QuSplit: Achieving Both High Fidelity and Throughput via Job Splitting on Noisy Quantum Computers
QuSplit针对异构含噪量子处理器上的量子优化作业调度问题，提出基于遗传算法并结合作业拆分的调度框架，将作业后期阶段调度到高保真处理器上执行，从而在保持高保真度的同时显著提升系统吞吐量，并在IBM Strasbourg上验证了其有效性。
2025-03-11 cs.ET quant-ph
Achieving fast high-fidelity optimal control of many-body quantum dynamics
我们证明了最近的精确梯度最优控制方法的效率，通过将其应用到一个具有挑战性的多体问题，跨越超流的莫特绝缘体相变的玻色-哈伯德模型。系统的大小需要一个矩阵的产品状态表示，这与算法的要求无缝集成。我们观察到在0.99-0.9999的范围内的结晶度与相关的最小过程持续时间估计显示指数结晶度持续时间权衡跨越几个数量级。相应的最佳解决方案的特点是在一个主要的线性扫过的临界点，然后由bang-bang-like结构。这是完全不同的平滑和单调的解决方案，确定早期的无梯度优化，阻碍了定位在政权的高复杂性协议在低过程持续时间。总体而言，比较表明显着的方法改进，也为多体系统在理想的开环设置。认识到理想化的开环控制可能会恶化在实际实验中，我们讨论了使用这种方法与闭环控制相结合的优点-特别是，高保真度的物理见解与前者提取可用于制定实用的，低维的搜索空间，后者。
2021-10-27 quant-ph
Macroscopic locality with equal bias reproduces with high fidelity a quantum distribution achieving the Tsirelson's bound
到目前为止，两个物理原理，宏观局域性（ML）和信息因果性（IC），在区分量子关联和后量子关联方面是最成功的。然而，也有一些后量子概率分布不能用这些原则来区分。因此，有趣的是，看看单独考虑这两个原理，以及一些额外的物理上合理的约束，是否可以解释一些有趣的量子特征，否则很难重现。在本文中，我们表明，在Bell-CHSH方案中，ML随着有关的观测量的等偏约束，几乎重现了量子联合概率分布对应的最大量子Bell破坏，这是唯一的重新标记。从这个例子和卡瓦尔康蒂、萨勒斯和斯卡拉尼的早期工作中，我们得出结论，IC和ML是不等价的物理原理;满足一个并不意味着另一个也满足。
2013-10-31 quant-ph
Robustness of quantum algorithms: Worst-case fidelity bounds and implications for design
University of Stuttgart（斯图加特大学）；SC Solutions；Quantum Elements, Inc.（量子元素公司）；Princeton University（普林斯顿大学）
本文提出了一种以算法为中心的框架，用于通过推导最坏情况保真度界限来提高量子算法对误差的鲁棒性，并展示了该框架在算法分析和鲁棒优化中的应用。
2026-01-19 cs.SY eess.SY math.OC
Achieving High Fidelity Single Qubit Gates in a Strongly Driven Silicon Quantum Dot Hybrid Qubit
尽可能快地执行量子位门操作对于最小化退相干的影响可能是重要的。对于谐振门，这需要施加强交流驱动。然而，强驱动可能会导致泄漏到量子比特子空间之外的水平，从而带来控制挑战。强驱动也可能带来理论挑战，因为旋转波近似等首选工具可能会崩溃，导致难以控制的复杂动力学。在这里，我们分析了硅量子双点混合量子比特的$X$共振旋转的缀饰态形式主义，获得的结果超出了旋转波近似。我们得到了最佳驱动频率和拉比频率的解析公式，这两者都受到强驱动。虽然量子比特状态表现出快速振荡，由于反向旋转项和泄漏，我们表明，它们可以被抑制到一个点，即门以上的$99.99\%$是可能的，在退相干的情况下。因此，退相干机制，而不是强驱动效应，应该代表量子点混合量子比特中谐振栅性能的限制因素。
2017-07-06 cond-mat.mes-hall quant-ph
Robust high-fidelity universal set of quantum gates through non-adiabatic rapid passage
我们展示了如何使用单一形式的非绝热快速通道来实现一个强大的高保真通用量子门集，其参数被优化以最大化门保真度和奖励门鲁棒性。通用集合中的每个门都以0.99988 < F < 0.99999范围内的保真度F工作，并且需要不超过14位（1/10，000）精度的控制参数。这样的精度是在商业上可用的任意波形发生器的范围内，因此，对这种高保真通用量子控制方法的实验研究似乎是可行的。
2011-08-22 cond-mat.mes-hall quant-ph
Statistically Characterising Robustness and Fidelity of Quantum Controls and Quantum Control Algorithms
本文提出RIM_p和ARIM测度以统计量化量子控制的鲁棒性与保真度，发现在含噪优化目标下强化学习等自适应决策方法比标准算法更具成本优势且保真度更一致。
2023-03-01 quant-ph
Fidelity Between Unitary Operators and the Generation of Gates Robust Against Off-Resonance Perturbations
我们执行两个酉矩阵之间的保真度的函数扩展，以找到目标门的鲁棒实现的必要条件。将这些条件与由Magnus展开和Dyson级数得到的条件进行比较，表明它们在一阶上是等价的。通过利用稳健设计优化的技术，我们通过引入一个额外的标准来搜索控制脉冲来解释实验可行性的问题。通过进化多目标优化的方法，探索非门实现过程中多个目标之间的竞争，实现了这种搜索。
2011-01-20 quant-ph
Detuning-modulated composite pulses for high-fidelity robust quantum control
介绍了一种适用于量子集成光子学的鲁棒量子信息处理控制方法。我们利用非共振失谐作为控制参数，得到一个新的家庭的复合脉冲的高保真度内的量子误差阈值的人口转移。通过设计，我们的失谐调制N件复合序列纠正任何控制不准确，包括脉冲强度，持续时间，谐振偏移误差，斯塔克移位，不必要的频率啁啾等，我们揭示了对称的脉冲，允许直接缩放与最小的脉冲开销为任意N。此外，我们在耦合波导中实现了复合解决方案，允许完整的光传输，对制造误差具有鲁棒性。
2018-11-06 quant-ph
TILT: Achieving Higher Fidelity on a Trapped-Ion Linear-Tape Quantum Computing Architecture
捕获离子量子比特是实用量子计算的领先技术。在这项工作中，我们提出了一个线性磁带架构的结构分析被困离子。为了实现我们的研究，我们开发和评估这种架构的映射和调度算法。特别是，我们介绍了TILT，一个线性的“图灵机”的架构与多激光控制“头”，其中一个线性链的离子来回移动的激光头。我们发现，TILT可以大大减少通信相比，相当大小的量子电荷耦合器件（QCCD）架构。我们还开发了两个重要的调度算法的TILT。第一种试探法通过将在相反方向上行进的数据匹配到“相对交换”中来减少交换操作的数量，并且还避免了跨磁头宽度的最大交换距离，因为最大交换距离使得在一个磁头位置中调度多个交换变得困难。第二个启发式最小化离子链运动调度的磁带的位置与最大的可执行操作的每一个运动。我们提供了模拟的应用性能结果，这表明TILT在成功率方面（平均高达4.35倍和1.95倍）在一系列NISQ应用中优于QCCD。我们还讨论了使用TILT作为构建块来扩展现有的可扩展的捕获离子量子计算提案。
2020-11-03 quant-ph
Robust pulses for high fidelity non-adiabatic geometric gate operations in an off-resonant three-level system
提出了一种在共振三能级系统中设计脉冲的方法，以增强非绝热几何门操作的鲁棒性。通过优化脉冲包络的形状，我们表明，门操作是更强大的频率失谐比他们与高斯和方形脉冲。我们的方法提供了一种方法来设计脉冲，可以采用在系统中的鲁棒性对频率变化或非均匀加宽是必需的，并可以扩展到确保对其他物理缺陷，如强度波动和随机噪声的鲁棒性。
2019-03-21 quant-ph
Robust high-fidelity teleportation of an atomic state through the detection of cavity decay
提出了一种基于腔场衰减探测的原子态量子隐形传态方案。利用单光子探测器测量偏振光子的干涉，可以将囚禁在腔中的原子的内部态离散地转移到另一个囚禁在远处腔中的原子上。与S. Bose，P.L. Knight，M.B. Plenio，and V. Vedral [Phys. Rev. Lett. 83，5158（1999）]，我们的隐形传态协议具有几乎统一的高保真度和固有的鲁棒性，例如保真度对原子位置的随机性和检测效率的不敏感性。所有这些有利的特性使得该方案在当前的实验技术下是可行的。
2003-11-08 quant-ph
Robust-fidelity hyperparallel controlled-phase-flip gate through microcavities
超并行量子信息处理在信道容量、低丢失率和处理速度方面优于传统并行处理。我们提出了一种通过微腔实现鲁棒超并行光控相位翻转门的方法。门同时作用于偏振和空间自由度，防止光子与量子点之间不完全和不期望的相互作用。有趣的是，该门的单位保真度原则上是可以实现的，并且该门的成功是由单光子探测器预示的。
2020-08-01 physics.app-ph quant-ph
High-fidelity and robust controlled-Z gates implemented with Rydberg atoms via echoing rapid adiabatic passage
本文提出一种基于里德伯原子的回波快速绝热跃迁方案，实现高保真度（>0.9995）的CZ门，并可扩展至多比特门，具有强鲁棒性。
2024-08-29 quant-ph
A robust one-step catalytic machine for high fidelity anti-cloning and W-state generation in a multi-qubit system
我们提出了一个物理上可实现的机器，它可以生成多粒子W-样的状态，或实现高保真$1 \to M$（$M=1,2,... \infty$）反克隆的任意量子比特状态，在一个单一的步骤。此外，这台通用机器充当催化剂，因为它在任何一个程序之后都不会改变，有效地为下一个操作重置自己。它还具有固有的{ \em免疫}去相干。最重要的是，在实际的多方量子通信方面，随着量子比特$M$的数量增加，机器在存在退相干的情况下的鲁棒性实际上{ \em增加}。
2004-09-16 quant-ph
Robust stimulated Raman exact passage using shaped pulses
我们发展了单次激发整形脉冲用于三能级量子系统中的超高保真度布居转移。为了确保高保真度，我们使用Lewis-Riesenfeld（L-R）方法来导出一族导致精确转移的解，其中解遵循L-R不变量的单个动力学模式。在这个家庭中，我们确定了一个单一的参数跟踪解决方案，同时控制的保真度的转移，人口的激发态，和鲁棒性。我们定义了一个衡量的UH-fidelity传输的鲁棒性的最小百分位数偏差的脉冲面积上的失真上升到$10^{-4}$以上。我们的形状脉冲的鲁棒性优于高斯和绝热优化脉冲为中等脉冲面积。
2019-09-25 quant-ph
Effective Rabi dynamics of Rydberg atoms and robust high-fidelity quantum gates with a resonant amplitude-modulation field
在两个里德伯原子上加一个共振振幅调制场，我们提出了一种里德伯反封锁（RAB）机制，在该机制中，原子的集体基态和激发态之间产生拉比振荡。控制Z门可以通过拉比循环产生。此外，通过修改参数关系，解决了RAB门的几个常见问题。整形脉冲增强了门的保真度和门对控制误差的鲁棒性。放宽了对Rydberg-Rydberg相互作用强度控制精度的要求。此外，原子激发被抑制，因此门对原子衰变的鲁棒性增强。
2020-03-05 quant-ph
Robust high-fidelity coherent control of two-state systems by detuning pulses
传统上，通过特定拉比频率和持续时间的谐振脉冲，通过使用水平交叉或延迟脉冲的绝热技术，或通过具有精确相对相位的脉冲序列（复合脉冲）来实现两态系统的相干控制。在这里，我们开发了一种高保真度的相干控制方法，它使用一系列的失谐脉冲。通过使用失谐脉冲面积作为控制参数，并驱动与复合脉冲的类比，我们报告了各种各样的失谐脉冲序列的宽带和窄带跃迁概率分布。
2018-10-09 quant-ph
Robust and High-Fidelity Controlled Two-Qubit Gates via Asymmetric Parallel Resonant Excitation
Soochow University（苏州大学）；China Mobile (Suzhou) Software Technology Co., Ltd.（中国移动（苏州）软件技术有限公司）；Shanghai University（上海大学）
本文提出一种鲁棒的共振方案，利用非对称激发和脉冲工程实现任意受控双量子比特门，实验显示在170kHz频移范围内门保真度超过99%。
2026-04-08 quant-ph
A limit formula for the quantum fidelity
量子保真度是量子信息中的核心工具，量化两个量子态的相似程度。在这里，我们提出了一个极限公式的量子保真度之间的混合态和纯态。作为应用的一个例子，我们将这个公式应用到多模高斯态的情况下，实现了一个简单的表达式，在他们的第一和第二阶统计矩。
2014-04-16 cond-mat.other math-ph math.MP
High-Fidelity Entangled Bell States via Shortcuts to Adiabaticity
我们提出了几个协议的基础上的捷径绝热技术快速生成强大的纠缠Bell态的两个两态系统的系统。我们的协议依赖于所谓的无跃迁量子驱动（TQD）算法和Lewis-Riesenfeld不变量（LRI）方法。TQD和LRI两种方法在布居转移中都具有很高的保真度，我们的研究表明，在不损失鲁棒性和效率的情况下，在无限短的时间内制备纠缠态是可能的。
2016-07-01 cond-mat.mes-hall physics.atom-ph quant-ph
High-fidelity robust qubit control by phase-modulated pulses
本文提出一组基于控制场相位调制的高保真鲁棒脉冲，实现了基态到激发态布居转移及Bloch球任意$X/Y$旋转，在transmon量子比特上验证了对驱动幅度约20%偏差和10 MHz失谐的鲁棒性，且兼容其他量子技术实验平台。
2023-09-15 quant-ph
Robust state transfer with high fidelity in spin-1/2 chains by Lyapunov control
基于李雅普诺夫控制，我们提出了一个仅通过调制自旋为1/2的量子链中的边界自旋来实现高保真度状态转移的方案。回想一下，传统的传输协议的目的是在固定的时间从第一自旋到结束自旋的非稳态（或信息）传输。本方案具有以下优点。首先，该方案不需要精确操纵控制时间。其次，它对初始状态的不确定性和控制场的波动具有鲁棒性。第三，控制只施加在链的边界点上。它适用于具有不同周期结构的可变自旋1/2链，具有良好的可扩展性。探讨了用方波脉冲代替控制场的可行性，简化了实验实现。
2015-05-19 quant-ph
Query-Optimal and Sample-Optimal Quantum Algorithms for Estimating Fidelity to a Pure State
School of Informatics, University of Edinburgh（爱丁堡大学信息学院）；School of Computer Science, Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学计算机学院）
提出两种最优量子算法，分别实现查询复杂度Θ(1/ε)和样本复杂度Θ(1/ε²)来估计混合态与纯态的保真度，达到二次加速。
2026-07-03 cs.IT math.IT quant-ph
High-fidelity and robust two-qubit gates for quantum-dot spin qubits in silicon
最近，在同位素富集硅中实现了一种双量子位控制非门（CNOT），该门由控制相位门和单量子位门组成，用于量子点自旋量子位。在实验中，单量子比特门已经被证明具有容错控制保真度，但是双量子比特C相门的不保真度主要是由于电噪声，仍然高于容错量子计算（FTQC）所需的错误阈值。在这里，考虑到现实的系统参数和实验上的限制的控制脉冲，我们构建实验可实现的高保真CNOT门强大的抗电噪声与实验测得的$1/f^{1.01}$噪声谱，也对点间隧道耦合幅度的不确定性。我们的最佳CNOT门有大约两个数量级的改善，在不考虑任何噪声影响的情况下构造的理想C相门的门失真。此外，在相同的控制框架内，还可以构建高保真和鲁棒的单量子比特门，为大规模FTQC铺平道路。
2018-06-07 cond-mat.mes-hall quant-ph
Composite Pulses in N-level Systems with SU(2) Symmetry and their Geometrical Representation on the Majorana Sphere
粒子数反转的高保真度和鲁棒性对于许多量子控制应用是非常理想的。我们扩展了为二能级动力学发展的复合脉冲方案，并给出了一个具有SU（2）对称性的N能级量子系统的相干演化的解析解，以实现高保真度和鲁棒的布居数反转，这优于N能级动力学中的常见解。我们的方法提供了一个平台，在物理多能级系统，这是至关重要的保真度量子计算和实现基本的激发核磁共振和原子物理学中的人口转移的准确转向。我们还介绍和讨论这些动力学的几何轨迹的马约拉纳球作为一种解释，允许获得物理洞察力的多体或高维量子系统的动力学。
2017-08-22 quant-ph
Fast high-fidelity single-shot readout of spins in silicon using a single-electron box
量子处理器中读出系统的三个关键指标是测量速度、保真度和占用空间。快速高保真读出实现了中间电路测量，这是许多动态算法和量子纠错的必要功能，而小尺寸有助于设计可扩展的高度连接架构，并提高计算性能。在这里，我们提出了两个互补的演示，使用紧凑的，分散的电荷传感器：一个射频单电子盒的快速高保真单次读出硅量子点中的自旋。该传感器尽管需要比传统探测器更少的电极，但在不到6 $μ$ s的时间内实现了99.2%的自旋读出保真度。我们证明，低损耗高阻抗谐振器，高度耦合到感测点，结合约瑟夫森参量放大有助于实现最佳性能。我们量化泡利自旋封锁的好处自旋相关的隧穿到水库，作为这些读出方案中的自旋-电荷转换机制。我们的研究结果将分散电荷传感置于可扩展半导体自旋量子处理器读出方法的最前沿。
2022-03-13 cond-mat.mes-hall quant-ph
High-fidelity and Robust Geometric Quantum Gates that Outperform Dynamical Ones
几何相位由于其固有的抗噪声特性，是一种很有前途的诱导高保真和鲁棒量子操作的元素。不幸的是，它的实际应用通常受到限制，需要多个级别/量子位之间的复杂相互作用和比相应的动态门时间更长的门时间。本文提出了一种几何量子计算的总体框架，并将时间最优控制技术与之相结合，通过寻找最短的光滑几何路径来实现加速的几何量子门，从而大大降低了由退相干效应和操作缺陷引起的量子门误差.同时，我们忠实地实现我们的想法在一个可扩展的平台上的二维超导transmon-qubit晶格，简单和实验可访问的相互作用。此外，数值模拟表明，我们实现的几何门具有更高的精度和更强的鲁棒性，优于相应的动态的最佳性能。因此，我们的计划提供了一个有前途的替代方式走向可扩展的容错固态量子计算。
2020-12-06 quant-ph
Robust entanglement gates for trapped-ion qubits
高保真双量子比特纠缠门在许多量子信息处理任务中起着重要作用，是构建通用量子计算机的必要组成部分。这种高保真度的门已经在捕获离子量子比特上得到了证明，然而，门参数中的控制误差和噪声仍然可能导致保真度降低。在这里，我们提出并证明了一个一般的家庭的两个量子比特纠缠门是强大的不同来源的噪声和控制误差。这些门通过使用多音调驱动器来概括著名的莫尔默-索伦森门。我们在实验上实现了几个拟议的门$^{88}\text{Sr}^{+}$离子被困在一个线性保罗陷阱，并验证了他们的弹性。
2018-05-17 physics.atom-ph quant-ph
Coherent and robust high-fidelity generation of a biexciton in a quantum dot by rapid adiabatic passage
半导体量子点中的双激子是偏振纠缠光子的来源，具有在可扩展系统中实现的高潜力。存在几种用于非共振、共振和准共振双激子制备的方法，但它们都有自己的缺点，例如保真度低、定时抖动、不相干或对实验参数敏感。我们展示了一种相干的和强大的技术，以产生一个双激子在InGaAs量子点的保真度接近1。主要概念是将快速绝热过程应用于基态-激子-双激子系统。我们加强我们的实验结果与模拟，其中包括微观耦合到声子。
2017-03-16 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Joint Optimization of Routing and Purification to Meet Fidelity Targets in Quantum Networks
Tyndall National Institute（廷德尔国家研究所）；University College Cork（科克大学）；Trinity College Dublin（都柏林三一学院）
本文提出一种联合优化路由与净化的方案，通过智能调度减少量子网络延迟并提升成功率。
2026-03-03 quant-ph
High-Fidelity Integrated Quantum Photonic Logic Via Robust Directional Couplers
本研究提出一种被动几何设计策略，通过稳健方向耦合器提升量子逻辑门保真度，实现高保真集成量子光子逻辑。
2026-01-13 physics.optics quant-ph
Robust-fidelity atom-photon entangling gates in the weak-coupling regime
我们描述了一个简单的纠缠原理的基础上散射的光子离开单发射器在一维波导（或极端损耗腔）。该方案可以应用于以偏振或时间仓编码的光子量子比特，并且具有作为内置纠错指令有效工作的过滤机制。这自动地将来自弱耦合、原子衰变到不期望的模式、频率失配或入射光子脉冲的有限带宽的缺陷映射到预示的损耗而不是不连续性。因此，该计划是足够的高保真度最大纠缠门，即使在弱耦合制度。反过来，这些可以直接应用于存储和检索光子量子比特状态，从而完成原子-光子接口工具箱，或者使用原子存储器进行基于顺序测量的量子计算。
2012-11-27 quant-ph
Robust Single-Shot Spin Measurement with 99.5% Fidelity in a Quantum Dot Array
我们展示了一种新的方法，用于投影单次测量的两个电子自旋态（单重态与三重态）在一个阵列的栅极定义的横向量子点在GaAs。测量具有非常高的保真度，并且对于环境中的电磁波动具有鲁棒性。它利用长寿命的亚稳态电荷状态，这增加了区分两种测量结果的电荷信号的对比度和持续时间。这种方法允许我们分别评估电荷测量误差和自旋-电荷转换误差。我们指定的条件下，这种方法可以使用，并项目的一般适用性可扩展的量子点阵列在GaAs或硅。
2017-07-20 cond-mat.mes-hall quant-ph
Robustness of high-fidelity Rydberg gates with single-site addressability
控制相位门（CPHASE）原则上可以通过利用里德伯阻塞来实现与被捕获的中性原子。然而，使用这种里德堡门实现量子计算所需的超高保真度会受到脉冲幅度和定时的实验不准确性以及导致里德堡能级波动的杂散场的影响。我们在这里报告的分析和数值脉冲序列的里德伯CPHASE门，专门检查门的保真度相对于这种实验扰动的鲁棒性的比较研究。分析脉冲序列的同时和受激拉曼绝热通道（STIRAP）被发现在最好的适度稳健下，这些扰动。相比之下，最优控制理论被认为允许生成在预定义的公差窗口内固有鲁棒性的数字脉冲。由此产生的数字脉冲形状显示简单的调制模式和它们的频谱包含除了基本共振里德伯门频率只有一个额外的频率。这种低复杂度的脉冲在实验上应该是可行的，允许在现实的实验条件下可以实现99.90 - 99.99%的门级精度。
2014-01-08 quant-ph
High-Fidelity Teleportation of Continuous-Variable Quantum States Via Non-Ideal Qutrit Entangled Resources
Shahid Bahonar University of Kerman（克尔曼沙赫德巴康纳尔大学）；Sharif University of Technology（谢里夫理工大学）
研究利用三量子比特纠缠资源在现实噪声影响下进行连续变量量子隐形传态，结果表明该方案在理想和噪声条件下均表现良好，能以合理成功率实现高保真隐形传态。
2026-07-07 physics.optics quant-ph
Robust, fast and high-fidelity composite single-qubit gates for superconducting transmon qubits
针对超导 transmon 量子比特的相干误差问题，提出基于复合脉冲的控制方法，实现鲁棒快速的高保真单量子比特门，并经仿真和四种独立技术验证。
2025-06-08 quant-ph
Generation of high-fidelity Greenberger-Horne-Zeilinger states in a driven hybrid quantum system
本研究提出驱动混合量子系统中长距离GHZ态生成的理论方案，利用Kerr效应增强磁振子-自旋耦合，通过绝热消除磁振子模式建立自旋有效相互作用，可在耗散系统中生成高保真纠缠态，为量子网络和计算提供新可能。
2024-11-04 quant-ph
High-Fidelity Ion State Detection Using Trap-Integrated Avalanche Photodiodes
集成技术极大地增强了基于捕获离子的实用量子信息处理和传感设备的前景。高速和高保真度的离子状态读出对于任何这样的应用都是至关重要的。集成的检测器提供了显着的优势，系统的便携性，也可以大大方便并行操作，如果一个单独的检测器可以在每个离子捕获位置。在这里，我们展示了离子量子态检测在室温下利用单光子雪崩二极管（SPAD）直接集成到硅离子捕获芯片的衬底。我们通过SPAD的荧光收集来检测被捕获的$^{88}\text{Sr}^{+}$离子的状态，在450 $μ$ s内实现了$99.92(1)\%$平均保真度，为集成状态检测应用于量子计算和利用被捕获离子阵列的传感打开了大门。
2022-02-03 physics.atom-ph quant-ph
On the Fidelity Robustness of CHSH--Bell Inequality via Filtered Random States
本文研究随机混合态下两量子比特系统的非局域性，并通过CHSH-贝尔不等式分析接近高非经典态的态在固定实验装置下违反局域实在论的鲁棒性。
2023-10-13 quant-ph
Robustness of Dynamic Quantum Control: Differential Sensitivity Bound
该研究提出基于微分灵敏度的量子控制鲁棒性度量，建立参数不确定性下的性能保证，发现高保真控制中保真度与鲁棒性正相关而非此消彼长。
2024-06-21 quant-ph
Quantum logic and entanglement by neutral Rydberg atoms: methods and fidelity
基于中性里德伯原子的偶极-偶极相互作用的量子门和量子纠缠是基础物理和量子信息科学的重要研究内容。Rydberg介导的纠缠协议的精确性和鲁棒性是限制其在实验和未来工业中应用的关键因素。通过探索中性原子的里德伯相互作用，有各种方法可以产生纠缠门，每种方法都有自己的优点和缺点。在这些协议的基础和技巧进行审查，特别注意可实现的保真度和鲁棒性的技术问题和有害的先天因素。
2022-12-13 physics.app-ph physics.atom-ph physics.optics
Fidelity Lower Bounds for Stabilizer and CSS Quantum Codes
在本文中，我们估计的稳定器和CSS码的保真度。首先，我们推导出一个下界的保真度稳定码通过其量子枚举。接下来，我们找到了有限长度稳定子和CSS码的总体的平均量子计数器。我们使用的平均量子枚举获得这些合奏的平均保真度的下限。我们进一步提高保真度的界限，估计的量子计数器的删减合奏的稳定剂和CSS代码。最后，我们推导出保真度界限时，代码长度趋于无穷大的渐近制度。这些结果告诉我们，对于给定长度的代码，我们可以负担哪种码率来实现目标保真度。结果还表明，在对称去极化信道中，典型稳定码在保真度和码率方面都优于典型CSS码，而平衡CSS码的性能明显优于其他CSS码。渐近结果表明，CSS码有一个基本的性能损失相比，稳定器码。
2017-02-08 cs.IT math.IT quant-ph
Experimentally generating and tuning robust entanglement between photonic qubits
我们制备并研究了三个偏振编码光子量子比特组成的新态的纠缠特性。通过改变一个实验参数，我们可以相干地从一个完全可分离的状态到一个最大鲁棒的W状态，同时在任何时候都保持一个最佳的鲁棒性，对称纠缠配置。我们实现了高保真度与这些配置实验，包括最高的报告W状态保真度。
2008-02-21 quant-ph
High-fidelity composite quantum gates for Raman qubits
本文提出了一种利用复合脉冲技术设计鲁棒性强、保真度高的拉曼量子逻辑门的系统方法。我们使用两个数学工具-莫里斯-肖尔和马约拉纳分解-减少三态拉曼系统等效的两个状态系统。它们使我们能够通过将其扩展到拉曼量子比特来利用为两态系统设计的众多复合脉冲。我们构建的非，阿达玛，旋转门的莫里斯-肖变换与相同的统一的方法：序列的脉冲具有相同的相位为每个门，但不同的比例的拉曼耦合。相位门是利用Majorana分解构造的。所有复合拉曼门都具有非常高的保真度，超过了量子计算的基准值，并且对实验误差具有显著的鲁棒性。所有复合相位和脉冲面积由解析公式给出，这使得该方法可扩展到任何期望的精度和对误差的鲁棒性。
2020-05-03 quant-ph
Meta-learning assisted robust control of universal quantum gates with uncertainties
针对退相干和脉冲不完美导致的量子门保真度下降问题，提出双层学习框架的元强化学习量子控制算法（metaQctrl），在不确定性下以更少脉冲实现更高保真度的通用量子门。
2025-05-04 quant-ph
TATVA: A Reinforcement Learning Framework for Quantum Circuit Synthesis
K.K. Wagh Institute of Engineering Education and Research（K.K. Wagh工程教育与研究所）
提出TATVA强化学习框架，将量子电路综合视为序列决策问题，结合DQN和PPO并行架构，实现5量子比特、保真度0.999999的紧凑电路合成，并支持泛化。
2026-10-02 quant-ph
Robustness of Energy Landscape Control to Dephasing
本文研究量子系统在退相干影响下，保真度误差的鲁棒性，发现性能与鲁棒性呈传统权衡关系。
2023-10-17 quant-ph
Stabilizing quantum dynamics through coupling to a quantized environment
我们表明，在量子系统的参数中引入一个小的不确定性可以使这些系统的动力学对扰动具有鲁棒性。具体而言，对于系统受到环境扰动的情况，我们推导出保真度衰减的下限，该下限随着环境状态的不确定性增加而增加。值得注意的是，即使在脆弱的混沌系统中也可以实现这种保真度的鲁棒性。我们表明，非马尔可夫性是必要的，以达到鲁棒性的保真度。
2017-11-21 quant-ph
RobustState: Boosting Fidelity of Quantum State Preparation via Noise-Aware Variational Training
MIT（麻省理工学院）；CMU（卡内基梅隆大学）；University of Texas at Austin（得克萨斯大学奥斯汀分校）；University of Notre Dame（圣母大学）；Purdue University（普渡大学）；Yale University（耶鲁大学）；University of Chicago（芝加哥大学）
提出RobustState，一种噪声感知的VQSP训练方法，通过将真实量子噪声纳入梯度计算，在10台真实量子设备上将4量子比特和5量子比特态的保真度平均提升50%和72%。
2023-11-27 cs.AI cs.AR cs.LG
Towards the speed limit of high fidelity 2-qubit gates
量子门操作的大多数实现依赖于外部控制场来驱动量子系统的演化。生成这些控制场需要大量的努力来设计合适的控制哈密顿量。此外，控制场中的任何误差降低了所实现的控制操作相对于理想目标操作的保真度。因此，在低错误率下实现足够快的门操作仍然是一个巨大的挑战。在这项工作中，我们提出了一种新的方法来克服这一挑战，消除特定的门操作，完全依赖于时间的控制字段。这种方法似乎是有用的，最大限度地提高门操作的速度，同时消除相关来源的错误。我们提出了一个实验演示的概念，在一个单一的氮空位（NV）中心的金刚石在室温下。
2022-05-04 quant-ph
Experimental generation of a high-fidelity four-photon linear cluster state
团簇态在单向量子计算中起着至关重要的作用。在这里，我们提出并实验证明了一个新的方案，通过自发参量下转换过程制备超高保真度的四光子线性团簇态。状态保真度被测量为$0.9517\pm0.0027$。我们的方案可以直接扩展到更多的光子来产生N量子比特线性团簇态。此外，我们的方案是最佳的光子线性团簇态的意义上实现最大的成功概率，并具有最简单的策略。其核心思想是将光子对制备在特殊的非最大纠缠态中，而不是通常的Bell态。从N对纠缠光子产生2N比特线性团簇态，只需要（N-1）个Hong-Ou-Mandel干涉，成功概率为$(\frac{1}{4})^{N-1}$.
2016-10-02 quant-ph
High-fidelity geometric quantum gates exceeding 99.9% in germanium quantum dots
University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；CAS Center for Excellence in Quantum Information and Quantum Physics, University of Science and Technology of China（中国科学技术大学量子信息科学与技术卓越中心）；Institute of Microelectronics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院微电子研究所）；Beijing Superstring Academy of Memory Technology（北京超弦存储技术研究院）；School of Physical Science and Technology, Guangxi University（广西大学物理科学与技术学院）；QuTech and Kavli Institute of Nanoscience, Delft University of Technology（代尔夫特理工大学奎克与卡弗里纳米科学研究所）
本研究在锗量子点中实现单空穴自旋量子比特，通过引入几何量子计算，使门保真度超过99.9%，并在宽拉比频率和失谐条件下保持高保真，展示了抗噪声的鲁棒操控方法。
2026-09-29 cond-mat.mes-hall quant-ph
High fidelity state preparation and measurement of ion hyperfine qubits with I > 1/2
我们提出了一种使用核自旋高于$I = 1/2$的俘获离子超精细量子位实现高保真状态制备和测量（SPAM）的方法。这些高自旋核同位素的基态不能提供简单的频率选择态制备方案。我们绕过这个限制，频闪驱动强和弱的过渡，混合快速光泵使用偶极跃迁和窄微波或光四极跃迁。我们用$I=3/2$同位素$^{137}\mbox{Ba}^+$证明了这种方法，以实现$\left(9.0 \pm 1.3\right) \times 10^{-5}$（$-40.5 \pm 0.6$ dB）的SPAM保真度，从而促进了具有有利波长和质量的更广泛离子同位素的使用。
2022-05-04 quant-ph
