Geometric entangling gates for coupled cavity system in decoherence-free subspaces
提出了一种在无退相干子空间的耦合腔系统中实现两个逻辑量子比特的几何纠缠门的方案。每个逻辑量子比特由两个囚禁在单个腔中的原子编码，通过腔耦合和控制外部经典激光场来实现几何纠缠门。该方案基于耦合腔系统，允许量子计算的可扩展性，并放宽了对原子单独寻址的要求。
2011-12-14 quant-ph
Efficient scheme for realizing a multiplex-controlled phase gate with photonic qubits in circuit quantum electrodynamics
基于电路量子电动力学（QED）理论，提出了一种利用多个光子量子比特同时控制一个目标光子量子比特实现多路控制相位门的有效方案。为了方便起见，我们将这种多量子比特门表示为MCP门。该门是通过使用两级耦合器耦合多个腔来实现的。这里的耦合器是一个超导量子比特。该方案很简单，因为门的实现仅需要\textit{one step}操作。此外，该方案是相当通用的，因为每个光子量子比特的两个逻辑状态可以用真空状态和任意非真空状态（例如，Fock态、Fock态的叠加、猫态或相干态等）。其与真空状态正交或准正交。该方案具有一些额外的优点：因为仅使用两级耦合器，即，不利用辅助能级，避免了来自耦合器的较高能级的退相干;门操作时间不依赖于量子比特的数量;并且由于不应用测量，所以确定性地实现门。作为一个例子，我们数值分析了基于电路QED的实验可行性，实现一个三量子比特MCP门与光子量子比特每个编码通过真空状态和猫状态。该方案可以应用于由多个微波或光腔耦合到一个二能级耦合器（如自然或人工原子）组成的广泛的物理系统中，以完成相同的任务。
2022-04-08 quant-ph
Multiplexed double-transmon coupler scheme in scalable superconducting quantum processor
针对单Transmon耦合器控制线过多限制扩展性的问题，提出双Transmon耦合器多路复用方案，通过共享控制线降低布线复杂度并抑制静态$ZZ$耦合，实验制备的Bell态和GHZ态保真度分别超99%和96%，显著提升了超导量子处理器扩展性。
2025-11-04 quant-ph
Effective generation of entangled states and realization of quantum gate operations in cavity QED
由于一些问题，本文已被作者撤回。
2008-04-01 quant-ph
Quantum phase gate for optical qubits with cavity quantum optomechanics
我们表明，由机械谐振器同时耦合到光学腔的两个模式形成的腔光学机械系统可以用于实现与两个腔内模式相关联的光学量子比特之间的确定性量子相位门。该方案是可实现的足够强的单光子光学机械耦合的解决边带制度，是强大的腔损耗。
2015-03-17 quant-ph
High speed quantum gates with cavity quantum electrodynamics
用于量子门的腔量子电动力学方案是最早的量子计算方案之一。尽管不断取得进展，最近戏剧性的光子封锁的演示，仍然有问题的最佳耦合和门操作涉及高质量的腔。在这里，我们展示了动态控制技术，允许可扩展的腔QED基于量子门，使用腔的全带宽。当应用于量子门时，这些技术允许在操作速度上增加一个数量级，并且在腔Q上减少两个数量级，超过被动腔QED架构。我们的方法利用基于斯塔克位移的Q开关，非常适合固态集成光学方法的量子计算。
2009-04-16 quant-ph
Phase gate of one superconducting qubit simultaneously controlling n qubits in a cavity
我们提出了如何实现一个超导量子比特同时控制N个量子比特的三步相位控制门（1<n<N）。该门的操作时间与门操作中涉及的量子位数n无关。这种相位门同时控制n个量子位对腔模的初始状态不敏感，并且可以用于产生同时作用于n个量子位的类似CNOT门。
2013-03-18 quant-ph
Possible realization of entanglement, logical gates and quantum information transfer with superconducting-quantum-interference-device qubits in cavity QED
我们提出了一个方案，通过将超导量子干涉器件（SQUID）放置在微波腔中，实现两个量子比特的最大纠缠态、受控相移门和SWAP门。我们还展示了如何将量子信息从一个SQUID量子比特转移到另一个SQUID量子比特。该方案不需要在SQUID和腔之间传递量子信息，只需要虚激励腔场，从而大大放宽了对腔的品质因数的要求。
2014-03-17 quant-ph
Control of entanglement and two-qubit quantum gates with atoms crossing a detuned optical cavity
提出了一种利用失谐光腔和垂直于腔轴的激光束产生两个（λ型）四能级原子之间有效相互作用的纠缠态的方案。它示出了如何通过操纵它们的速度和（初始）原子之间的距离，两个原子通过腔的纠缠度可以控制。此外，在原子-腔-激光系统的框架内，提出了三种实现双量子比特门的可行方案，即i-交换门、受控Z门和受控非门。对于所有这些方案，我们分析和讨论的原子速度和原子间的距离，这些门实现最可靠。
2009-05-29 quant-ph
Mølmer-Sørensen entangling gate for cavity QED systems
Mølmer-Sørensen门是离子阱量子计算中最先进的纠缠门，其门保真度可达99%以上。在这里，我们提出了一个类似的实现在腔QED的设置。与离子阱中的声子模相比，腔光子模在门中充当玻色子自由度。这是通过利用腔辅助拉曼跃迁互连嵌入在四能级能量结构中的逻辑量子比特状态，使得“反Jaynes-Cummings”（AJC）项在驻波近似下可用。我们确定的不忠的实际来源，并讨论其对门的性能的影响。我们的建议不仅展示了另一种纠缠门方案，但也揭示了新的光离子阱和腔QED之间的关系，在这个意义上说，许多技术开发的前者是转移到后者通过我们的框架。
2017-01-26 quant-ph
Nonlocal Gate Of Quantum Network Via Cavity Quantum Electrodynamics
我们提出了一个实验上可行的方案来实现两个不同量子网络节点之间的非局域门。利用纠缠量子比特作为量子信道，我们的方案可以抵抗实际环境噪声，并且在当前的腔量子电动力学（C-QED）系统中可以获得高保真度。
2006-03-26 quant-ph
Realization of quantum gates with multiple control qubits or multiple target qubits in a cavity
本文提出了一种利用腔中的四能级量子系统实现三量子比特受控相位门和一个量子比特同时控制n个目标量子比特的多量子比特受控非门的方案。不需要在栅极实施期间调整电平间距。多量子比特控制的非门的实现时间与量子比特的数量无关。将三比特相位门推广到多控制比特的n比特相位门，与传统的门分解方法相比，其计算步骤（复杂度）线性减少。我们的方案可以应用于各种类型的物理系统，如超导量子比特耦合到谐振腔和囚禁在一个腔中的原子。实验的可能性，我们的方法也提出。
2015-03-02 quant-ph
Demonstration of a quantum C-NOT Gate in a Time-Multiplexed fully reconfigurable photonic processor
Paderborn University（帕德博恩大学）
研究通过时分复用技术实现全可重构光子处理器中的C-NOT门，验证了其高保真度及在生成贝尔态中的应用。
2026-04-27 physics.optics quant-ph
Proposal for realizing a multiqubit tunable phase gate of one qubit simultaneously controlling n target qubits using cavity QED
提出了一种在腔QED中实现一个量子比特同时控制n个目标量子比特的多量子比特可调相位门的方法。在该方案中，经典脉冲仅与腔外的原子相互作用，从而避免了将脉冲施加到腔内单个原子而不影响同一腔中的其他原子的实验挑战。由于采用一阶大失谐，与使用二阶大失谐相比，门可以快速执行。此外，门操作时间与量子比特的数量无关。该方案具有普遍性，可应用于耦合到谐振腔的各种超导量子比特、耦合到微球腔的NV中心或腔QED中的量子点。
2012-08-14 quant-ph
Quantum logic gates using Stark shifted Raman transitions in a cavity
提出了一种利用失谐光腔与三能级喇曼系统相互作用实现基本的两量子比特逻辑门如量子相位门和控制非门的方案。我们讨论了斯塔克位移的作用，这是同样重要的条款导致双光子跃迁。所提出的逻辑门的操作涉及原子的亚稳态，因此不受自发发射的影响。这些想法可以扩展到产生多粒子纠缠。
2004-03-13 quant-ph
Cavity-assisted controlled phase-flip gates
腔介导的双量子比特门，例如在固态自旋之间，对于量子网络应用是有吸引力的。我们提出了三种方案来实现由腔介导的受控相位翻转门。所有这些方案的主要优点是可以使用具有高协同性的腔来执行它们，但不是在强耦合区。我们详细计算每个方案的保真度，考虑到最重要的现实缺陷，并将它们进行比较，以突出每个方案的最佳条件。利用这些结果，我们讨论了哪些量子系统特性可能有利于一个方案。
2020-09-08 quant-ph
Proposal for realization of a Toffoli gate via cavity-assisted collision
腔QED是研究小尺度量子信息处理的一种通用工具。在此设置中，我们描述了一个特定的协议，用于实现一个Toffoli门与里德伯原子和腔场。我们的方案使用共振和非共振相互作用，特别是腔辅助原子碰撞。该协议的实验可行性进行了仔细分析，数值模拟的帮助下，并考虑到退相干过程。此外，我们表明，我们的协议是最佳的实验设置所施加的约束内。
2003-06-09 quant-ph
Realization of an n-qubit controlled-U gate with superconducting quantum interference devices or atoms in cavity QED
提出了一种利用超导量子干涉器件在腔QED中实现$n$量子比特控制的$U$门的方法。在这种方法中，SQUID的两个最低能级代表量子位的两个逻辑状态，而较高能量的中间能级则用于门操作。我们的方法基本上通过创建一个单光子通过控制SQUID之一，然后在目标SQUID上进行任意幺正变换与腔光子的协助下。此外，我们还证明了该方法可以应用于腔QED中的原子量子位实现$n $ %量子位控制的$U$门。
2006-02-01 quant-ph
Quantum controlled phase gate and cluster states generation via two superconducting quantum interference devices in a cavity
提出了一种利用两个超导量子干涉器件实现双量子比特量子控制相位门的方案。利用量子化腔场和经典微波脉冲，在SQUID的两个低通量态内实现了门操作。我们的方案是实现没有任何类型的测量，不使用腔模式作为数据总线，只需要一个非常短的谐振相互作用的SQUID腔系统。作为QCPG操作的一个应用，我们还提出了一个生成多个SQUID簇态的方案。
2006-07-06 quant-ph
An unconventional geometric phase gate with two nonresonant quantum dots trapped in a photonic crystal cavity
提出了一种利用光子晶体腔中的两个非共振量子点通过非常规几何相位实现双量子比特控制相位门的方案。在该系统中，量子点同时与大失谐腔模和强驱动经典光场相互作用。在门操作期间，量子点不经历跃迁，而腔模式沿着相空间中的闭合路径移位。以这种方式，系统可以获得以量子点的状态为条件的几何相位。在实现单量子比特操作之后，可以构造双量子比特控制的相位门。
2011-06-23 quant-ph
Phase gate of one qubit simultaneously controlling $n$ qubits in a cavity
我们提出了如何实现一个量子比特的三步控制相位门，同时控制腔中或耦合到谐振器的$n$量子比特。形成该多量子位相位门的$n$双量子位受控相位门可以同时执行。该相位门的操作时间与量子位的数量$n$无关。这种相位门同时控制$n$量子位对腔模的初始状态不敏感，并且可以用于产生同时作用于$n$量子位的类似CNOT门。我们提出了两种替代方法来实现这个门。一种方法是基于调谐量子比特频率，而另一种方法是调谐谐振器频率。以超导量子位耦合到谐振器为例，我们展示了如何实现一个超导量子位同时控制从耦合到谐振器的$N$量子位（$1<n<N$）中选择的$n$量子位的门.我们还讨论了利用一个初始处于任意态的腔来实现原子门的问题。
2010-11-08 quant-ph
Purifying two-bit quantum gates and joint measurements in cavity QED
使用腔QED设置，我们展示了如何实现一个特定的联合测量两个原子的容错方式。基于该方案，我们说明了如何实现量子通信的噪声信道时，本地操作受到错误。我们还提出了一个方案来执行和纯化一个通用的二位门。
1997-08-19 quant-ph
Generation of two-mode nonclassical states and a quantum phase gate operation in trapped ion cavity QED
我们提出了一个产生量子系统非经典态的方案，该系统由一维囚禁离子运动和单腔场模组成。我们证明了双模SU（2）薛定谔猫态、纠缠相干态、双模压缩真空态及其叠加态的产生。如果用振动模和腔模分别表示一个量子比特，就可以实现量子相位门。
2002-04-13 quant-ph
CNOT gate by adiabatic passage with an optical cavity
本文提出了一种在光学腔中利用绝热通道构造CNOT门的方案。与先前提出的方法相反，该技术不是基于分数绝热通过，这需要控制两个脉冲幅度的比率。此外，该技术构成了一个消相干的方法，在这个意义上，自发发射和腔阻尼是避免的，因为动态遵循暗态。
2005-09-27 quant-ph
Optimal cavity design for minimizing errors in cavity-QED-based atom-photon entangling gates with finite temporal duration
该研究针对有限光子脉冲时长下基于腔QED的原子-光子纠缠门误差问题，解析推导了可同时最小化光子损耗与时间模式失配误差的腔参数关系，还通过数值模拟研究了短脉冲下的脉冲畸变影响，首次提出腔存在最优长度，为量子信息处理实现提供指导。
2025-01-19 quant-ph
Frequency-up conversion and quantum swap gate in an optical cavity with atomic cloud
提出了一种实现腔内光场上变频和双量子比特量子交换门的方案。在该方案中，一个V型原子系综在它们的基态中共同介导两个腔模之间的相互作用。在一定条件下，腔场自由度与原子自由度解耦，两个腔模之间的有效耦合强度随$\sqrt{N}$（$N$为原子数）的增加而增加.数值模拟表明，在原子自发发射和腔模衰减的影响下，量子交换门仍然具有较高的保真度。
2008-01-05 quant-ph
A simple, robust, and scalable quantum logic gate with quantum dot cavity QED systems
我们提出了一种方法来制定一个确定性的，测量免费的，光学产生的控制相位门上的两个量子比特定义的单电子被困在大面积量子点在一个平面微腔。该方法对光学量子点的不均匀性具有鲁棒性，仅需要一个适度的$Q$平面腔，仅使用单个激光脉冲，并且允许在一个半导体芯片上集成许多纠缠量子比特。我们提出的门的绝热演化和几何相位的上下文中，并计算性能的退化中存在的自发发射和腔损耗。
2009-10-26 quant-ph
Programmable all-to-all entangling gates for cavity-coupled atoms
School of Physics and Astronomy, University of Birmingham（伯明翰大学物理与天文学院）
本文设计了一种耦合到光子腔的中性原子间的高保真Mølmer Sørensen型纠缠门，可实现可编程全对全连接，消除原子物理移动需求，抑制运动误差，实验参数下保真度超0.99。
2026-10-16 quant-ph
Robust quantum gates on neutral atoms with cavity-assisted photon-scattering
我们提出了一个利用单光子催化的中性原子实现量子计算的方案。条件量子门，包括一个$N$ -原子Toffoli门和远程原子上的非局域门，通过腔辅助光子散射的方式，是强大的随机变化的原子-光子耦合率，并不需要本地化的Lamb-Dicke制度。在我们的方案中，占主导地位的噪声是自动检测每个门操作，导致信号错误，不妨碍有效的量子计算，即使错误概率接近单位。
2005-05-09 quant-ph
A proposal for implementing an n-qubit controlled-rotation gate with three-level superconducting qubit systems in cavity QED
提出了一种在腔QED中利用三能级超导量子比特系统实现n量子比特受控旋转门的方法。量子位的两个逻辑状态由每个系统的两个最低能级表示，而较高的能级用于门实现。该方法基本上通过准备以控制量子位的状态为条件的$W$状态，在腔模式中创建单个光子，然后在腔光子的帮助下对目标量子位的状态执行任意旋转来操作。值得注意的是，用于实现所提出的门的基本操作步骤不随着量子位的数量$n$而增加，并且门操作时间随着量子位的数量增加而减少。该方案具有一定的通用性，可应用于腔体中或耦合到谐振器的各种类型的超导器件。
2011-05-08 quant-ph
Implementation of quantum gates and preparation of entangled states in cavity QED with cold trapped ions
提出了一种在单模光腔中利用冷囚禁离子实现量子计算基本门和制备纠缠态的方案。一般的量子计算可以用囚禁离子的运动态和腔态作为量子比特来实现。我们也可以在这样的系统中产生不同种类的纠缠态而不需要态约减，并且可以将量子态从一个阱中的离子转移到另一个阱中的离子。实现我们的计划的实验要求进行了讨论。
2002-07-29 quant-ph
Creation of Entanglement and Implementation of Quantum Logic Gate Operations Using a Three-Dimensional Photonic Crystal Single-Mode Cavity
在偶极近似和行波近似下，求解了具有足够高品质因子的三维光子晶体单模腔的含时耦合Jaynes-Cummings哈密顿量.然后，我们利用这些结果来展示如何创建两个原子的最大纠缠态，以及如何实现几个量子逻辑门：双轨Hadamard门，双轨NOT门和SWAP门。所有这些操作中的原子都是同步的，这在PC中的先前研究中不是这样[1，2]。我们的方法有可能扩展到N原子纠缠，通用的量子逻辑操作，和其他有用的，腔QED的量子信息处理任务的实施。
2006-03-11 quant-ph
Halving the cost of quantum multiplexed rotations
我们改进了具有$c$控制的多路复用量子门的$b$位近似所需的$T$门的数量，该$T$门应用从$4n b+\mathcal{O}(\sqrt{cn b})$到$2n b+\mathcal{O}(\sqrt{cn b})$的$n$单量子位任意相位旋转，并且将所需的量子位的数量减少到2倍。这种通用的量子线路基元存在于许多量子算法中，我们的结果将基于双因子分解或张量超压缩表示的量子化的最新电子结构模拟的成本大约减半。我们实现了这一点，通过扩展最近的想法随机编译的量子线路的经典数据，并讨论时空权衡和浓度的措施，在其实施。
2021-10-26 quant-ph
Fast quantum logic gates with trapped ions interacting with external laser and quantized cavity field beyond the Lamb-Dicke regime
提出了一种利用单色光场和量子化腔场相互作用操纵囚禁离子实现量子逻辑门的方案。对于非共振激光脉冲或量子化腔场实现离子态跃迁的特征时间，当Lamb-Dicke参数值为大的$η_{L}=η_{c}=0.2$时，特征时间急剧下降，并且随着初始态振动量子数$m$的增加，特征时间进一步减小.
2003-02-27 quant-ph
Quantum computation with trapped ions in strongly detuned optical cavity
提出了一种实现光腔中两个$Λ$离子量子相位门的方案。结果表明，在强失谐光腔中，通过对单个离子进行激光寻址，可以实现量子相位门。进一步证明了通过引入辅助基态可以实现几何量子相位门。
2001-12-10 quant-ph
Addressing requirements for crosstalk-free quantum-gate operation in many-body nanofiber cavity QED systems
Waseda University（早稻田大学）；NTT Corporation（日本电信电话株式会社）；RIKEN Center for Quantum Computing (RQC)（理化学研究所量子计算中心）
本文提出了一种基于光纤的量子计算平台，通过优化光-物质耦合实现无串扰量子门操作，并分析了其理论最优性能。
2026-01-30 quant-ph
Two-qubit controlled phase gate based on two nonresonant quantum dots trapped in a coupled-cavity array
提出了一种在非小跳变极限条件下，利用两个耦合光子晶体腔中的两个不同量子点，在经典激光场驱动下实现量子控制相位门的方案.在门操作期间，量子点都不被激发，而系统可以根据量子点的不同状态获得不同的相位。与单量子位操作一起，可以实现双量子位控制的相位门。
2011-04-13 quant-ph
Long-range quantum gate via Rydberg states of atoms in a thermal microwave cavity
我们提出了一种在有限温度下微波腔中空间分离的原子对之间实现通用量子门的方法。该门的结果从可逆的激光激发原子的里德伯态相互作用，通过交换虚光子通过一个共同的腔模式。两原子基态和双激发里德堡态之间不同跃迁路径的量子干涉使得跃迁振幅和共振对微波腔“量子总线”中的激发很大程度上不敏感，因此微波腔“量子总线”可以处于光子数态的任何叠加或混合。我们的方案实现超远程相互作用和纠缠也适用于介观原子系综在里德伯封锁制度，是可扩展的许多系综被困在一个厘米大小的微波谐振器。
2015-09-11 quant-ph
Efficient cavity control with SNAP gates
微波腔与超导量子比特的耦合已经被证明是一种很有前途的量子信息处理平台。在这种设置中的一个主要挑战是实现对腔的通用控制。一个很有前途的方法是选择性的数目相关的任意相位（SNAP）门结合腔位移。已经证明这是一个通用的门集合，但到目前为止，一个中心问题仍然是开放的：如何才能有效地实现给定的目标操作与这些操作的序列。在这项工作中，我们提出了一个实用的方案来解决这个问题。它涉及到一个分层的策略，插入新的门到一个序列，其次是一个共同优化的控制参数，这产生了短的高保真序列。对于广泛的实验相关的应用，我们发现，它们可以实现3至4 SNAP门，相比之下，高达50与以前已知的技术。
2020-04-29 quant-ph
Generation of highly retrievable atom photon entanglement with a millisecond lifetime via a spatially multiplexed cavity
与光子量子比特纠缠的量子比特存储器是长距离量子中继器的基石。利用双光束作用于光格原子，实现了腔增强的长寿命自旋波光子纠缠。然而，由于双光束交叉读出，自旋波量子比特的检索效率在所有存储时间都比单模自旋波量子比特的检索效率降低了四分之一。在这里，通过将冷原子耦合到基于偏振干涉仪的腔的两个模中，我们实现了腔增强的长寿命原子-光子纠缠中的完美量子比特恢复。将写入激光束施加到冷原子上，然后产生一个磁场不敏感的自旋波量子比特，它与编码在干涉仪两臂上的光子量子比特纠缠。自旋波量子比特由读取光束取回，这避免了交叉读出。我们的实验表明，在50%的本征量子比特恢复效率下，存储时间为540μs，比最好的报道结果长13.5倍。
2023-01-18 physics.optics quant-ph
Cavity QED implementation of non-adiabatic holonomies for universal quantum gates in decoherence-free subspaces with nitrogen-vacancy centers
提出了一种在无消相干子空间中实现非绝热完整量子计算的腔QED方案，其中氮空位中心与微球腔的回音壁模共耦合，在微球腔中的量子比特上可以实现一组通用的量子门.在我们的实现中，在适当的驱动场的辅助下，量子演化对仅虚激发的腔场态不敏感。利用氮空位中心的Λ型三能级构型中的光学跃迁，所实现的非绝热完整性可以用于在编码的逻辑量子比特上构造通用的量子门集合。因此，我们的方案开辟了在具有长相干时间的固态自旋上实现具有腔辅助相互作用的普适完整量子计算的可能性。
2015-05-20 quant-ph
Photon-Mediated Quantum Gate between Two Trapped Neutral Atoms in an Optical Cavity
量子逻辑门是量子计算机的基本构建块。它们集成到量子网络中需要强的量子比特耦合到网络通道，这可以在腔量子电动力学中用中性原子和光子实现。在这里，我们证明了由飞行光子介导的长程相互作用在光子被反射的光学腔内的两个静止原子之间执行门。这一步在$2\,\mathrm{μs}$中执行门控。我们通过产生保真度为76（2）%的Bell态，展示了两个原子之间的纠缠操作。门也作为CNOT操作。我们证明了74.1（1.6）%的重叠观察到的和理想的门输出，由80.2（0.8）%的状态准备保真度的限制。由于原子被有效地连接到光子通道，我们的门为多量子位节点的量子网络和基于中继器的长距离量子网络中的纠缠分布铺平了道路。
2018-01-18 quant-ph
Single-photon, cavity-mediated gates: detuning, losses, and non-adiabatic effects
我们研究了Koshino，Ishizaka和Nakamura最近提出的单光子腔量子逻辑门的几种扩展：扩展到双侧腔结构，扩展到两个原子基态非简并的情况，以及扩展到包含非绝热修正的情况.我们的分析可以用来估计各种缺陷的影响，并准备与目前的技术原理证明演示的方式。一个有趣的结果是，绝热近似的主要修正可以为零的失谐的适当选择，提供腔是“足够好”（足够高的耦合损耗比）。这可以大大放松对长单光子脉冲的需求。
2012-11-02 quant-ph
Non-Local Quantum Gates: a Cavity-Quantum-Electro-Dynamics implementation
与大型量子寄存器管理相关的问题可以在分布式量子计算的背景下处理：通过执行局部酉变换和交换经典通信来实现空间分离的局部处理器之间的酉非局部变换。在本文中，我们提出了一个通用的非局域量子门，如受控$\gate{NOT}$（$\cnot$）和受控量子相位门（$\gate{CQPG}$）的实现方案。我们所选择的物理实现系统是由两个空间分离的微波腔和两个囚禁的里德伯原子形成的腔量子电动力学（CQED）系统。我们描述了实现执行特定非本地操作所需的每个步骤所需遵循的程序。
2003-02-08 quant-ph
Two-atom quantum gate in hybrid cavity optomechanics
利用介观器件追踪量子系统的动力学是当前的一个重要课题。在这里，我们展示了介观机械振荡器如何控制耦合双原子系统的动力学并产生双量子位SWAP门。我们从理论上研究了一个普通的原子-光机混合系统，其中两个完全相同的原子处于$Λ$组态，被困在腔中，腔模介导原子和机械振子之间的相互作用。通过绝热消除的有损通道，这反过来又产生了一个有效的哈密顿量，这是负责由振荡器的机械运动控制的两个原子SWAP门。成功实施的建议的有效性进行评估，使用目前可用的实验参数。
2016-08-05 quant-ph
Efficient scheme for quantum entanglement, quantum information transfer, and quantum gate with three-level SQUID qubits in cavity QED
提出了一种利用超导量子干涉器件（SQUID）量子比特在腔QED中实现量子纠缠、量子信息传输和一组通用量子门的新方案。在该方案中，量子比特的两个逻辑状态是SQUID的两个最低级别。SQUID的中间级用于促进量子位的量子态的相干控制和操纵。本文提出的方法在操作过程中不会产生有限的中间能级粒子数或腔光子数。这样，由于中间能级的自发衰变引起的退相干被最小化，并且对腔的品质因数的要求被大大放宽。
2003-07-25 quant-ph
Cavity-mediated cross-cross-resonance gate
AWS Center for Quantum Computing（亚马逊量子计算中心）；Kavli Nanoscience Institute and Thomas J. Watson, Sr., Laboratory of Applied Physics, California Institute of Technology（加州理工学院卡弗里纳米科学研究所和托马斯·J·沃森 Sr. 应用物理实验室）；Institute for Quantum Information and Matter, California Institute of Technology（加州理工学院量子信息与物质研究所）；Racah Institute of Physics（拉卡赫物理研究所）
本文提出一种腔介导的交叉-交叉共振门，通过近共振驱动两个 transmon 量子比特，利用腔相空间轨迹实现受控相位门，并给出抵消色散耦合误差的方案，支持多对量子比特并行门操作。
2026-10-09 quant-ph
Entangling power of holonomic gates in atom-cavity systems
我们的目标是利用非绝热量子完整理论，在由$N$全同原子组成的系统中，为构造$Λ$型原子间的几何诱导纠缠提供一种新的途径.利用量子Zeno效应，我们引入了一个三脚架型相互作用哈密顿量，它允许任意的几何纠缠功率。这将是解决实现通用非绝热完整纠缠双量子比特门的可行性的实质性一步。
2018-03-01 quant-ph
Cavity QED quantum phase gates for a single longitudinal mode of the intracavity field
利用高Q腔的纵模驱动单个三能级原子实现了腔内光场的双量子位量子相位门。这两个量子比特与场的两个相反的圆偏振态中的每一个的零光子和单光子Fock态相关联。当两个偏振态与原子以$V$型组态相互作用并满足双光子共振条件时，三能级原子产生条件相位门。微波和光学的实现进行了讨论与门的性能进行评估，对几个退相干机制，如原子速度波动或存在一个弱磁场。利用相干态的两个偏振态的研究，以评估拟议的量子门的纠缠能力。
2004-07-29 quant-ph
Holonomic Quantum Computation Using Rf-SQUIDs Coupled Through A Microwave Cavity
提出了一种在微波腔中利用rf-SQUID量子比特实现完整量子计算的新方案。在这个方案中，通过对耦合到SQUID上的经典微波脉冲的拉比频率进行调谐，可以很容易地构造单量子比特门、双量子比特控制相位门和控制非门。这些门的保真度估计可能高于90%与当前的技术。
2004-10-23 quant-ph
Photonic CZ gates based on few-photon scattering from emitter-cavity systems
School of Mathematical and Physical Sciences, University of Sheffield（谢菲尔德大学数学与物理科学学院）
本文分析基于发射器-腔系统的光子CZ门性能，发现单双光子波包形状优化存在权衡，导致平均保真度限制在约60%。
2026-09-23 quant-ph
Multi-target-qubit unconventional geometric phase gate in a multi-cavity system
基于腔的大规模量子信息处理（QIP）可能涉及多个腔，并且需要对分布在不同腔中的量子位执行各种量子逻辑操作。基于几何相位的量子计算因其在克服计算误差和局部涨落方面的优势而受到广泛关注。此外，多量子比特门特别有吸引力，并在QIP中发挥重要作用。本文提出了一种在多腔系统中实现多目标量子比特非常规几何相位门的简单有效的方案。这种多量子位相位门具有一个共同的控制量子位，但不同的目标量子位分布在不同的腔中，这可以使用单步操作来实现。门操作时间与量子比特的数量无关，并且每个量子比特只需要两个级别。这种多量子比特门是通用的，例如，通过执行单量子比特操作，它可以被转换成两种类型的有效的多目标量子比特相位门，用于QIP和量子傅里叶变换。该提议是相当普遍的，可以用于完成一般类型的量子位（如原子，NV中心，量子点和量子位）的相同任务。
2015-06-19 quant-ph
Multiqubit tunable phase gate of one qubit simultaneously controlling $n$ qubits in a cavity
我们提出了如何在腔中或耦合到谐振器的四能级量子系统中实现一个量子比特同时控制$n$量子比特的多量子比特可调相位门。在该多量子位相位门中涉及的每个$n$双量子位受控相位（CP）门具有共享的控制量子位，但是具有{ \it不同的}目标量子位。在这个提议中，每个系统的两个最低级别代表量子位的两个逻辑状态，而两个较高能量的中间级别用于门实现。这里提出的方法基本上是通过控制量子位创建一个光子，然后诱导每个目标量子位状态的相移。每个目标量子位上的相移可以通过改变施加到目标量子位系统的脉冲的拉比频率来调整。门实现的操作时间与量子位的数量无关，并且该提议不需要在门操作期间调整量子位水平间距或调整腔模式频率。还应注意，该方法可以应用于实现某些类型的有效多量子位相位门，例如，多量子位相位门由$n$双量子位CP门组成，它们是量子傅里叶变换中的关键元件。一个可能的物理实现我们的方法。我们的建议是相当普遍的，并可以应用到物理系统，如各种类型的超导器件耦合到一个谐振腔和捕获原子在一个腔。
2010-12-31 quant-ph
Quantum computation with quantum-dot spin qubits inside a cavity
利用嵌入微腔中的量子点的导带电子自旋量子比特，通过双通道拉曼相互作用实现了通用的量子门。所有的门操作是独立的腔模式状态，\emph{i.e.}，不敏感的热腔场。单独寻址和腔介导的相互作用的有效开关在这里是直接可能的。同时，门操作也可以并行进行。选择性量子比特所需相互作用的简单实现使得当前方案更适合于可扩展的量子计算。
2007-12-19 quant-ph
