭示力与热浴耦合量子涨落的相互作用可使效应极强，态数多时切换速率会出现指数级因子，并分析了预分岔等极限情形下的该因子。
2024-08-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Observation of coherent flux-charge interaction in a gate-tunable fluxonium
University of Colorado Boulder（科罗拉多大学博尔德分校）；Université de Sherbrooke（舍布鲁克大学）；Niels Bohr Institute, University of Copenhagen（哥本哈根大学尼尔斯·玻尔研究所）；Technical University of Munich（慕尼黑工业大学）；Bayerische Akademie der Wissenschaften（巴伐利亚科学院）
研究通过利用电压可调约瑟夫森结演示磁通-电荷耦合，借助宇称选择规则分离耦合与寄生电容，实现与驱动幅度线性相关且对栅极电压一阶不敏感的耦合，拓宽超导电路工具库。
2026-07-10 cond-mat.mes-hall quant-ph
