CircuitQ: An open-source toolbox for superconducting circuits
我们介绍CircuitQ，这是一个用于分析Python实现的超导电路的开源工具箱。它的特点是一个符号的输入电路的哈密顿和动态数值表示的哈密顿与可变的基础选择的自动化建设。其他功能包括各种噪声机制下的电路状态的T1寿命的估计。我们回顾以前建立的电路量化方法，并制定它们的方式，有利于软件实现。然后通过将其应用于实际相关的量子位电路并将其与专业电路求解器进行比较来展示工具箱。我们的电路量化适用于来自大设计空间的电路输入，并且软件是开源的。因此，我们为量子信息处理应用的新量子线路的设计增加了重要的资源。
2022-09-28 quant-ph
Dynamics of an Ion Coupled to a Parametric Superconducting Circuit
超导电路和囚禁离子是量子信息处理的有前途的结构。然而，控制这些系统的固有频率--射频离子控制和微波域超导量子位控制--使它们之间的直接哈密顿相互作用变弱。在本文中，我们描述了一种技术，用于耦合一个被困离子的运动的基本模式的超导电路，通过施加到电路仔细调制的外部磁通量。与非线性元件（约瑟夫森结）结合，这为电路提供了有效的时间相关电感。然后，我们展示了如何调整外部通量，以产生电路和离子的运动模式之间的谐振耦合，并讨论了这种方法的局限性相比，使用随时间变化的电容。
2016-04-16 quant-ph
Automated discovery of superconducting circuits and its application to 4-local coupler design
超导电路已经成为构建量子处理器的有前途的平台。设计电路的挑战是在实现一组性能指标与降低电路复杂性和噪声敏感性之间进行折衷。与此同时，人们需要探索一个大的设计空间，计算方法往往会产生很长的模拟时间。在这里，我们使用SCILLA自动化的电路设计任务，超导电路的自动发现软件。SCILLA执行并行化的闭环优化，以设计符合预定义属性（如频谱特征和噪声灵敏度）的电路图。我们利用它来发现超导通量量子比特的4-本地耦合器，并确定一个电路，该电路在耦合强度和噪声弹性方面优于现有的具有类似电路结构的方案。这项工作展示了自动发现如何促进量子信息处理的复杂电路架构的设计。
2020-03-20 quant-ph
Enumeration of all superconducting circuits up to 5 nodes
University of Colorado Boulder（科罗拉多大学博尔德分校）；Beijing Academy of Quantum Information Sciences（北京量子信息科学研究院）；The University of Melbourne（墨尔本大学）
本文枚举了所有不超过5个节点的非线性超导电路，通过哈密顿类分类编目设计空间，并基于三节点电路搜索新型量子比特，为电路设计提供起点。
2026-09-21 quant-ph
Superluminal Physics with Superconducting Circuit Technology
我们介绍了一个工具箱的量子模拟的超光速运动与超导电路。我们表明，它是可能的，以超过光速的电磁介质中的恒定速度和随后的金斯堡辐射的发射模拟超导量子比特的运动。我们认为，以及可能的设置模拟超光速运动的镜子，发现一个链接与超辐射相变的迪克模型。
2017-09-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con hep-th
Superconducting cavity electro-optics: a platform for coherent photon conversion between superconducting and photonic circuits
利用超导电路的量子信息处理能力和光量子的远距离分布能力，有望实现复杂的大规模量子网络。在这样的方案中，超导和光子电路之间的相干和有效的量子换能器是至关重要的。然而，这样的量子换能器仍然是具有挑战性的，因为在当前方案中使用中间激发引入了额外的噪声并限制了带宽。在这里，我们实现了直接和相干之间的转换超导和光子电路的基础上的三重共振电光原理，与集成器件将超导和光学腔在同一芯片上。观察到电磁感应透明，表明微波和可见光之间的相干相互作用。内转换效率为25.9 \pm 0.3%，总转换效率为2.05 \pm 0.04%.超导腔电光具有宽的转换带宽和高的可扩展性，是实现集成混合量子线路和分布式量子计算的重要一步。
2018-05-14 physics.optics quant-ph
Superconducting Caps for Quantum Integrated Circuits
我们报告的超导帽量子比特电路的制造和计量。作为3D量子集成电路架构的一部分，帽芯片形成外壳的上半部分，其提供隔离，增加真空参与率，并提高各个谐振元件的性能。在这里，我们证明了这种帽可以可靠地制造，放置在电路芯片上，并形成超导连接到电路。
2017-08-07 physics.app-ph quant-ph
Controllable non-Hermitian qubit-qubit Coupling in Superconducting quantum Circuit
该研究提出在超导量子电路中通过高损耗谐振器实现可控非厄米耦合，可调谐能级吸引、奇异点位置及非互易性，为探索非常规量子效应提供新方法。
2024-12-17 quant-ph
Superconducting Circuits and Quantum Information
超导电路可以像原子一样在两个能级之间进行跃迁。这样的电路可以在宏观尺度上测试量子力学，并用于在硅芯片上进行原子物理实验。
2006-01-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Phase sensitive Landau-Zener-Stückelberg interference in superconducting quantum circuit
由超导量子比特和谐振器组成的超导电路量子电动力学（QED）体系结构是探索量子物理和量子信息处理的有力平台。利用超导量子计算技术，我们实验研究了电路QED中的相敏Landau-Zener-Stückelberg（LZS）干涉现象。我们的实验涵盖了大范围的LZS跃迁参数，并证明了LZS诱导的类拉比振荡以及相位相关的稳态布居。
2021-01-28 cond-mat.supr-con quant-ph
Multi-frequency control pulses for multi-level superconducting quantum circuits
超导量子线路，例如超导相位量子位，具有多个量子态，其可以干扰理想量子位操作。从理论上探讨了利用多状态系统的能量差谐振的多频率控制脉冲。一种分析方法来设计这样的控制脉冲的开发，使用的Floquet方法的推广到多个频率控制。该方法适用于优化超导量子比特和量子比特的控制，并被发现是在良好的协议与时间相关的数值模拟。
2009-09-08 quant-ph
Efficient modeling of superconducting quantum circuits with tensor networks
我们引入一个有效的张量网络工具箱来计算大规模超导量子线路的低能量激发，达到所需的精度。我们基准的fluxonium量子比特，超导量子线路的基础上的约瑟夫森结阵列超过一百结的算法。作为这个数值工具提供的可能性的一个例子，我们计算由于电荷噪声和相干量子相位滑移的fluxonium量子比特的纯退相相干时间，考虑到阵列自由度对应于大到$~15^{180}$的希尔伯特空间。我们的算法适用于各种各样的电路QED系统，并可能是一个有用的工具，按比例放大超导量子比特技术。
2019-12-02 quant-ph
Superfluid-Mott-insulator transition in superconducting circuits with weak anharmonicity
从理论上研究了含有弱非谐性在位超导量子比特的二维超导电路阵列的基态性质。特别地，我们分析了这种非谐性对莫特绝缘体到超流量子相变的影响。在平均场近似下给出了完整的基态相图。有趣的是，SQs的非谐性对Mott瓣的影响很大，当非谐性为零时，单激励Mott瓣消失。研究结果可用于指导基于超导电路的量子模拟的实现，超导电路具有良好的集成性和灵活性。
2017-12-19 quant-ph
Variational tight-binding method for simulating large superconducting circuits
我们推广固态紧束缚技术的频谱分析的大型超导电路。我们发现紧束缚态比电荷基态更适合于近似低能激发，如电流镜电路的有趣例子所示。紧束缚的使用可以显着降低收敛到真实谱所需的希尔伯特空间维数，并允许精确模拟电荷基对角化无法达到的较大电路。
2021-04-29 quant-ph
An Introduction to Superconducting Qubits and Circuit Quantum Electrodynamics
电路量子电动力学的概念的一个子集进行审查，作为参考的轴子暗物质实验（ADMX）社区的一部分，第二届研讨会上的微波腔和探测器的轴子研究。讨论了LC电路的经典拉格朗日函数和哈密顿函数，以及耦合到谐振器或腔的弱非谐量子比特的黑箱电路量子化方法。
2017-08-19 physics.ins-det quant-ph
Circuit QED and sudden phase switching in a superconducting qubit array
超导量子比特连接成一个阵列可以形成量子多体系统，如量子伊辛模型。通过将量子比特耦合到超导谐振器，组合系统形成电路QED系统。在这里，我们使用半经典方法研究量子比特阵列的多体态的非线性行为。我们表明，突然切换以及铁磁相和顺磁相之间的磁制度可以观察到的量子位阵列。实现该系统的超导电路与现实的参数。
2010-03-10 cond-mat.mes-hall quant-ph
Electromagnetically induced acoustic transparency with a superconducting circuit
本文报道了将超导人工原子耦合到一维声表面波传输线上的机械场的电磁感应透明现象。电磁微波驱动器被用作控制场，使得超导transmon量子比特对声学探测束透明。由于上能级的弛豫被抑制，声耦合的强频率依赖性使得EIT能够处于梯形配置。我们的研究结果表明，超导电路可以被设计成与声场的参数制度不容易访问纯电磁系统。
2020-06-23 quant-ph
Light-Matter Interaction in dispersive Superconducting Circuit QED
针对电路 QED 量子化模型忽视超导能隙附近色散的问题，提出纳入频率依赖表面阻抗的量子化方法，揭示超导色散会影响有效光–物质相互作用截止。
2025-05-15 quant-ph
Moving beyond the transmon: Noise-protected superconducting quantum circuits
由超导电路实现的人造原子提供了以高保真度存储和处理量子信息的独特机会。其中，利用本征噪声保护的电路的实现近年来得到了迅速发展。这些噪声保护器件构成了一类新的量子比特，其中计算状态在很大程度上与本地噪声通道解耦。工程设计此类系统的主要挑战是同时防止位翻转和相位翻转错误，并确保高保真量子位控制。虽然部分噪声保护在依赖于单个量子自由度的超导电路中是可能的，但是完全保护的承诺只能通过实施多模或混合电路来实现。这一观点回顾了这些新量子比特核心的理论原理，描述了最近的实验，并强调了超导量子比特中量子信息的鲁棒编码的潜力。
2021-06-18 quant-ph
Decoherence of the flux-based superconducting qubit in an integrated circuit environment
超导的、基于磁通量的量子比特是构建大规模量子计算机的有希望的候选者。我们提出了一个明确的量子力学计算的相干行为的通量为基础的量子比特在嘈杂的实验环境中，如一个集成电路包含偏置和控制电子。我们表明，非热噪声源，如偏置电流波动和磁耦合到附近的主动控制电路，将导致退相干的基于磁通量的量子比特的时间尺度上的最近的实验相干时间测量。
2003-04-04 quant-ph
Stimulating uncertainty: Amplifying the quantum vacuum with superconducting circuits
从量子真空中产生粒子的能力是海森堡不确定原理最深刻的结果之一。虽然真空涨落的重要性在物理学中随处可见，但真空放大效应的实验实现到目前为止仅限于少数情况。在实现可行的量子计算机这一目标的推动下，超导电路器件已被用于动态卡西米尔效应的实验演示，并可能很快能够实现模拟霍金辐射的难以捉摸的验证。本文介绍了从量子真空中产生光子的几种机制，并强调了它们与量子光学中著名的参量放大器的联系。详细讨论了每种机制或其类似物在超导电路系统中的可能实现。选择性地设计这些电路器件的能力突出了各种放大机制之间的关系。
2012-01-12 cond-mat.supr-con gr-qc quant-ph
Basic protocols in quantum reinforcement learning with superconducting circuits
University of the Basque Country UPV/EHU（巴斯克大学）
超导电路技术最近实现了涉及闭环反馈回路的量子协议。量子人工智能和量子机器学习是量子技术中的新兴领域，可以使量子设备从外部世界获取信息并通过学习过程进行自我改进。在这里，我们提出了量子强化学习中基本协议的实现，超导电路采用反馈回路控制。我们介绍了不同的情况下，与国家的最先进的超导电路技术的原理验证实验，并分析其存在的缺陷的可行性。用超导电路实现的量子人工智能领域为增强的量子控制和量子计算协议铺平了道路。
2017-05-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con cs.AI
Multi-purpose quantum laboratories from superconducting circuits
University of California, Los Angeles（加州大学洛杉矶分校）；NVIDIA（英伟达）；New York University（纽约大学）；Fermi National Accelerator Laboratory（费米国家加速器实验室）；University of Chicago（芝加哥大学）
本综述阐述超导电路（SCs）作为通用量子实验室的作用，梳理其在多学科的能力与技术演进，形成解决宏观量子态复杂性的工具包。
2026-08-19 cond-mat.mes-hall hep-th quant-ph
Computer-aided quantization and numerical analysis of superconducting circuits
新的超导电路的开发和现有电路的改进依赖于光谱特性的准确建模，这是实现量子比特性能所需进步的关键。在集总元件水平上的系统电路分析，从电路网络开始，并以适当描述电路的量子特性的哈密顿量为终点，是一个完善的程序，但对于较大的电路来说，手动执行很麻烦。我们目前的工作，利用符号计算机代数和数值对角化例程多才多艺，足以应付各种电路。这项工作的结果可以通过scqubits包的一个新发布的模块访问。
2022-07-02 quant-ph
Normal modes of a superconducting transmission-line resonator with embedded lumped element circuit components
本文提出了一种识别超导传输线耦合简正模的方法。我们评估的有效传输线的非线性的情况下，克尔类约瑟夫森相互作用的电路中，并在嵌入式电路构成量子位自由度的情况下，这是拉比耦合到传输线中的字段。我们的理论定量地解释了在最近的实验中观察到的非常高的正克尔非线性[M。Kazak等人，应用物理信函104，162604]，并且我们可以评估实验电路的修改版本的成就。
2016-07-18 quant-ph
Flux-charge symmetric theory of superconducting circuits
本文提出一种磁通-电荷对称的超导电路量子化理论，结合拓扑图论与辛几何方法，使电荷和磁通在相空间上对称处理，并探讨电路对偶性从平面到非平面电路的推广。
2024-01-16 cond-mat.mes-hall quant-ph
Fermionic Models with Superconducting Circuits
提出了一种对含超导电路的费米子系统进行有效量子模拟的方法。它包括适当使用乔丹-维格纳映射，特罗特分解和多量子比特门，使用量子总线或直接电容耦合。我们将我们的方法应用到一维和二维费米-哈伯德模型的典型情况下，涉及耦合与最近和次最近的邻居。此外，我们提出了一个最佳的架构，这个模型，并讨论了在现实的电路量子电动力学设置的模拟基准。
2015-03-31 quant-ph
Detecting non-Abelian statistics of topological states on a chain of superconducting circuits
拓扑保护态的非阿贝尔统计由于其重要性和广泛的应用前景，近年来引起了人们的广泛关注。然而，由于固态材料的操作困难，非阿贝尔统计的实验实现是缺乏的。超导量子线路系统具有可扩展性和可控性，是一个很有前途的量子模拟平台。在这里，我们提出了一个计划，以证明非阿贝尔统计的拓扑保护的零能量边缘模式的超导电路链。具体地说，我们可以通过改变链中的跳跃强度和磁场来实现拓扑相变，并且实现的非阿贝尔操作可以用于拓扑量子计算。考虑到超导量子线路的优点，我们的协议可能会揭示量子计算的拓扑保护状态。
2020-02-13 quant-ph
Optimal Measurements of Magnetic Flux in Superconducting Circuits and Macroscopic Quantum Mechanics
本文讨论了一个表现隧穿的超导电路中磁通量的重复量子测量模型。由于以前的测量磁通量的扰动总是存在的，除非量子非破坏测量进行。通过用这个条件取代经典的非侵入性概念，时间类贝尔不等式允许人们在实在论和量子理论之间的冲突的宏观水平上测试可观测性。
1995-02-01 quant-ph
Utilizing discrete variable representations for decoherence-accurate numerical simulation of superconducting circuits
Joint Quantum Institute (JQI)（联合量子研究所）；Department of Physics, University of Maryland（马里兰大学物理系）；Joint Center for Quantum Information and Computer Science (QuICS)（量子信息与计算科学联合中心）；Maryland Quantum Materials Center (QMC)（马里兰量子材料中心）；National Institute of Standards and Technology (NIST)（美国国家标准与技术研究院）
本文提出利用离散变量表示法对超导电路进行去相干准确的数值模拟，展示了其在效率和收敛性上的优势。
2025-03-13 quant-ph
Stoquastic simulations of non-stoquastic superconducting flux circuits
Raymond and Beverly Sackler School of Physics and Astronomy, Tel Aviv University（特拉维夫大学雷蒙德和贝弗利·萨克勒物理与天文学学院）；Information Sciences Institute, University of Southern California（南加州大学信息科学研究所）；Department of Physics and Astronomy and Center for Quantum Information Science & Technology, University of Southern California（南加州大学物理与天文学系及量子信息技术科学中心）
本研究通过直接模拟非退相干超导磁通电路，消除了符号问题，挑战了超导磁通电路作为通用绝热量子计算机的可行性。
2026-01-13 quant-ph
Suppression of Qubit Crosstalk in a Tunable Coupling Superconducting Circuit
超导量子器件中的寄生串扰是量子门的主要限制。我们证明了在两个量子比特，两个耦合器超导电路，其中的可调谐耦合器的频率可以调整，使得从每个耦合器的ZZ相互作用相消干涉的静态ZZ串扰的抑制。我们验证的串扰消除与同时随机基准，并使用参数激活的iSWAP相互作用，以实现贝尔状态准备保真度为98.5%和$\sqrt{\textrm{iSWAP}}$门保真度为94.8%，通过量子过程层析成像。
2019-05-31 quant-ph
Super-radiant phase transition in superconducting circuit in thermal equilibrium
我们提出了一个超导电路，显示了超辐射相变（SRPT）的热平衡。在无限多人工原子的限制下，解析地证实了SRPT的存在。我们还进行数值对角化的哈密顿与有限数量的原子，并观察到一个渐近行为接近无限的限制，作为原子数量的增加。SRPT也可以在经典分析中直观地解释。
2016-10-17 quant-ph
Blackbox Quantization of Superconducting Circuits using exact Impedance Synthesis
提出了一种新的量子化方法，用于研究线性微波环境下的约瑟夫森结超导电路。该方法是基于一个精确的阻抗合成的微波环境被认为是一个黑盒子的阻抗函数Z（s）。合成的电路捕捉耗散动力学的系统与电阻耦合的电抗部分的电路在一个非平凡的方式。我们的电路和计算弛豫率以下以前的形式主义集总元件电路量化。直到拟合误差，我们的方法给出了系统及其损失的精确描述。
2014-03-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Free Mode Removal and Mode Decoupling for Simulating General Superconducting Quantum Circuits
超导量子线路是通用量子计算机的主要候选者之一。设计新颖的量子位和多量子位超导电路需要能够模拟和分析一般电路的特性。特别是，在transmon方法之外，我们不能对非谐性做出假设，从而排除了黑盒量化方法，并需要正式的电路量化方法。我们考虑并解决了模拟一般超导电路所涉及的两个问题。其中一个问题是处理电路中的自由模式，即在哈密顿量中没有势项的电路模式。另一个问题是电路尺寸，即模拟强耦合多模电路的挑战。我们用来解决这些问题的主要数学工具是量子力学中的线性正则变换。我们解决的第一个问题，给出了一个可证明是正确的算法，通过执行一个线性正则变换，完全解耦的自由模式从其他电路模式，以消除自由模式。我们解决了第二个给出了一系列不同的线性正则变换，以减少模间耦合，从而减少了问题的弱耦合的情况下，大大减轻了经典模拟的开销。我们基准我们的去耦方法，通过将它们应用到两个电感耦合的磁通量子比特的电路，获得几个数量级的希尔伯特空间的大小，需要模拟减少。
2021-05-05 quant-ph
Fast geometric gate operation of superconducting charge qubits in circuit QED
提出了一种利用一维超导传输线谐振器耦合超导电荷量子比特的方案。量子比特工作在它们的最佳点，在那里它们不受电荷噪声的影响，并且具有很长的退相干时间。对相互作用的动力学时间演化进行了分析，结果表明这种相互作用对谐振腔场的初始状态不敏感。该方案实现了快速门操作，并且易于扩展到多量子位场景。
2011-07-09 quant-ph
Reciprocal lumped-element superconducting circuits: quantization, decomposition, and model extraction
本研究围绕网络矩阵提出超导集总元件电路的量子化、分解及模型提取新方法，可处理含约瑟夫森结和相滑移线的电路，实现模型简化与精确提取，为超导电路建模分析提供工具包。
2024-12-09 quant-ph
Superadiabatic population transfer in a three-level superconducting circuit
量子态的绝热操纵是现代量子信息处理的重要手段。在这里，我们证明了在三能级超导传输子电路的绝热布居转移的加速，抑制寄生的非绝热激发与额外的双光子微波脉冲。我们将这种超绝热方法应用到受激拉曼绝热过程中，实现了量子线路从基态到第二激发态的快速而稳健的布居转移。
2019-11-15 cond-mat.mes-hall quant-ph
Circuit theory for decoherence in superconducting charge qubits
基于对底层电路的网络图分析，导出了任意超导电荷量子比特的量子理论。用Caldeira-Leggett模型描述电路中的耗散元件，计算了电荷量子比特的退相干和泄漏率。分析包括由于耗散电路元件，如电压源或准粒子电阻的约瑟夫森结在电路中的退相干。本文提出的理论是超导磁通量子比特的量子线路理论的对偶。与自旋玻色子模型相比，考虑了量子比特的完整希尔伯特空间结构及其与耗散环境的耦合。此外，电路的自感和互感都被完全包括在内。
2005-04-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Third Quantization for Order Parameters (II): Local Field Quantization in Superconducting Quantum Circuits
Graduate School of China Academy of Engineering Physics（中国工程物理研究院研究生院）；Beijing Computational Science Research Center（北京计算科学研究中心）
本文基于BCS超导理论，推导了超导传输线谐振腔的低能有效哈密顿量，扩展了第三量化的局部超导序参量，揭示了超导相的量子动态行为，统一了超导电路元件的微观起源。
2026-05-09 quant-ph
Superconducting Circuits for Quantum Simulation of Dynamical Gauge Fields
我们描述了一个超导电路晶格设计的动态格点规范理论的实施和模拟。我们通过分析一个一维U（1）量子链模型来说明我们的建议，其中超导量子比特在晶格位置上扮演物质场的角色，而规范场由相邻位置之间的每个链接上的两个耦合微波谐振器表示。一个最小的实验协议，用于探测与字符串断裂效应相关的物理学的详细分析表明，尽管在这些系统中存在退相干，从凝聚态物质和高能物理学的独特现象可以可视化与国家的最先进的技术在小型超导电路阵列。
2013-09-27 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum Simulation of Spin Chains Coupled to Bosonic Modes with Superconducting Circuits
我们提出了一个数字量子模拟的自旋链耦合到玻色子场模式的超导电路的实现。门具有高的结晶度允许一个模拟各种伊辛磁配对相互作用与横向场，Tavis-Cummings相互作用之间的自旋和玻色子模式，和一个自旋模型与三体条款。我们分析了在现实的电路量子电动力学设置，其中的相互作用是通过电容耦合或介导的微波谐振器实现的实施的可行性。
2015-10-01 quant-ph
Superconducting circuit protected by two-Cooper-pair tunneling
我们提出了一种基于有效电路元件的受保护超导量子比特，它只允许库珀对隧穿。这些动力学产生了一个几乎退化的基态流形索引的奇偶性隧道库珀对。我们表明，当电路元件被一个大的电容分流，这个流形可以被用作一个逻辑量子比特，我们希望是不敏感的多重弛豫和退相机制。
2020-01-21 cond-mat.mes-hall quant-ph
Ultrastrong coupling in a scalable design for circuit QED with superconducting flux qubits
本文从理论上研究了一种含有超导磁通量子比特的电路量子电动力学（QED）结构。量子位通过源自谐振器的电流模式的ac电流耦合到传输线谐振器。通过改变量子比特和谐振器之间的电容可以获得超强耦合。我们提出了一个可扩展的设计，其中两个量子位耦合可以实现。
2015-10-06 cond-mat.mes-hall quant-ph
Optimizing for periodicity: a model-independent approach to flux crosstalk calibration for superconducting circuits
本文提出一种模型无关的磁通串扰校准方法，将N个通道的校准转化为N个独立优化问题，利用周期性目标函数实现高效校准，并在小型量子退火电路上验证了与先前方法相当的精度。
2024-02-04 quant-ph
Finite sizes and smooth cutoffs in superconducting circuits
我们研究了超导电路建模中两个常见假设的有效性：第一，超导量子比特是点状的，第二，传输线的UV行为与量子比特动力学无关。我们表明，在实验上可访问的超强耦合制度和短（但可达到）的时间，使用不准确的截止模型（如尖锐，或根本没有）可能会引入非常显着的不准确性模型的预测。
2017-09-27 cond-mat.supr-con quant-ph
Two-dimensional Lattice Gauge Theories with Superconducting Quantum Circuits
U（1）格点规范理论的量子模拟器可以用超导电路实现。这使得调查的限制和解除限制相的量子链接模型，和价键固体和自旋液相的量子二聚体模型。分数限制弦和量子相变的实时动力学也是可以访问的。在这里，我们将展示最先进的超导技术如何使我们能够在相对较小的电路晶格中模拟这些现象。通过利用超导量子比特耦合时出现的量子化激发之间的强非线性耦合，我们展示了如何设计规范不变的哈密顿量，包括环交换和四体伊辛相互作用。我们表明，尽管退相干和无序效应，最小的电路实例使我们能够调查的性质，如电通量字符串的动态，规范不变场论中的信号约束。这些模型在更大的超导电路中的实验实现可以解决超出当前计算能力的悬而未决的问题。
2014-10-26 cond-mat.mes-hall quant-ph
A Review of Design Concerns in Superconducting Quantum Circuits
该短篇综述梳理了面向量子信息应用的超导量子电路设计全流程，涵盖有效哈密顿量实现、布局与哈密顿量转换、电磁仿真、串扰与屏蔽等设计考量，为相关研究者提供入门参考。
2025-05-30 quant-ph
Hybrid quantum circuits: Superconducting circuits interacting with other quantum systems
混合量子线路结合了两个或多个物理系统，目的是利用不同系统的优点和优势，以便更好地探索新现象，并可能带来新的量子技术。本文简要介绍了迄今为止在涉及原子、自旋和固态器件（包括超导和纳米机械系统）的混合电路领域所取得的进展。这些电路如何结合元素从原子物理学，量子光学，凝聚态物理，和纳米科学进行了讨论，并提出了不同的可能的方法，将各种系统集成到一个单一的电路。特别是，混合量子线路可以在芯片上制造，促进其未来的可扩展性，这对于构建未来的量子技术至关重要，包括量子探测器，模拟器和计算机。
2013-04-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Electromagnetically-induced transparency with amplification in superconducting circuits
我们表明，电磁感应透明和激光无反转同时实现微波场通过使用磁通鎓超导电路。由于这种人工三能级原子的$Δ$能级结构，我们发现了令人惊讶的现象，即在频域中的电磁感应透明窗口夹在一边的吸收和另一边的放大之间。
2010-04-11 cond-mat.supr-con quant-ph
Quantum walks on circles in phase space via superconducting circuit quantum electrodynamics
我们展示了如何量子行走可以实现第一次在量子梅花形通过超导电路量子电动力学（QED），以及如何从量子插值随机行走实现可控退相干使用两个谐振器系统。直接控制硬币量子比特是很难实现的，无论是在腔或电路QED，但我们表明，阿达玛硬币翻转可以通过直接驱动腔的影响，其结果是，步行者之间的循环在相空间跳跃，但仍然表现出超过15步的量子行走行为。
2008-10-28 quant-ph
Quantum Heat Engines Using Superconducting Quantum Circuits
我们提出了一个量子模拟的内燃机在大多数汽车使用。具体而言，我们研究如何实现奥托型量子热机（QHE）的援助下，麦克斯韦的恶魔。这需要三个步骤：热化、量子测量和由麦克斯韦恶魔控制的量子反馈。我们推导出这种复合QHE的正工作条件。我们的QHE可以用超导量子线路来构造。我们明确地证明了恶魔在这个宏观QHE中的重要作用。
2006-09-14 quant-ph
Liquid metal printing for superconducting circuits
Institute of Nanotechnology, Karlsruhe Institute of Technology（纳米技术研究所，卡尔斯鲁厄理工学院）；Institute for Quantum Materials and Technologies, Karlsruhe Institute of Technology（量子材料与技术研究所，卡尔斯鲁厄理工学院）；Karlsruhe Nano Micro Facility (KNMFi), Karlsruhe Institute of Technology (KIT)（卡尔斯鲁厄纳米微设施（KNMFi），卡尔斯鲁厄理工学院（KIT））；Physikalisches Institut, Karlsruhe Institute of Technology (KIT)（物理研究所，卡尔斯鲁厄理工学院（KIT））
研究超导电路制造，提出基于液态金属的微吸管打印方法，可制造高内部品质因数的超导集总元件谐振器，适用于低损耗超导器件制造且不影响现有元件，为超导量子计算机硬件实现开辟新途径。
2026-07-27 quant-ph
Efficient single-photon frequency conversion in the microwave domain using superconducting quantum circuits
基于超导量子线路中的相干控制，提出了一种在微波域实现高效单光子频率转换的方法.利用全量子力学方法分析了该系统中的单光子散射过程，发现通过调节施加在人工原子上的控制场的参数，可以实现效率接近于1的单光子频率上转换或下转换。我们进一步表明，我们的方法在实验上是可行的，在目前可用的超导磁通量子位电路。
2017-11-14 cond-mat.mes-hall quant-ph
