Fault-tolerant multi-qubit gates in Parity Codes
Parity Quantum Computing GmbH(Parity量子计算有限公司);Parity Quantum Computing Germany GmbH(Parity量子计算德国有限公司);Institute for Theoretical Physics, University of Innsbruck(因斯布鲁克大学理论物理研究所)
该研究提出在正交码中高效实现容错多量子比特门的方法,通过交换门实现任意数量逻辑量子比特的奇偶性控制NOT操作,无需复杂路由或晶格手术。
2025-12-15 quant-ph
Fighting decoherence in a continuous two-qubit odd or even parity measurement with a closed-loop setup
对两个量子比特的奇偶性测量,每个量子比特由腔中的单个原子组成,可以通过测量探测光束的相移来实现,探测光束顺序地与两个量子比特相互作用,但是不完美导致给定奇偶性的子空间内的退相干。我们证明了一个不同的设置,其中探测光与量子比特反复相互作用,可以显着降低奇或偶奇偶子空间内的退相干率。我们考虑的情况下,共振和非共振光原子相互作用的情况下,发现的性能是相当的,如果参数选择适当。
2014-10-03 quant-ph
Quantum Computation by Spin Parity Measurements with Encoded Spin Qubits
本文提出一种基于双泡利宇称测量的自旋量子比特控制方案,仅需单辅助比特即可实现幺正门操作,适用于编码双量子点自旋量子比特,具有泄漏抑制和低资源开销优势。
2023-05-16 quant-ph
Fast parametric two-qubit gates with suppressed residual interaction using a parity-violated superconducting qubit
在有限的磁通量偏置下,我们利用由电容分流的非对称约瑟夫森结环组成的违反宇称的超导量子比特实现了快速双量子比特门。量子比特的二阶非线性效应使得它能够通过一阶量子比特间边带跃迁与相邻的单结transmon量子比特相互作用,其拉比频率高达30 MHz。同时,利用连续微波驱动引起的交流斯塔克位移消除了不需要的静态纵向~(ZZ)相互作用。利用随机基准测试,CZ、iSWAP和SWAP门的平均量子比特数分别为0.967、0.951、0.956。
2020-05-07 quant-ph
Protocol for nearly deterministic parity projection on two photonic qubits
针对光子非破坏性宇称投影依赖高保真 Controlled-Z 门的实验难题,本文提出仅需稳定物质-光子 Controlled-Phase 门的双光子量子比特近确定性宇称投影协议,降低了实现要求。
2023-09-26 quant-ph
Towards a heralded eigenstate preserving measurement of multi-qubit parity in circuit QED
保持本征态的多量子比特奇偶校验测量是稳定子量子纠错的核心,是解决量子计算机退相干问题的有效方法。在这项工作中,我们探索了一个高保真度,本征态保持奇偶校验读出超导量子比特分散耦合到微波谐振器,其中奇偶校验位被编码在谐振器的相干态的振幅。检测由谐振器经由电流偏置的约瑟夫森结发射的光子产生关于奇偶校验位的信息。我们从理论上分析了强耦合快探测器极限下的测量反作用,并表明在一般情况下,这种宇称测量,而近似量子非破坏(QND)是不保持本征态的。为了弥补这一缺点,我们提出了一个简单的动态解耦技术在光子探测,这大大减少了在一个给定的奇偶子空间内的退相干。此外,通过应用与动态解耦脉冲交错的快速位移操作序列,可以有效地抑制该二进制检测器的自然偏置。最后,我们介绍了一个预示奇偶校验测量的概念,其中检测器点击保证成功的多量子位奇偶校验检测,即使是有限的检测效率。
2019-11-06 quant-ph
Stochastic Master Equation Analysis of Optimized Three-Qubit Nondemolition Parity Measurement
我们分析了电路量子电动力学中三个超导量子比特态的直接宇称测量。从反射/透射的微波辐射的零差测量推断奇偶性,并且在测量奇偶性而不需要任何量子线路操作或辅助量子比特的意义上,测量是直接的。量子比特耦合到两个谐振腔模式,允许发射辐射的稳态满足必要条件以充当奇偶校验的指针状态。然而,瞬态动力学违反了这些条件,我们分析了这种不利影响,并表明它可以克服在弱测量信号的限制。我们的分析表明,与适度的后选择,它是可能的,以达到95%的保真度的后测量状态。我们相信,这种类型的测量可以作为一个基准,为未来的纠错协议在一个可扩展的架构。
2013-11-08 quant-ph
Protecting quantum entanglement from leakage and qubit errors via repetitive parity measurements
保护量子信息不受错误的影响是大规模量子计算的关键。量子纠错(QEC)将信息编码在多个量子比特的纠缠态中,并执行奇偶校验测量以识别错误而不破坏编码的信息。然而,传统的QEC不能处理来自量子位计算空间的泄漏。泄漏影响了基于捕获离子和超导电路的领先实验平台,这些平台在多层次物理系统中使用有效的量子位。我们研究了两个transmon纠缠态如何在重复的奇偶测量下演化,并演示了使用隐马尔可夫模型来检测泄漏,只使用QEC所需的奇偶测量结果的记录。我们显示了贝尔状态的稳定超过26个奇偶校验测量,通过使用后选择减轻泄漏,并使用保利帧变换校正量子比特错误。我们的泄漏识别方法计算效率高,因此与大型量子处理器中的实时泄漏跟踪和校正兼容。
2020-04-18 quant-ph
Multipartite entanglement generation and contextuality tests using non-destructive three-qubit parity measurements
我们报道了在金刚石中实现核自旋量子比特的非破坏性三量子比特宇称测量及其应用。我们使用高保真量子逻辑将三个核自旋量子比特的联合态的奇偶性映射到充当辅助的电子自旋量子比特上,然后对辅助进行单次非破坏性读出,并结合电子自旋回波,以确保核自旋的结果独立演化。通过连续应用三个这样的宇称测量,我们证明了真正的多体纠缠态的最大混合态的产生。此外,我们实现了GHZ实验的单发版本,可以在每次运行中生成量子与经典的矛盾。最后,我们在八个维度上测试了一个与状态无关的非上下文不等式。这里开发的技术和见解是相关的基本测试以及量子信息协议,如量子纠错。
2019-02-23 quant-ph
Fault-tolerant quantum computing with the parity code and noise-biased qubits
Parity Quantum Computing GmbH(Parity量子计算有限公司);Parity Quantum Computing Germany GmbH(Parity量子计算德国有限公司);Institute for Theoretical Physics, University of Innsbruck(因斯布鲁克大学理论物理研究所)
基于偏置噪声量子比特与奇偶架构的编码拼接,实现低物理量子比特开销的容错量子计算
2025-11-27 quant-ph
Scalable two- and four-qubit parity measurement with a threshold photon counter
宇称测量是许多量子信息处理任务的核心工具。在这封信中,我们提出了一种直接测量两个和四个量子比特奇偶校验的方法,在硬件和软件中开销很低,同时对实验缺陷保持鲁棒性。我们的方案依赖于色散量子比特腔耦合和光子计数,这是敏感的强度,这两个成分被广泛实现在许多不同的量子计算模式。对于量子计算中的一种领先技术--超导集成电路,我们分析了该方案的测量对比度和反向作用,并表明该测量足够接近理想的奇偶测量,可以应用于量子纠错。
2015-02-11 quant-ph
Physical model of continuous two-qubit parity measurement in a cavity-QED network
我们提出并分析了连续纠错所需的两个量子位奇偶校验测量的物理实现,假设一个设置,其中单个量子位强耦合到单独的光学腔。探测光从两个腔中依次散射,通过固定正交零差光探测实现连续宇称测量。我们提出的模型的基础上量子随机微分方程(QESTs)的一个理想的连续宇称测量和我们建议的腔量子电动力学(腔QED)的实施;最近的绝热消除定理QESTs的是用来断言强收敛的物理参数的适当限制,后者到前者。通过数值模拟研究了腔QED方案的性能。
2008-12-05 quant-ph
Characterizing charge-parity detection based on an offset-charge-tunable transmon qubit via randomized benchmarking
Beijing Academy of Quantum Information Sciences(北京量子信息科学研究院);Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences(中国科学院物理研究所);University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学);Peking University(北京大学);Institute of Theoretical Physics, Chinese Academy of Sciences(中国科学院理论物理研究所)
本文利用可调偏移电荷的transmon量子比特,通过随机基准测试高保真映射电荷-宇称态到量子比特态,并实现了93.4%的连续监测保真度,发现量子比特读出是主要误差源。
2026-04-03 quant-ph
Demonstration of weight-four parity measurements in the surface code architecture
我们在连接性符合表面码量子纠错体系结构的五量子比特晶格上进行了宇称测量。使用全微波控制的超导量子比特通过谐振器耦合,我们编码的奇偶性的四个数据量子比特状态的$X$ -或$Z$ -基础。考虑到晶格的连通性,我们对五个量子位组内的静态$Z$ -相互作用以及由单量子位和双量子位微波驱动器带来的动态$Z$ -相互作用进行了全面表征。通过修改微波双量子比特门以动态地去除非理想$Z$误差,显著地改善了奇偶性测量。
2017-04-28 quant-ph
Minimally Universal Parity Quantum Computing
本文证明实现通用奇偶量子计算最少只需一个(逻辑量子比特数为偶数时)或两个辅助量子比特,并给出奇偶门集通用性的充分条件,由此得到多种最小实现和新型MBQC通用资源。
2025-09-23 quant-ph
Effective non-local parity-dependent couplings in qubit chains
为了有效地实现量子算法,产生多体纠缠的实用方法是一个基本要求。具体地,一次耦合多个量子位对可以是有利的,并且可以导致在硬件定制算法的构造中有用的多量子位操作。在这里,我们利用链上量子位的同时耦合,并设计一组适用于广泛应用的非局域奇偶依赖量子操作。由此产生的有效的长程耦合直接实现了可参数化的Trotter步骤的乔丹-维格纳费米子,并可用于量子动力学的模拟,有效的状态生成的变分量子本征求解器,奇偶校验测量的纠错方案,并产生有效的多量子位门。此外,我们提出了超导量子线路结构中的门操作的数值模拟,这表明了高的门保真度的$>99.9\%$为现实的实验参数。
2022-03-14 quant-ph
Synthesis and Analysis of Entangled Photonic Qubits in Spatial-Parity Space
我们提出了光子量子比特的新实施例,该光子量子比特利用单个光子的一个连续的空间自由度,并依赖于光子的横向空间分布的奇偶性。利用光学自发参量下转换产生光子对,我们证明了在这个新的空间中纠缠光子态的可控产生。具体地说,两个贝尔态及其叠加的连续谱是通过简单地操纵经典参数光泵空间宇称而产生的,而不是通过操纵纠缠光子本身。一个干涉仪设备,同构的偏振分束器的行动,项目的空间宇称状态到一个偶数-奇数的基础。这种光子量子比特的新物理实现可以作为未来量子信息处理实验的基础。
2007-08-22 quant-ph
Qubit-efficient embedding of parity-encoded Hamiltonians in quantum annealers
NEC Corporation(日本电气株式会社);National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST)(国立研究开发法人产业技术综合研究所)
本文提出一种在Zephyr连接量子退火器上高效嵌入奇偶编码哈密顿量的方法,通过系统链分配规则将每个自旋映射到两个量子比特链,验证了链间连接的有效性,并提供了实际灵活性。
2026-09-29 quant-ph
Noise-tolerant parity learning with one quantum bit
在现代量子信息科学中,用更低功耗但更真实的器件来展示量子优势具有重要意义。最近,一个显着的量子加速实现了在学习问题的隐藏奇偶函数与噪声。然而,如果查询输出处的所有数据量子位完全去极化,则算法失败。在这项工作中,我们提出了一个量子奇偶校验学习算法,表现出量子优势,只要一个量子位提供非零极化在每个查询。在这种情况下,量子奇偶校验学习自然成为具有一个量子比特的确定性量子计算。然后,可以通过执行一组操作来揭示隐藏的奇偶函数,所述操作可以被解释为测量具有非零偏振的辅助结果量子位和每个数据量子位上的非局部可观测量。我们还从资源理论的角度讨论了我们算法的量子优势的来源。
2018-03-27 quant-ph
Parity symmetry and parity breaking in the quantum Rabi model with addition of Ising interaction
我们探讨了在量子拉比模型中引入偏置后产生新的宇称对称性的可能性。与先前出版物[J.Phys.A46,265302(2013)]中的数学处理相反,我们考虑了一种物理现实的方法,通过将额外的自旋引入到量子拉比模型中,以通过伊辛相互作用与原始自旋耦合。可以发现,宇称对称性通过引入偏置而被破坏,然后通过添加新的自由度而恢复。实现所讨论的模型的实验可行性进行了研究。
2014-04-28 quant-ph
Experimental ancilla-assisted qubit transmission against correlated noise using quantum parity checking
我们报告了一种光子量子比特在不稳定光纤上传输方案的实验演示,该方案具有即插即用的特性,并且能够传输量子比特的任何状态,无论它是已知的,未知的,还是纠缠到其他系统。通过在光纤噪声的相关时间内在信号光子之后添加辅助光子并通过执行量子奇偶校验来实现对无噪声量子信道的高保真度。该方案具有简单、免维护和对节点间路径长度不匹配的鲁棒性等特点,适用于多用户量子通信网络。
2007-07-02 quant-ph
Implementing fanout, parity, and Mod gates via spin exchange interactions
我们证明,对于任何n > 0,2n个量子比特(作为自旋1/2粒子)之间的海森堡相互作用可以用来精确地实现一个n量子比特奇偶校验门,这是等价于一个n量子比特扇出门的恒定深度。可以使用各向同性或非各向同性形式的相互作用。我们推广了我们的基本结果表明,任何哈密顿(作用于适当编码的逻辑量子比特),其特征值二次依赖于汉明重量的逻辑量子比特值,可以用来实现广义Mod_q门的任何q > 1。本文是quant-ph/0309163的续篇,并解决了该论文中的一个未解决的问题。
2004-07-16 quant-ph
Flying-cat parity checks for quantum error correction
提出基于量子非破坏纠缠操作的“飞行猫”多量子比特宇称校验方法,分析了光子损耗引起的物理比特错误与测量错误的反相关权衡,并展示了其在子系统表面码容错计算、四面体纠缠态制备及量子密钥分发中的实际应用。
2024-06-04 quant-ph
Multi-Qubit Parity Gates for Rydberg Atoms in Various Configurations
Parity Quantum Computing Germany GmbH(帕里量子计算德国有限公司);Parity Quantum Computing GmbH(帕里量子计算有限公司);Parity Quantum Computing France SAS(帕里量子计算法国公司);Institute for Theoretical Physics, University of Innsbruck(因斯布鲁克大学理论物理研究所)
本文提出通过全局相位调制Rydberg激发激光实现多量子比特奇偶相门,采用时间轮廓优化减少噪声影响,支持非等距原子配置下的可靠门操作。
2025-06-11 quant-ph
The fermionic linear optical extent is multiplicative for 4 qubit parity eigenstates
本文研究了费米子线性光学(FLO)广度的标度行为,证明了任意纯态与4量子比特宇称本征态张量积的FLO广度等于两因子广度之积,并递归证明了该广度对4量子比特魔态的任意张量积具有可乘性。
2024-07-30 quant-ph
Qubit-parity interference despite unknown interaction phases
Palacky University(帕拉茨基大学)
该研究通过实验展示了在未知稳定相位下量子比特-奇偶干涉的实现,利用两脉冲干涉序列实现了高可见度,为高维状态的相干见证提供了新方法。
2026-01-26 quant-ph
Photonic two-qubit parity gate with tiny cross-Kerr nonlinearity
交叉克尔非线性(XKNL)效应可以诱导有效的光子相互作用,原则上,光子多量子比特门可以使用比线性光学方案少得多的物理资源来实现。不幸的是,产生巨大的交叉克尔非线性是非常具有挑战性的。近年来,已经做出了很多努力来通过弱XKNL实现多量子比特门。然而,所需的非线性强度仍然难以在实验中实现。我们在这里提出了一个基于XKNL的方案,用于实现双光子偏振奇偶校验门,一个通用的两量子比特门,其中所需的非线性强度可以比以前的方案所需的强度弱几个数量级。该方案利用一个环形腔作为量子信息总线,与两个偏振光子(量子比特)的路径模相互作用。XKNL效应使得总线拾取取决于路径模式的光子数的相移。即使当潜在的相移是非常小的,他们可以有效地测量使用光子数分辨探测器,这说明了这样一个事实,即我们的计划可以工作在微小的XKNL制度。测量结果揭示了两个极化量子比特的奇偶性(偶奇偶性或奇奇偶性)。
2012-05-30 quant-ph
Scalable Parity Architecture With a Shuttling-Based Spin Qubit Processor
本文提出基于自旋穿梭和相同单元胞晶格的恒定深度 Parity QAOA 实现,建立含谷裂分布的硬件误差模型,并证明近期自旋量子比特器件可具备优于超导 transmon 的竞争力。
2024-07-31 quant-ph
Fault-tolerant parity readout on a shuttling-based trapped-ion quantum computer
量子纠错需要通过适当的多量子比特相关算子的可靠测量来检测错误。在这里,我们实验证明了一个容错的重量-4奇偶校验测量方案。一个额外的“标志”量子位用于检测整个奇偶校验测量过程中发生的错误,否则这些错误将扩散到量子位寄存器上的不可纠正的权重2错误。我们实现了93.2(2)\%的标记条件下的奇偶测量单次保真度。故意注入位和相位翻转错误,我们表明,容错协议是能够可靠地拦截这样的故障。对于奇偶测量方案的整体基准测试,我们使用纠缠见证来表明所实现的电路产生真正的六量子比特多方纠缠。容错奇偶校验测量方案是一个重要的构建块在一个广泛的类稳定器量子纠错协议,包括拓扑色码。我们的硬件平台是基于原子离子存储在一个分段的微芯片离子阱。量子位寄存器通过穿梭操作动态重新配置,实现有效的完全连接,而没有操作串扰,这为可扩展的容错量子计算提供了关键能力。
2021-07-13 quant-ph
Parity breaking and scaling behavior in light-matter interaction
用宇称破缺方法研究了Rabi模型和Jaynes-Cummings(JC)模型描述的光-物质相互作用,并研究了基态粒子数反转期望的标度行为。我们发现宇称破缺导致了两个模型不同的标度行为,其中Rabi模型表现出标度不变性,而JC模型表现出尖点行为。我们的研究有助于进一步理解行波近似,并可以为两个模型之间的差异提供比任何其他特征参数更微妙的物理学。更重要的是,我们的结果可以直接应用于自旋玻色子模型中量子相变的理解。此外,标度行为是可观察到的使用目前可用的技术在光-物质相互作用。
2013-03-13 quant-ph
Charge-parity switching effects and optimisation of transmon-qubit design parameters
本研究通过全面噪声建模,确定transmon量子比特设计参数最优范围,并揭示电荷宇称切换对双量子比特门的影响,提出综合性能指标指导下一代量子处理器开发。
2024-03-29 quant-ph
Fault-tolerant fidelity based on few-qubit codes: Parity-check circuits for biased error channels
在浅亚阈值区域,容错量子计算需要大量的量子比特。本文研究了深亚阈值区的误差校正。我们估计的物理错误率实现的逻辑错误率的$10^{-6} - 10^{-15}$使用少量子比特码,即短重复码,小表面码和Steane码。识别对偏置误差通道有效的纠错电路。使用Steane码,当误差信道以$10^{-3}$的比率偏置时,可以实现$10^{-15}$的逻辑误差率和$10^{-5}$的物理误差率,其远高于去极化误差的$10^{-9}$的物理误差率。
2020-09-21 quant-ph
Quantum simulation of parity-time symmetry breaking with a superconducting quantum processor
在非厄米哈密顿系统中观察真正的量子效应一直是该领域的一个突出挑战。在这里,我们模拟的演化下,这样的哈密顿在量子制度的超导量子处理器上使用的膨胀过程涉及一个辅助量子比特。我们观察到宇称时间($\mathcal{PT}$)对称性破缺相变的例外点,获得的临界指数,并表明,这种转变是与状态可重复性的损失。在两量子比特的情况下,我们证明了纠缠可以通过局域操作来改变。
2021-11-23 quant-ph
Experimental simulation of the Parity-Time-symmetric dynamics using photonics qubits
宇称-时间(PT)对称性的概念起源于量子力学的框架,如果哈密顿算符与宇称和时间算符满足对易关系,则PT对称性表现出全部实本征能谱。最近,PT对称性被引入到光学、电子电路、声学等许多经典领域,以进一步研究哈密顿量的动力学和系统的能量。针对量子态在PT对称哈密顿量作用下的动力学演化问题,利用单光子系统实验研究了PT对称哈密顿量作用下二能级系统的一般动力学演化.通过使用辅助量子比特来扩大系统并在具有后选择的非厄米哈密顿量下对子系统进行编码,当仅考虑成功的宇称时间对称演化子空间时,可以高保真地观察到状态的演化。由于伸缩方法的有效操作,我们的工作为进一步利用PT对称哈密顿量的奇异性质进行量子模拟和量子信息处理提供了一条途径.
2020-04-19 quant-ph
Searching for structure beyond parity in the two-qubit Dicke model
我们尝试通过计算两个本征态的量子信息测度:Wooters纠缠度和互量子信息来对双比特Dicke模型的谱进行分类.我们能够在模型的每个奇偶子空间中检测到四个谱集:一个谱集是正则的,由场的Fock态乘以量子比特的单态Bell态的乘积给出;其余的谱集是相当正则的,与Bell基的三重态有关。当我们将Dicke模型耦合到谐振子环境中时,单重态成为捕获态,使它们成为在离子阱量子电动力学(QED)和电路QED实验实现中产生最大纠缠态的候选者。此外,它们是鲁棒的,并且在包含驱动和偶极-偶极相互作用的情况下仍然存在,这表明它们用于存储量子相关性,并且可以直接将这些捕获态推广到具有偶数个量子位的迪克模型。
2014-03-12 quant-ph
Parity-time-symmetric two-qubit system: entanglement and sensing
本文研究PT对称伊辛型双量子比特系统,揭示例外点处纠缠动力学与传感灵敏度的显著增强,并提出量子相干测量见证例外点。
2023-05-30 quant-ph
Correlation-Assisted Odd-Parity Encoded Gates in Coupled Fluxonium Qubits under Non-Markovian TLS Noise
School of Physics, Hangzhou Dianzi University(杭州电子科技大学物理学院);State Key Laboratory of Quantum Optics Technologies and Devices, Shanxi University(山西大学量子光学技术与器件国家重点实验室);Zhejiang Key Laboratory of Quantum State Control and Optical Field Manipulation, Hangzhou Dianzi University(杭州电子科技大学量子态调控与光场操纵浙江省重点实验室)
利用关联纵向噪声在奇宇称子空间中转化为共模涨落,通过交换耦合和失谐驱动实现编码逻辑门,并建模非马尔可夫TLS噪声评估门保真度,发现正空间关联抑制差分涨落提升保真度。
2026-06-05 quant-ph
Distinguishing parity-switching mechanisms in a superconducting qubit
单电荷隧穿是影响超导量子位的退相干机制,但导致超导器件中这种隧穿的过量准粒子激发(QP)的起源尚未完全清楚。我们测量了偏移电荷敏感的transmon量子比特中电荷奇偶(或简单地说,“奇偶”)切换的通量依赖性,以确定光子辅助奇偶切换和QP生成对整体奇偶切换速率的贡献。宇称切换率表现出量子比特状态依赖的峰值的通量依赖性,表示主要被困在低间隙膜的设备中的多余的量子点的冷分布。此外,我们发现,光子辅助的过程有助于显着的奇偶校验开关和多余的量子点的产生,通过拟合到一个模型,自洽地结合光子辅助奇偶校验开关以及膜间的QP动态。
2022-04-15 cond-mat.mes-hall quant-ph
Top-transmon: hybrid superconducting qubit for parity-protected quantum computation
由非耦合的马约拉纳费米子构造的量子比特被保护不受退相干的影响,但要进行量子计算,这种拓扑保护需要被打破。宇称保护的量子计算以一种最小侵入的方式打破了这种保护,通过直接耦合到系统的费米子宇称-而不管任何准粒子激发。在这里,我们建议使用超导电荷量子比特在传输线谐振器(一个所谓的transmon)执行奇偶保护旋转和读出的拓扑(顶部)量子比特。与使用通量量子比特的早期提议相比,其优点在于可以以指数精度打开和关闭耦合,从而有望降低对电荷噪声的敏感性。
2011-05-02 cond-mat.mes-hall quant-ph
Nonclassicality of a Macroscopic Qubit-Ensemble via Parity Measurement Induced Disturbance
University College London(伦敦大学学院);Shiv Nadar Institution of Eminence(希夫纳达尔卓越机构);London Centre for Nanotechnology, University College London(伦敦大学学院伦敦纳米技术中心)
通过测量诱导扰动检测宏观量子比特集合的非经典性,揭示量子到经典过渡的机制。
2026-10-27 quant-ph
Controlled-NOT for multiparticle qubits and topological quantum computation based on parity measurements
讨论了一种基于测量的可控非(CNOT)量子门的实现。这种门最近已经被讨论用于自由电子量子比特。在这里,我们扩展这个计划的量子比特编码的产品状态的两个(或更多)自旋-1/2或等效系统。这种扩展的关键是找到一个可行的量子比特奇偶校验计。我们提出了一个通用的方案,减少这个量子位奇偶校验仪的本地自旋奇偶校验测量两个自旋,一个从每个量子位。进一步讨论了多粒子CNOT门的两种可能实现:单重态-三重态编码的双量子点中的电子自旋,以及利用拓扑量子计算编织操作和非拓扑电荷测量的nu=5/2伊辛非阿贝尔任意子.
2008-01-25 cond-mat.mes-hall quant-ph
Parity-protected superconducting qubit based on topological insulators
Huazhong University of Science and Technology(华中科技大学);Wuhan National High Magnetic Field Center(武汉国家强磁场中心);Fuyang Normal University(阜阳师范大学)
基于拓扑绝缘体的 parity 保护超导量子比特,利用拓扑约瑟夫森结实现对电荷和磁通噪声的双重保护,提升量子比特的相干时间。
2023-08-23 cond-mat.mes-hall quant-ph
Parity meter for charge qubits: an efficient quantum entangler
我们提出了一种基于两个双量子点和一个量子点接触的电荷宇称计的实现。这样的装置是先前由Mao等人[Phys.Rev.Lett. 93,056803(2004)]。我们的设置仅通过电流测量完成了纠缠态的制备,并允许通过捏断奇偶校验计来有效地解耦量子比特。讨论了宇称计的两个应用:电荷量子比特贝尔不等式的测量和受控非门的实现。
2006-04-26 cond-mat.mes-hall quant-ph
On the static Casimir effect with parity-breaking mirrors
我们研究Casimir相互作用能由于真空涨落的电磁(EM)场中存在两个镜子,描述的$2+1$维,一般非本地行动,其中可能包含宇称守恒和宇称破缺条款。我们比较的结果与相应的陈-西蒙斯边界条件,并评估几个特定的情况下的相互作用能。
2016-08-21 hep-th quant-ph
Frequency combs with parity-protected cross-correlations from dynamically modulated qubit arrays
我们开发了一个通用的理论框架,以动态工程量子相关的频率梳发射从一个阵列的超导量子位在波导中,严格占量子位共振频率的时间调制。我们证明,当两个量子比特的共振频率被周期性地调制一个$π$相移时,来自不同边带的散射光子的互相关可以同时实现聚束和反聚束.我们的方法基于不同宇称对称性的量子激发之间的动力学转换,具有很强的普适性。它可以用来控制一般动态调制耗散量子系统中的两粒子关联。
2023-02-26 physics.optics quant-ph
Charge Parity Rates in Transmon Qubits with Different Shunting Capacitors
本文用类 Ramsey 脉冲序列测量五种不同几何与材料的 transmon 量子比特,发现电荷宇称率随设计相差两倍且与电容材料无关,并结合涡旋俘获实验和黑体辐射模拟指出 Josephson 结处破对光子吸收是主要来源。
2025-03-14 cond-mat.supr-con quant-ph
Parity breaking and scaling behavior in the spin-boson model
我们研究了自旋玻色子模型中宇称破缺现象,并在抑制了欧姆和亚欧姆耗散谱函数中固有的红外发散后,证明了宇称破缺临界点附近的磁化强度和纠缠的独特标度行为.我们的处理方法基本上是分析性的,对所有类型的浴缸都具有通用性。我们认为,传统的光谱函数是不完全合理的和以前的理由量子相变局域化需要更认真地重新审查。
2012-02-26 cond-mat.str-el quant-ph
SWAP gate between a Majorana qubit and a parity-protected superconducting qubit
高保真度的量子信息处理需要快速门和长寿命量子存储器的组合。在这项工作中,我们提出了一种混合架构,其中奇偶保护的超导量子位直接耦合到马约拉纳量子位,它扮演着量子存储器的角色。超导量子位是基于一个$π$ -周期性约瑟夫森结实现与栅极可调半导体线,其中个别库珀对的隧穿被抑制。其中一条线还包含四个定义量子位的马约拉纳零模式。我们证明,这使得实现的SWAP门,允许之间的拓扑和常规量子比特的量子信息的转导。这种架构结合了快速门,这可以实现与超导量子位,与拓扑保护马约拉纳内存。
2022-05-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Deterministic entanglement of superconducting qubits by parity measurement and feedback
量子系统在测量过程中的随机演化可以说是量子力学最神秘的特征。测量一个量子系统通常会使它转向经典状态,破坏任何初始量子叠加以及与其他量子系统的任何纠缠。值得注意的是,测量非相互作用量子系统之间的共享属性可以从不相关的状态开始产生纠缠。在量子计算中特别感兴趣的是奇偶性测量,其将量子位(qubit)的寄存器投影到具有偶数或奇数激发总数的状态。至关重要的是,宇称计必须以高保真度辨别两个宇称,同时保持相同宇称状态之间的相干性。尽管有许多关于原子、半导体和超导量子比特的提议,但实现一个奇偶校验计,为偶数和奇数测量结果产生纠缠,仍然是一个突出的挑战。我们实现了一个时间分辨的,连续的宇称测量的两个超导量子比特使用腔在一个3D电路量子电动力学(cQED)架构和相敏参量放大。利用后选择,我们通过宇称测量产生纠缠,达到77%的并发。通过在反馈控制回路中引入奇偶校验计,我们将纠缠的产生从概率性转变为完全确定性,并根据需要达到66%的目标Bell态保真度。这些实现的奇偶校验计和反馈使能的确定性测量协议提供了关键成分的固态主动量子纠错。
2013-06-17 cond-mat.mes-hall quant-ph
Photon-assisted charge-parity jumps in a superconducting qubit
我们计算了能量超过库珀对破坏阈值的杂散光子引起的超导量子比特的能量和相位弛豫率。该机制中的所有弛豫通道都与量子位的电荷奇偶性的变化相关联,使得光子辅助过程与弛豫速率的其他贡献分离。新机制的特征之一是量子位释放或获得能量的跃迁速率顺序相同。
2019-04-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Depth-2 QAC circuits cannot simulate quantum parity
我们证明了$n > 3$量子比特上的量子奇偶校验门不能用具有两层任意数量的任意C-SIGN门和任意1-量子比特幺正门的量子线路干净地模拟,不管允许的辅助量子比特的数量如何。这是最有名的和第一个非平凡的分离之间的奇偶校验门和电路的这种形式。同样的界限也适用于量子扇出门。我们的结果与Fang等人[3]的结果是不可比较的,后者适用于任何恒定的深度,但需要模拟电路上的辅助量子比特的亚线性数量。
2020-05-25 cs.CC quant-ph
Parity-to-charge conversion in Majorana qubit readout
我们研究了马尔可夫读出过程对马约拉纳量子比特的时间依赖效应,马约拉纳量子比特的宇称自由度被转换为隧道耦合量子点的电荷。通过应用最近建立的有效的Lindbladian近似[1-3],我们得到了一个完全正的和保迹的Lindblad主方程的组合点-量子比特动力学,描述弛豫和退相干过程超越了光波近似。这种方法适用于广泛的弱耦合环境,代表实验相关的读出设备。我们详细研究了热衰减的情况下,在一个通用的欧姆玻色子浴的存在下,特别是在电磁电路的潜在波动。此外,我们考虑的奇偶校验读出使用量子点接触电容耦合到点电荷的非平衡测量环境。
2020-04-13 cond-mat.mes-hall quant-ph
Fermion-parity qubit in a proximitized double quantum dot
本文提出在约瑟夫森结中的双量子点里编码局域费米子宇称作为量子比特,利用最佳工作点实现零电荷偶极矩以抑制电荷噪声退相干,并给出初始化、读出及单双量子比特门方案。
2024-06-17 cond-mat.mes-hall quant-ph
Weight-four parity checks with silicon spin qubits
QuTech and Kavli Institute of Nanoscience, Delft University of Technology(代尔夫特理工大学量子技术与开利纳米科学研究所);Netherlands Organization for Applied Scientific Research (TNO)(荷兰应用科学研究组织(TNO))
该研究展示了一种硅自旋量子比特设备,通过四重奇偶校验实现五量子比特GHZ态的纠缠,为量子纠错实验提供新途径。
2026-01-30 cond-mat.mes-hall quant-ph