$d$-pod realization of nonadiabatic holonomic quantum computation
Department of Physics and Astronomy, Uppsala University（乌普萨拉大学物理与天文系）
本文提出将非绝热全息量子计算推广到$d$-pod构型，利用光或微波脉冲实现通用单、双qudit门，并以qutrit为例展示每个门至多两个回路、三个脉冲的紧凑实现。
2026-09-17 quant-ph
Universal and robust quantum coherent control based on a chirped-pulse driving protocol
本文提出啁啾脉冲驱动协议，利用含粒子数反转与非绝热诱导跃迁的非绝热通道实现抗脉冲截断的鲁棒量子相干控制，并通过调节扫频或脉冲强度实现量子比特通用操控。
2024-05-09 quant-ph
Accelerating quantum adiabatic evolution with $π$-pulse sequences
Beijing Academy of Quantum Information Sciences（北京量子信息科学研究院）；State Key Laboratory of Low-Dimensional Quantum Physics and Department of Physics, Tsinghua University（清华大学低维量子物理国家重点实验室和物理系）；Frontier Science Center for Quantum Information（量子信息前沿科学中心）；Beijing National Research Center for Information Science and Technology（北京信息科学与技术国家研究中心）
通过π脉冲序列抑制非绝热跃迁，实现快速且稳健的量子绝热演化。
2025-06-11 quant-ph
Gaussian-wavepacket-model for single-photon generation based on cavity QED in the adiabatic and nonadiabatic conditions
本文提出高斯波包模型，用解析表达式分析腔QED原子-腔系统在绝热与非绝热条件下的时间动力学，阐明脉冲宽度与最大成功概率关系，并通过优化腔透射参数和外部场实现短脉冲下高成功概率的单光子产生。
2025-01-19 quant-ph
Composite nonadiabatic geometric quantum gates with optimization on superconducting circuits
School of Mathematics and Physics, Anqing Normal University（安庆师范大学数学与物理学院）；School of Electronic Engineering and Intelligent Manufacturing, Anqing Normal University（安庆师范大学电子工程与智能制造学院）；School of Electrical and Photoelectronic Engineering, West Anhui University（皖西大学电气与光电工程学院）；Key Laboratory of Atomic and Subatomic Structure and Quantum Control (Ministry of Education), Guangdong Basic Research Center of Excellence for Structure and Fundamental Interactions of Matter, and School of Physics, South China Normal University（华南师范大学原子和亚原子结构及量子控制教育部重点实验室、广东省物质结构和基本相互作用卓越研究中心、物理学院）；Guangdong Provincial Key Laboratory of Quantum Engineering and Quantum Materials, Guangdong-Hong Kong Joint Laboratory of Quantum Matter, and Frontier Research Institute for Physics, South China Normal University（华南师范大学广东省量子工程与量子材料重点实验室、粤港澳量子物质联合实验室、前沿物理研究院）
本文提出一种优化的复合非绝热几何量子门方案，通过优化路径参数提升门的鲁棒性，适用于超导量子比特实现。
2025-09-29 quant-ph
Mitigation of systematic amplitude error in nonadiabatic holonomic operations
针对非绝热全同操作易受脉冲时序或激光强度控制不完善引发的系统振幅误差影响的问题，提出引入监控量子比特并结合条件测量的方案，以滤除误差、提升操作性能。
2024-07-10 quant-ph
Nonadiabatic Holonomic Single-Qubit Gates in Non-Hermitian Systems
School of Physics and Electronic Information, Yanan University（延安大学物理与电子信息学院）
针对非厄米哈密顿量描述的三能级系统，提出一种在无跳变机制下实现非绝热全纯单量子比特门的方案，通过双正交框架和定制复脉冲抑制退相干，无需循环演化即可实现任意全纯门。
2026-06-26 quant-ph
Experimental Realization of Single-shot Nonadiabatic Holonomic Gates in Nuclear Spins
非绝热完整量子计算由于其对控制误差的鲁棒性而受到越来越多的关注。然而，所有先前的方案必须使用至少两个顺序实现的门来实现一般的单量子位门。基于最近的两个工作，我们构造了两个哈密顿量，并在一个双量子位核磁共振（NMR）系统中通过单次激发实现了非绝热完整门。通过设计一个量子线路，使一个工作量子比特和一个辅助量子比特非线性演化，实现了两个分别沿$\hat{x}$和$\hat{z}$轴旋转的非对易单量子比特完整门.利用为NMR量子信息处理器开发的序列编译器，我们优化了整个脉冲序列，使实现的总误差最小。最后，所有的非绝热完整门在$98\%$上都达到了很高的无衰减实验能量
2017-03-30 quant-ph
Implementing conventional and unconventional nonadiabatic geometric quantum gates via SU(2) transformations
我们提出了一个简单但通用的协议，工程师的几何量子计算的时间相关的哈密顿逆。利用SU（2）变换，在设计控制参数时有更大的自由度，从而实现了门操作的加速目标。作为应用，该方案通过控制金刚石氮空位中心系统中的微波脉冲，使传统和非传统的非绝热几何量子门具有期望的演化路径。结果表明，反向设计的哈密顿量可以实现更经济的演化时间的几何门，并进一步降低了环境噪声对门保真度的影响。
2021-03-30 quant-ph
Nonadiabatic geometric rotation of electron spin in a quantum dot by 2Pi hyperbolic secant pulses
本文分析了2π双曲正割脉冲在量子点中产生的总相位的几何相位分量和动力学相位分量。研究了两个相位分量对拉比频率与失谐量之比的依赖关系。数值结果表明，只有一个共振脉冲的诱导总相位是纯粹的几何相位。对于比率的其他值，整个相位由非零动态部分组成。自旋进动的影响，以减少动态相位的特点和讨论的分析和数值技术。利用相位的对称关系，提出了一种多脉冲控制消除动态相位的方案。通过为每个脉冲选择适当的参数，由不同脉冲引起的动态相位被抵消。总的纯几何相位从-π变化到π，实现了自旋的任意几何旋转。计算了平均保真度，并比较和讨论了磁场和氚态衰变的影响。结果表明，弱磁场对高保真度（99.3%以上）起着至关重要的作用。
2010-09-09 cond-mat.mes-hall quant-ph
Heralded atomic nonadiabatic holonomic quantum computation with Rydberg blockade
提出了一种利用两个计算原子和一个辅助原子实现原子非绝热完整量子计算的方案。在里德伯封锁条件下分析了系统的动力学行为，并通过逆向工程设计了鲁棒的激光脉冲，从而实现了高精度的量子门。此外，我们还研究了具有主方程的耗散演化。结果表明，通过测量辅助原子的态可以预测原子的衰变，如果辅助原子保持在里德伯态，则可以得到近乎完美的幺正演化.因此，该协议可能有助于在耗散环境中实现NHQC。
2020-08-07 quant-ph
Optimizing nonadiabatic geometric quantum gates against off-resonance error by dynamical correction in a silicon-based spin qubit
几何量子门通过使用几何相位来执行，使得它们对由于固有的全局属性而引起的脉冲幅度误差特别鲁棒。然而，在许多系统中，例如基于硅的自旋量子比特，非共振误差是主要的噪声，其可以引起失相并且对于几何门来说总是难以处理。因此如何处理非谐振误差对几何门的应用具有重要意义。\emph{Phy. Rev. Appl. 16, 044005 (2021)}的最新研究表明，通过在演化路径中插入两个$π$脉冲动态校正序列，完整量子门可以有效地抑制脉冲幅度误差，但对非共振误差仍然无效.受这项工作的启发，我们结合使用动态校正和路径设计的技术。令人惊讶的是，我们发现，通过挑选一个特定的进化路径插入只有一个$π$脉冲动态校正序列，所获得的优化几何门是强大的非共振错误，假设噪声是静态的。进一步，通过考虑硅中真实的$1/f$型噪声计算滤波函数，相关结果表明，优化后的几何门的性能同样优于传统的几何门和未使用几何相位构造的朴素动态门.结果表明，动态校正是改善几何门的有力工具。
2023-01-09 quant-ph
Experimental Demonstration of a Brachistochrone Nonadiabatic Holonomic Quantum-Gate Scheme in a Trapped Ion
Zhengzhou University（郑州大学）；Henan Academy of Sciences（河南省科学院）
该研究提出了一种在俘获离子中实现非绝热拓扑量子门的新方法，通过比较不同协议发现布雷奇斯托克罗内非绝热拓扑量子门在速度与鲁棒性方面表现更优。
2026-03-25 quant-ph
Nonadiabatic braiding of Majorana modes
National University of Singapore（新加坡国立大学）
本研究提出一种非绝热非阿贝尔几何相位协议，用于高效操控Majorana零模，支持π/8门的快速实现，为拓扑量子计算提供新的实现路径。
2025-03-02 quant-ph
Nonadiabatic geometric quantum gates with on-demand trajectories
提出一种通过调制脉冲形状构建按需轨迹非绝热几何量子门的通用协议，采用逆向工程简化几何相位计算并优化门性能，超导电路实现表明其显著优于常规方案。
2024-06-27 quant-ph
Single-Loop and Composite-Loop Realization of Nonadiabatic Holonomic Quantum Gates in a Decoherence-Free Subspace
高保真度的量子门是大规模量子计算所必需的，而大规模量子计算自然可以以抗噪声的方式实现。几何操作和无消相干子空间编码是实现量子计算鲁棒性的有效途径。在这里，通过结合这两种策略的优点，我们提出并实验实现了基于非绝热和非阿贝尔几何相位的单圈方案和复合方案的普适完整量子门，在无退相干子空间中使用核磁共振。我们的实验只使用两体共振自旋相互作用，因此是实验友好。特别是，我们还通过实验验证了复合方案比单回路方案对脉冲误差更鲁棒。因此，我们的实验提供了一个有前途的方法，忠实和强大的几何量子操纵。
2019-08-18 quant-ph
Composite Short-path Nonadiabatic Holonomic Quantum Gates
非绝热完整量子计算（NHQC）由于其快速的演化和几何性质导致的对局域噪声的弹性而引起了人们的广泛关注。但由于其运算时间长、物理实现复杂，难以超越动力学格式，阻碍了其广泛应用。在这里，我们提出了实现NHQC的最短路径在一定条件下，通过逆哈密顿工程技术，它具有更高的保真度和更强的鲁棒性比以前的NHQC计划。同时，本文提出的复合动态解耦脉冲可以进一步改善门的性能，有效地提高门的保真度和鲁棒性，使我们的方案在一定参数范围内优于最优动态方案。值得注意的是，我们的方案可以很容易地实现与里德伯原子，和一个简化的实现控制非门的里德伯封锁制度可以实现。因此，我们的计划代表了一个有前途的进展，未来容错量子计算的原子系统。
2022-03-04 quant-ph
Realization of universal nonadiabatic holonomic quantum gates in trapped ion system
本文基于离子阱系统的Jaynes-Cummings模型，利用激光与离子相互作用实现单/双量子比特逻辑操作，提出一种可调且对误差鲁棒的通用非绝热和乐量子门方案，为鲁棒量子计算提供了可行途径。
2025-05-04 quant-ph
Robust nonadiabatic geometric quantum computation by dynamical correction
除了固有的抗噪声特性外，非绝热几何相位具有快速演化的性质，因此可以自然地用于构造具有优异性能的量子门，即，非绝热几何量子计算（NGQC）然而，以前的单回路NGQC方案对操作控制误差敏感，即，$X$错误，由于实施的限制。在这里，我们提出了一个强大的计划NGQC结合动态校正技术，它仍然只使用简化的脉冲，从而实验友好。数值结果表明，我们的方案可以大大提高门的鲁棒性在以前的协议，保留了几何相位的固有优点。此外，为了对抗由于$Z$误差引起的失相噪声，我们可以结合无消相干子空间编码策略。通过这种方式，我们的方案可以对这两种类型的错误都具有鲁棒性。最后，我们也提出如何在超导量子线路上以实验验证的技术来实现这个方案。因此，由于固有的鲁棒性，我们的方案提供了一个有前途的替代未来的可扩展容错量子计算。
2022-08-02 quant-ph
Selective excitation in a three-state system using a hybrid adiabatic-nonadiabatic interaction
绝热耦合区中的啁啾脉冲相互作用导致了$V$型三能级系统能态的循环排列，这一过程被称为三能级啁啾快速绝热通过。在这里，我们表明，在啁啾脉冲的光谱孔可以打开和关闭的两个绝热交叉点的这个过程中，减少系统的一个有效的二能级系统。给定的混合绝热-非绝热跃迁的结果在三能级系统的选择性激发，控制的激光强度和光谱位置的孔，以及啁啾参数的符号。利用整形飞秒激光脉冲和铷原子（$^{85}$ Rb）的三个最低能级（5S $_{1/2}$、5 P $_{1/2}$和5 P $_{3/2}$）进行了实验，实验结果与理论分析的动力学结果吻合较好.结果表明，我们的方法与普通的啁啾RAP相结合，实现了两个激发态之间的绝热跃迁。此外，当与激光束轮廓编程结合使用时，依赖于激光强度的控制可以具有包括选择性激发空间中布置的原子或离子的应用。
2016-04-14 physics.atom-ph quant-ph
Experimental Implementation of Noncyclic and Nonadiabatic Geometric Quantum Gates in a Superconducting Circuit
基于几何相位的量子门具有固有的抗噪声特性，因而受到广泛关注。然而，以前的几何量子计算的实现通常需要很长的门脉冲时间。结果，由于时间消耗过大，它们的实验控制不可避免地遭受系统误差的累积干扰。在这里，我们实验上实现了一组非循环和非绝热几何量子门的超导电路，大大缩短了门时间。此外，我们还通过随机基准测试方法，实验验证了我们的通用单量子比特几何门对Rabi频率误差和量子比特频率偏移引起的误差的鲁棒性，与传统的动态门相比。此外，该方案还可以用来构造两量子比特的几何运算，同时证明了最大纠缠Bell态的产生。因此，我们的结果为在超导量子线路中实现快速、高保真度和抗错误的量子门提供了一个有希望的方法。
2022-10-07 quant-ph
Approaching the Fundamental Limit of Single-Shot Qubit Frequency Tracking with an Adiabatic Tangentially-Modulated Pulse
The University of New South Wales（新南威尔士大学）；Diraq Pty Ltd（Diraq有限公司）
该研究提出基于量子绝热理论的ATM脉冲，可独立调控灵敏度与失谐范围，单次测量灵敏度媲美多次Ramsey平均，能鲁棒跟踪量子比特频率噪声，逼近单次频率跟踪基本极限。
2026-09-04 quant-ph
Dynamical-Corrected Nonadiabatic Geometric Quantum Computation
本文提出一种结合动力学校正技术的非绝热几何量子计算方案，可在单环和双环复合脉冲策略上构造超鲁棒几何门，有效抵抗系统误差和集体退相干误差，为大规模容错量子计算提供新途径。
2023-07-11 quant-ph
Dynamically Optimized Super-Robust Nonadiabatic Holonomic Quantum Gates Based on Superconducting Circuits
提出一种动态优化的超鲁棒非绝热和乐量子计算方案，通过设计动态校正脉冲将误差校正至四阶，结合超导电路无退相干子空间编码，实现了对控制误差和集体相位误差均具鲁棒性的高保真量子门。
2025-09-16 quant-ph
Quantum computation in silicon-vacancy centers based on nonadiabatic geometric gates protected by dynamical decoupling
本文首次提出在金刚石硅空位中心中结合非绝热几何门与动力学解耦实现量子计算，利用长寿命基态编码抑制自发辐射，并通过数值模拟验证了该方案在固态系统中实现高保真几何量子计算的可行性与鲁棒性。
2023-08-24 quant-ph
Remote Flux Refocuses Nonadiabatic Excursions in Compact-State Quantum Transfer
College of Physics and Materials Science, Tianjin Normal University（天津师范大学物理与材料科学学院）；Interdisciplinary Center, Tianjin Normal University（天津师范大学交叉学科中心）
本文提出利用远程磁通重聚焦紧凑态量子转移中的非adiabatic偏移，在不改变转移态的前提下，通过干涉抑制端点误差，实现高保真逻辑转移。
2026-10-06 quant-ph
Composite stimulated Raman adiabatic passage
介绍了一种用于三态量子系统相干控制的高保真技术，它结合了两种流行的控制工具-受激拉曼绝热通道（STIRAP）和复合脉冲。通过使用具有适当相位的部分延迟脉冲对的复合序列，可以通过相消干涉将阻止STIRAP达到单位保真度的非绝热跃迁消除到任意阶，因此可以使该技术任意精确。复合相位由简单的解析公式给出，不依赖于特定的脉冲形状、脉冲延迟和脉冲面积，具有普适性。
2013-06-04 quant-ph
Pulse-driven near-resonant quantum adiabatic dynamics: lifting of quasi-degeneracy
我们研究了由脉冲驱动的两能级系统的量子动力学，该脉冲在小振幅下开始近共振，产生非绝热演化，并在较大振幅下诱导绝热演化。这个问题进行了分析，在升降机的退化上升幅度。对于线性上升和指数上升的情况，该方程都有精确解。在幂律上升的情况下，给出了近似解。这使我们能够确定近似公式的线形共振激发的各种形式的脉冲，如截断的触发脉冲。我们还分析和解释的各种叠加状态，可以通过半斯塔克啁啾快速绝热通道（半SCRAP）过程。
2003-12-09 quant-ph
Power-law decay in the nonadiabatic photodissociation dynamics of alkali halides due to quantum wavepacket interference
从理论上研究了气相中碱金属卤化物分子在飞秒激光脉冲激发下的非绝热光解离动力学，结果表明，光激发分子的布居数呈现指数为-1/2的幂律衰减，而不是飞秒光谱学和单分子反应理论中通常假设的指数衰减.为了阐明幂律衰减的机制，一个图形化的方法，可视化的非绝热反应动力学的结构的动力学事件，如波包分叉，转向，和解离的发生模式，开发。使用这种图解方法，幂律衰减的解析公式推导出来，和理论的衰减曲线进行比较，在氟化锂的情况下，通过波包动力学模拟计算出相应的数值衰减曲线。研究表明，幂律衰变的原因是非绝热跃迁引起的波包分叉和合并所产生的量子干涉。
2018-09-10 physics.chem-ph quant-ph
Multiple-Noise-Resilient Nonadiabatic Geometric Quantum Control of Solid-State Spins in Diamond
本文提出并实验验证了多噪声鲁棒非绝热几何量子门（MNR-NGQG），在金刚石 NV 中心中显著提升单量子比特门鲁棒性与相干时间，保真度达 0.9992(1)，为高保真量子控制提供可行范式。
2025-08-17 quant-ph
Exotic dynamical evolution in a secant-pulse driven quantum system
研究了一个由正割脉冲外场驱动的显式含时量子系统。通过精确求解薛定谔方程，我们揭示了系统动力学演化的奇异性质：一方面，系统是本质非绝热的，这就禁止了绝热近似;另一方面，该模型的循环演化可以诱导一个几何相，类似于循环绝热演化的Berry相，与状态向量的路径所对的立体角成正比。此外，我们扩展了模型，并表明所描述的属性符合一个特殊的家庭正割脉冲驱动模型。
2018-08-31 quant-ph
Nonadiabatic quantum control of quantum dot arrays with fixed exchange using Cartan decomposition
在通常通过短程交换耦合相互作用的半导体自旋量子位中，自旋的穿梭是在远距离量子位之间产生量子操作的实用方式。虽然交换通常通过施加到栅电极的电压可调，但其最小值可能非常大，这阻碍了现有穿梭协议对此类器件的适用性，需要不同的方法。在这项工作中，我们扩展了我们以前的双点和三点系统的结果，并描述了一种方法来实现自旋穿梭在长链的量子点在一个非绝热的方式。我们利用Cartan分解成一个系统的方式更简单的问题，并使用动态不变量设计光滑的非绝热脉冲，可以实现在设备中具有适度的控制带宽。最后，我们讨论了我们的结果的扩展到二维量子点晶格上的自旋态定向穿梭固定耦合。
2022-11-09 cond-mat.mes-hall quant-ph
Analytic Design of Accelerated Adiabatic Gates in Realistic Qubits: General Theory and Applications to Superconducting Circuits
绝热性捷径是加速绝热量子协议的一种常用方法，在量子信息处理中有许多潜在的应用。不幸的是，分析构建具有复杂相互作用和多个层次的系统绝热性的捷径是一项具有挑战性的任务。这通常通过假设理想化的哈密顿量来克服[例如，仅保留能级的有限子集，并进行行波近似（RWA）]。在这里，我们开发了一种$analytic$方法，允许人们超越这些限制。我们的方法是通用的，并在分析推导出的脉冲形状，纠正非绝热错误以及非RWA错误的结果。我们还表明，我们的方法可以产生脉冲需要一个较小的驱动功率比传统的非绝热协议。我们详细展示了我们的想法可以用来分析设计高保真单量子位的“三脚架”门在一个现实的超导fluxonium量子位。
2021-07-09 quant-ph
Nonadiabatic quantum kinetic equations and Dirac-Heisenberg-Wigner formalism for Schwinger pair production in time-varying electric fields with multiple components
School of Science, China University of Mining and Technology（中国矿业大学理学院）；State Key Laboratory for Tunnel Engineering, China University of Mining and Technology（中国矿业大学隧道工程国家重点实验室）
该研究推导并证明多分量时变电场中施温格对产生的非绝热量子动力学方程与Dirac-Heisenberg-Wigner形式体系等价，明确其与绝热方法的异同，指出非绝热方法对快速振荡场中间时刻对产生的描述更有意义。
2025-03-04 hep-th quant-ph
Quantum Control with Quantum Light of Molecular Nonadiabaticity
在分子中的相干控制实验通常是用成形的激光场来完成的。电场被经典地描述，并且通过在时域或频域中成形激光脉冲来实现对系统的时间演化的控制。从光场的经典描述转移到量子描述允许设计光的量子态来操纵化学过程。光子模式的量子场描述允许直接在相空间中操纵光-物质相互作用。本文阐述了用量子光相干控制氟化锂中避免交叉的基本原理。使用光的量子描述与非绝热耦合和振动自由度一起开辟了量子控制的新视角。我们展示了与纯经典光场控制的偏差，以及光场的反作用如何在几个光子的情况下变得重要。
2019-11-11 physics.chem-ph quant-ph
Necessary and sufficient condition for quantum adiabatic evolution by unitary control fields
我们将量子绝热演化分解为规范不变幺正算符的乘积，在绝热近似下得到了精确的非绝热修正。给出了导致绝热演化具有几何相位的一个充要条件，并确定了在绝热演化中，当本征态缓慢变化时，本征能和简并度可以迅速变化.我们以参数化脉冲序列驱动的绝热演化为例验证了这一结果。对于具有相同平均能量和演化路径的缓慢旋转的驱动场，快速调制场可以具有比在具有恒定振幅的传统方法下获得的更小的非绝热误差。
2016-05-11 quant-ph
Storing quantum information using dark state polaritons
研究了利用固体介质作为光与物质的耦合激发存储少光子激光脉冲的可能性。考虑了非均匀加宽和非绝热性的作用，并导出了该方案可行性的条件。一些类固体的优点进行检查。
2003-12-15 quant-ph
Molecular Vibronic Complexity as a Quantum Resource for Optimal Control: Nonadiabatic Mixing Creates Protected Coherence Subspaces in Dissipative Environments
Theoretical and Computational Chemistry Institute, Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf（杜塞尔多夫大学理论与计算化学研究所）
该研究利用GRAPE结合Redfield动力学，发现分子振动电子结构可产生受环境保护的相干子空间，通过最优控制可大幅提升长寿命电子相干性，为分子量子信息科学提供了资源基础。
2026-10-14 physics.chem-ph quant-ph
Monitoring Nonadiabatic Electron-Nuclear Dynamics in Molecules by Attosecond Streaking of Photoelectrons
光电子条纹长期以来一直被用来描述阿秒极紫外脉冲的时间特性。当时间分辨的光电子起源于电子态的相干叠加时，它们携带了额外的相位信息，可以通过条纹技术来恢复。在这方面的贡献，我们扩展的条纹形式主义，包括耦合的电子和核动力学的分子以及初始cohesiveness和演示它如何提供了一种新的工具来监测非绝热动力学，因为它发生在附近的圆锥形的交叉点，避免交叉。条纹可以提高时间分辨率，提供直接的电子相干信号，影响许多初级光化学和生物事件。
2016-06-23 physics.atom-ph physics.chem-ph quant-ph
Reverse engineering of one-qubit filter functions with dynamical invariants
我们通过使用动力学不变量理论和哈密尔顿逆向工程推导出任意单量子比特门的滤波传递函数的积分表达式。我们使用这个结果来定义一个成本函数，可以有效地优化，以产生一个量子位控制脉冲，对噪声功率谱密度的指定频带是鲁棒的。我们证明了我们的结果产生的最佳控制脉冲，旨在抑制宽带失谐和脉冲幅度噪声的效用。我们报告了一个数量级的改善门保真度与已知的复合脉冲序列相比。更广泛地说，我们也使用相同的理论框架来证明非绝热几何量子门在特定的误差模型和控制约束下的鲁棒性。
2022-09-15 quant-ph
Accelerating population transfer in a transmon qutrit via Shortcuts to adiabaticity
本文提出了一种通过设计非绝热演化路径来加速布居转移的方法。我们应用该方法实现了鲁棒的和加速的人口迁移与transmon qutrit。通过数值模拟，我们表明，这种方法允许一个强大的$Λ$系统的基态之间的人口转移。此外，用于布居转移的总脉冲面积低至1.9 $π$，这验证了在不增加脉冲强度的情况下加速了演化。因此，基于现代脉冲整形技术，该方法是容易实现的，并且它提供了可选择的方案，在量子信息处理中具有有趣的应用。
2018-01-10 quant-ph
Robust two-level system control by a detuned and chirped laser pulse
我们提出并证明了一个鲁棒的控制方案，通过超快非绝热啁啾激光脉冲，旨在针对相干叠加的二能级系统。通过数值计算和飞秒激光与冷原子相互作用的实验验证了该方法对功率波动的鲁棒性。他们表现出最终驱动动态的布洛赫球上的尖点，对应于零曲率的保真度。该解决方案特别简单，因此适用于广泛的潜在应用。
2017-09-15 physics.atom-ph quant-ph
Nonadiabatic geometric quantum computation with shortened path on superconducting circuits
近年来，非绝热几何量子计算由于其快速操作和内在的抗错特性而受到广泛关注。然而，为了获得通用的几何量子控制，只能提出有限的和特殊的演化路径，这通常需要更长的门时间和更多的操作步骤，从而导致实现的量子门的质量较低。本文提出了一种在传统几何量子计算条件下寻找最短几何路径的有效方案，该方案只需单循环演化就可以实现高保真、鲁棒的几何门，且性能优于相应的动力学几何门.此外，我们可以在我们的方案中优化脉冲形状，以进一步缩短选通时间，这取决于路径的行进速度。此外，我们还提出了它的物理实现超导电路，由电容耦合transmon量子位，几何单和双量子位门的结晶度可以高于$99.95\%$和$99.80\%$在当前最先进的实验技术，分别。这些结果表明，我们的方案是有希望的大规模容错量子计算。
2021-11-02 cond-mat.supr-con quant-ph
Making the best of mixed-field orientation of polar molecules: A recipe for achieving adiabatic dynamics in an electrostatic field combined with laser pulses
我们已经从实验和理论上研究了旋转态选择OCS分子的混合场取向，并获得了很强的取向度。所施加的中等强度的纳秒激光脉冲足够长以使分子精确地对准。然而，在弱直流电场的组合，相同的激光脉冲的混合场取向的非绝热动力学的结果。这些意见充分解释计算采用，绝热和非绝热的时间依赖模型。
2012-04-12 physics.chem-ph quant-ph
Speeding up adiabatic holonomic quantum gates via $π$-pulse modulation
提出基于$π$脉冲调制的快速绝热完整子量子门方案，沿参数空间测地线引导哈密顿量并离散施加相位调制$π$脉冲，在保持绝热鲁棒性的同时实现通用单、双量子比特门。
2025-06-11 quant-ph
Instantaneous processing of "slow light": amplitude-duration control, storage, and splitting
控制场或低频相干性的非绝热变化允许在厚谐振吸收体中传播的信号场的几乎瞬时变化，其中实现电磁感应透明。这一发现被应用于信号的存储和检索，用于创建信号副本以及将该副本与原始脉冲分离而不破坏原始脉冲。
2007-03-27 quant-ph
Fine-tuning molecular energy levels by nonresonant laser pulses
我们计算了强度高达10^12 W/cm ^2的非共振激光场对线性分子振动和转动能级的影响。这两种类型的移位被发现是积极的或消极的，这取决于由字段所作用的初始旋转状态。绝热场-分子相互作用产生负的转动能移，并超过伴随的正振动能移几个数量级。因此，在这样的场中，振转态被向下推。一个非共振的脉冲激光场，与分子的相互作用nonexperimentally被发现赋予相同数量级的旋转和振动位移。非绝热能量转移最容易发生在一个脉冲的持续时间，相当于约十分之一的分子的旋转周期，并消失时，突然制度是达到较短的脉冲。我们将我们的处理应用到了研究较多的~（87）Rb_2分子的最低单重态和三重态的最后束缚振动能级。我们的计算表明，强度超过5 × 10^9 W/cm ^2的15 ns和1.5 ns激光脉冲能够由于振动位移而解离分子。较小的位移可以用来微调振转能级，从而影响非共振光的碰撞共振。在10 MHz的分辨率下，可以用光谱法辨别能量位移。
2010-06-03 physics.atm-clus physics.atom-ph physics.chem-ph
Dynamics of a two-level system under strong driving: quantum gate optimization based on floquet theory
在Floquet理论的框架下，我们研究了由强、短共振脉冲驱动的二能级系统（量子比特）的动力学。首先，我们推导出的准能量和Floquet态的驱动系统的解析表达式。如果脉冲幅度变化非常缓慢，系统将自动遵循瞬时Floquet状态，其获得的动力学相位取决于准能量随时间的演化。由两个Floquet状态获得的相位之间的差异对应于量子比特状态旋转，将拉比振荡的概念推广到大驱动振幅的情况。如果脉冲幅度变化非常快，则演化是非绝热的，在Floquet状态之间发生跃迁。我们利用绝热微扰理论和精确的数值模拟对脉冲过程中的非绝热跃迁进行了定量分析。我们发现，对于脉冲上升和下降时间和最大驱动幅度的某些组合，相消干涉效应导致Floquet状态之间的转换的非常强的抑制。这种效应提供了量子控制协议的基础，我们将其命名为绝热基中的Floquet干涉有效抑制跃迁（FIESTA），该协议可用于设计超快高保真单量子位量子门。
2016-12-10 quant-ph
Optimization of multistate STIRAP by pulse shaping
Sofia University（索非亚大学）
研究提出脉冲整形方法优化多态STIRAP，扩展准平行本征能量方法到多态链，推导脉冲形状公式并应用于特定态链。数值模拟显示优化脉冲降低布居转移误差，提高鲁棒性，且在有损情况也有优势，还比较了不同角动量链的情况。
2026-11-04 quant-ph
Noncyclic Geometric Quantum Gates with Smooth Paths via Invariant-based Shortcuts
非绝热几何量子计算致力于实现容错量子计算所必需的高保真、鲁棒的量子门。但是，它受到循环和突变演化路径的限制，通常需要较长的门时间和突变脉冲控制，削弱了门的性能。本文提出了一种基于不变量的捷径实现非循环非绝热演化的几何量子门的方案，该方案可以一步诱导出普适量子门，无需路径突变，并且有效地缩短了量子门的时间.数值模拟表明，与传统的动力学门相比，所构造的几何门不仅对由量子比特频率漂移和驱动场幅度偏差引起的系统误差有更强的抵抗能力，而且对环境诱导的退相干效应也有更强的抵抗能力.此外，我们的方案还可以在超导电路平台上实现，单量子位和双量子位门的量子效率分别高于99.97 $\%$和99.84 $\%$.因此，我们的方案提供了一个很有前途的方式来实现高保真容错量子门的可扩展量子计算。
2021-06-10 quant-ph
Plug-and-Play Approach to Non-adiabatic Geometric Quantum Gates
非绝热完整量子计算（NHQC）是为了缩短几何量子门的构造时间而发展起来的。然而，以前的NHQC门需要的驱动哈密顿满足一组相当严格的条件，降低了鲁棒性的几何门对控制误差。在这里，我们表明，非绝热几何门可以构造在一个可扩展的方式，称为NHQCtrans，保持灵活性和鲁棒性对某些类型的噪声。因此，这种方法使得有可能将大多数现有的最优控制方法，如动态解耦，复合脉冲，和绝热性的捷径，到单环几何门的建设。此外，这种可扩展的几何量子计算方法可以应用于各种物理平台，如超导量子比特和氮空位中心。具体而言，我们进行了数值模拟，以显示如何在最近的实验实现噪声鲁棒性[物理评论快报。119，140503（2017）; Nat. Photonics 11，309（2017）]可以通过我们的NHQC方法显著改善。这些结果涵盖了一大类结合几何相位和最优控制理论的噪声鲁棒性的新技术。
2019-09-03 quant-ph
Quasi-classical model of dynamic molecular structure and non-destructive wavepacket manipulation by ultrashort laser pulses
建立了强飞秒激光场中分子动力学的准经典模型（QCM），并应用于研究超短“控制”脉冲对氘分子离子基态振动的影响.一个非绝热处理帐户的初始电离引起的振动人口所造成的超短“泵”脉冲。在QCM中，原子核在分子势上作经典运动，分子势被激光诱导的斯塔克位移和跃迁偶极所扭曲。然后，原子核调整到修改后的电位，非破坏性地移动振动布居和相对相位。这种转变已被研究作为控制脉冲参数的函数。观察到与时间相关的量子模拟的预测，贷款的信心模型的有效性，并允许新的意见。QCM的适用性更复杂的多势能面分子（量子处理是最好的困难）进行了讨论。
2010-01-07 physics.atom-ph quant-ph
Pulse sequence designed for robust C-phase gates in SiMOS and Si/SiGe double quantum dots
从理论上分析了SiMOS和Si/SiGe自旋量子比特实验中单量子比特和双量子比特门的误差，提出了一种利用理想局域旋转抑制电荷噪声引起的交换耦合误差的脉冲序列。在实践中，脉冲序列的整体保真度将仅受可用的单量子位门的质量的限制：C相失真变成$\approx 2.5 \times$，即单量子位操作的失真。基于实验数据，我们建立了误差模型，并表明C相门不稳定性可以被抑制两个数量级。我们的脉冲序列是简单的，我们希望实验实现将是相对简单的。我们还评估了这种门对$1/f$噪声的性能。假设一个软的紫外截止，我们表明，准静态噪声设计的脉冲序列仍然表现良好，当截止发生在$\sim 1$ MHz以下给出足够快的一个量子比特拉比频率，抑制失真的数量级相比，现有的直接绝热协议。我们还分析了在有限的上升期nonadiabaticity的影响，并发现，adiabaticity是不是一个限制交换耦合的电流值。
2018-10-01 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum Control in Qutrit Systems using Hybrid Rabi-STIRAP Pulses
本文介绍并从理论上分析了利用慢绝热STIRAP操作和短非绝热Rabi脉冲在qutrit系统中产生任意三能级的过程。在该方案中，快脉冲在基态和第一激发态之间产生叠加，而慢脉冲通过受激拉曼绝热通道（STIRAP）将任意布居转移到第二激发态。我们展示了能级种群和相位的高保真度量子控制，并描述了绝热性破坏下产生的误差。在一个配置中的辅助状态是可用的，我们展示了如何实现一个非拆除监测的相对阶段。这些方法是通用的，并且可以在具有至少三个可访问能级的量子系统可用的任何实验平台上实现。我们在这里详细讨论电路量子电动力学（QED）的实验实现的基础上得到的结果与transmon，其中使用的混合Rabi-STIRAP序列的人口控制已经实现。
2016-11-28 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
