Charge-noise induced dephasing in silicon hole-spin qubits
本文从理论上研究了准二维硅量子点中空穴的电荷噪声诱导自旋退相。我们的治疗中心是占高阶修正的Luttinger哈密顿量。使用实验报告的参数，我们发现，新的条款产生的甜蜜点的空穴自旋退相，这是敏感的设备的细节：点的大小和不对称性，生长方向，以及施加的磁场和电场。此外，我们估计最佳点处的失相时间增加了几个数量级，高达毫秒数量级。
2022-01-17 cond-mat.mes-hall
Relaxation and Dephasing in a Flux-qubit
我们报告详细测量的弛豫和退相时间的磁通量子比特测量的开关DC SQUID。我们研究了它们对两个重要的电路偏置参数的依赖性：外部施加的磁通量和通过SQUID的偏置电流在两个样品中。我们展示了两种互补的策略，以保护量子位从这些退相干源。一个是偏置量子位，使其谐振频率相对于控制参数（{ \it最佳点}）是固定的;第二个是通过选择适当的偏置电流通过SQUID，{ \it解耦}量子位与电流噪声。在解耦的最佳点，我们测量到长的自旋回波衰减时间高达$4 μs$。
2004-12-17 cond-mat.mes-hall
Dephasing of qubits by transverse low-frequency noise
我们分析了一个二能级量子系统的耗散动力学的低频，例如1/f噪声，最近的实验与超导量子线路的动机。结果表明，系统横向线性耦合对低频噪声的影响与纵向二次耦合的影响相当。我们进一步发现的衰减规律的量子相干振荡的影响下的低频和高频的波动，特别是，对于可比率的松弛和纯退相的情况下。
2003-12-22 cond-mat.mes-hall
Dephasing and leakage dynamics of noisy Majorana-based qubits: Topological versus Andreev
拓扑量子计算通过使由距离$L$分离的非阿贝尔任意子成核来非局部地编码量子信息，通常跨越量子比特设备大小。这种非定域性使得拓扑量子位指数地免疫于来自所有经典噪声源的退相，其中算子支持局部在$L$的尺度上。我们进行详细的分析和数值分析的时域拉姆齐型协议的噪声马约拉纳为基础的量子位，旨在验证这种令人垂涎的拓扑保护在近期的设备，如所谓的'tetron'设计。通过评估失相时间对可调参数的依赖性，例如，磁场，我们提出的协议可以清楚地区分一个真正的马约拉纳量子比特从一个半局域Andreev束缚态，否则可以密切模仿真实的拓扑场景中的本地探针。此外，我们分析了泄漏的量子位出其低能量流形由于经典噪声引起的准粒子激发的产生;泄漏限制量子位的寿命时，大量的差距崩溃，因此我们的协议进一步揭示了发病的拓扑相变。这个实验需要测量两个附近的马约拉纳模式的初始化和读出-可实现的，例如，通过隧道耦合到附近的量子点-但没有进一步的马约拉纳操作，因此构成了一个诱人的预编织实验。在此过程中，我们解决了在讨论Majorana量子位的背景下的失相和泄漏时遇到的概念上的微妙之处。
2019-11-06 cond-mat.mes-hall quant-ph
Dephasing due to background charge fluctuations
在量子计算中，在门操作期间必须保持量子相干性。然而，在物理实现中，与环境的各种耦合是不可避免的，并且可能导致量子比特（qubit）的失相。背景电荷涨落是一个重要的退相过程，特别是在电荷量子比特系统中。我们研究了由于随机电报噪声引起的量子比特的退相速率。通过求解随机微分方程，得到了由耦合点系统构成的量子比特的退相速率，并将所得结果应用于电荷约瑟夫森量子比特系统。我们研究了由于耦合点系统和背景电荷之间的两种类型的耦合，即，在隧道耦合常数和波动的不对称偏置的波动的退相率。对于强耦合条件，失相速率与电报噪声的时间常数成反比。当隧道耦合常数存在涨落时，在初始区域发生高斯衰减。我们还研究了由于许多杂质位点而引起的失相速率。对于一个弱耦合条件与波动的非对称偏置，所获得的失相速率与微扰方法使用的玻色子热浴，这是成比例的频率的倒数的谱权重所获得的结果相一致。
2003-03-20 cond-mat.mes-hall
Hyperfine interaction induced dephasing of coupled spin qubits in semiconductor double quantum dots
从理论上研究了具有有限单重态-三重态分裂J的双量子点中两电子自旋态的超精细诱导退相.特别地，我们导出了一个有效的纯退相哈密顿量，当超精细诱导混合由于相对较大的J和外部磁场而被抑制时，这个有效的纯退相哈密顿量是有效的.使用两个量子理论的基础上重申的环形图和半经典的方法，我们确定的制度所定义的外部磁场，单重态-三重态分裂的值，并在总的有效磁场的不均匀性占主导地位的退相过程。我们解决了单重态和非极化三重态叠加的自由感应和哈恩回波衰减（这两种情况都与双量子点中实现的单重态-三重态量子比特有关）。我们还研究了两个单自旋量子比特的超精细引起的交换门误差。III-V族半导体以及硅基量子点的结果。
2013-08-28 cond-mat.mes-hall
Qubit dephasing due to Quasiparticle Tunneling
研究了准粒子隧穿约瑟夫森结引起的超导量子比特的退相。虽然在黄金法则近似下很好地理解了由于隧穿过程引起的量子比特衰减，但是由于BCS准粒子引起的纯退相引起了发散的黄金法则速率。我们计算了在量子比特与准粒子耦合时，由于准粒子隧穿而引起的量子比特退相。总结了一定类别的图表，我们表明，由于纯粹的纵向耦合准粒子的量子位退相导致的退相$\sim \exp(-x(t))$，其中$x(t)$在短时间尺度上的时间不是线性的，而它往往朝着自洽的计算的退相率较长的时间。
2014-11-06 cond-mat.mes-hall quant-ph
Geometry of the dephasing sweet spots of spin-orbit qubits
本研究利用张量G及其导数刻画自旋轨道量子比特的塞曼能量与噪声响应，揭示磁场取向单位球面上退相干甜点位的几何结构，并应用于Ge/GeSi异质结构。
2024-04-04 cond-mat.mes-hall
Suppressing Spin Qubit Dephasing by Nuclear State Preparation
半导体量子点中的相干自旋态提供了作为具有可扩展制造的电可控量子比特（qubit）的希望。对于由砷化镓（GaAs）制成的少电子量子点，主晶格中的波动核自旋是自旋退相干的主要来源。我们报告了一种制备核自旋环境的方法，该方法将核自旋波动的相关分量抑制在其平衡值以下约70倍，将双电子自旋状态的非均匀退相时间延长到1微秒以上。核态可以通过电子门操作容易地制备并且持续> 10秒。
2008-07-09 cond-mat.mes-hall
Dephasing in a crystal-phase defined double quantum dot charge qubit strongly coupled to a high-impedance resonator
本文通过实验和理论模型证明，在晶体相定义的纳米线双量子点电荷量子比特中，电荷噪声并非限制相干性的主要因素，尽管对失谐噪声敏感度相差5倍，退相干速率仅差10%。
2023-08-28 cond-mat.mes-hall
Dephasing of planar Ge hole spin qubits due to 1/$\textit{f}$ charge noise
本文通过建立单个涨落体产生的1/f电荷噪声模型，研究了平面Ge空穴自旋量子比特的退相干时间T₂*随磁场、栅压和点半径的变化规律，为提升空穴量子比特相干性提供理论指导。
2025-04-04 cond-mat.mes-hall
Relaxometry and dephasing imaging of superparamagnetic magnetite nanoparticles using a single qubit
为了研究超顺磁性纳米颗粒的磁动力学，我们使用扫描探针弛豫法和金刚石中氮空位（NV）中心的退相，表征单个10 nm磁铁矿颗粒的自旋噪声。此外，我们显示的NV灵敏度的依赖于所应用的消相干测量方法的各向异性。通过比较在NV中心的弛豫时间（T1）和失相时间（T2）的变化，当扫描纳米颗粒时，我们能够使用Ornstein-Uhlenbeck模型提取纳米颗粒的直径和距离NV中心的纳米颗粒的波动。这种扫描探针技术可以在未来用于表征医学应用和基本磁性纳米颗粒行为的不同自旋标记替代品。
2015-10-26 cond-mat.mes-hall
Characterization of Qubit Dephasing by Landau-Zener Interferometry
在避免交叉点处控制相干相互作用是量子信息处理的核心。突然开关和绝热跃迁之间的制度的特点是量子叠加，使干涉实验。在这里，我们在基于GaAs的双电子电荷量子比特中以中等速度实现周期性通道，并观察到所产生的叠加态的Landau-Zener-Stückelberg-Majorana（LZSM）量子干涉。我们证明了LZSM干涉术是一种可行的和非常通用的工具，不仅可以研究量子比特的性质，而且可以破译由复杂环境影响引起的退相干。我们的方案是基于简单的稳态实验。我们的双电子电荷量子比特的相干时间受到电子-声子相互作用的限制。它比以前报道的类似结构要长得多。
2013-09-24 cond-mat.mes-hall
Orbital hyperfine interaction and qubit dephasing in carbon nanotube quantum dots
超精细相互作用（HF）对于固态量子信息处理的功能性至关重要，因为它影响量子比特相干性并使核自旋量子存储器成为可能。在这项工作中，我们完成了理论的基本超精细相互作用机制（费米接触，偶极，轨道）在碳纳米管量子点通过提供一个理论描述的轨道HF。我们发现，轨道HF诱导的纳米管晶格的核自旋之间的相互作用和限制在量子点中的电子的谷自由度。我们表明，由此产生的核自旋-电子谷相互作用（i）是大约伊辛型，（ii）基本上是本地的，在这个意义上，可以定义一个半径和点长度无关的原子相互作用强度，和（iii）具有原子相互作用强度，这是相媲美的费米接触和偶极相互作用的组合强度。我们认为，轨道HF提供了一个新的退相干机制的单电子谷量子比特和自旋谷量子比特在一系列的多谷材料。我们明确评估相应的非均匀退相时间$T_2^*$的纳米管为基础的谷量子位。
2014-09-09 cond-mat.mes-hall
Partly noiseless encoding of quantum information in quantum dot arrays against phonon-induced pure dephasing
我们表明，量子点电荷（激子）量子比特的纯退相可以通过在量子点阵列中集体编码量子信息来减少足够慢的门控。我们研究的大小和结构的阵列和激子的寿命所产生的总错误的单量子位操作的作用。
2006-07-19 cond-mat.mes-hall
Suppression of dephasing by qubit motion in superconducting circuits
我们建议并证明了一种协议，该协议通过量子比特运动抑制由于低频噪声引起的失相，即，在$n \geq 2$物理量子位的系统中传送信息的逻辑量子比特。该协议只需要最近邻耦合，适用于不同的量子比特结构。我们进一步分析了它对任意相关噪声的有效性。我们的分析，以及使用多达三个超导量子比特的实验表明，对于现实的不相关噪声，量子比特运动增加了逻辑量子比特的退相时间为$\sqrt{n}$。一般来说，该协议提供了一个诊断工具来测量噪声相关性。
2015-09-01 cond-mat.mes-hall quant-ph
Dephasing of Exchange-coupled Spins in Quantum Dots for Quantum Computing
半导体量子点中的自旋量子比特为量子信息处理带来了可扩展性和长相干时间的希望。一种重要的半导体量子比特系统是捕获两个电子或空穴的双量子点，其自旋态编码通过交换相互作用耦合的单重态-三重态量子比特或两个单自旋量子比特。本文报道了双量子点中两个交换耦合自旋的自旋退相研究进展。我们首先讨论了基于交换作用的门定义量子点或施主原子中的双量子比特门和量子比特编码方案。然后，我们报道了单重态-三重态量子比特和双量子比特门的自旋退相研究进展。进一步讨论了抑制自旋退相的方法。对自旋退相的理解可以为实现基于自旋的量子计算的高保真量子门提供见解。
2021-09-06 cond-mat.mes-hall quant-ph
Semi-classical model for the dephasing of a two-electron spin qubit coupled to a coherently evolving nuclear spin bath
在自旋回波条件下，研究了双电子双量子点中由于超精细相互作用引起的电子自旋退相干。我们建立了一个电子与核自旋相互作用的半经典模型，其中由核自旋诱导的含时Overhauser场被视为经典矢量变量。与实验获得的回波信号的模型的比较，使我们能够量化的各种过程，如相干拉莫尔进动和自旋扩散的核自旋演化的贡献。
2011-09-05 cond-mat.mes-hall
Measurement of geometric dephasing using a superconducting qubit
一个与环境相互作用的量子系统会受到失相的影响，最终会破坏它所持有的信息。使用超导量子比特，我们的实验表明，这种退相有动力学和几何起源。结果发现，几何退相，这是目前甚至在绝热极限，当没有几何相位被收购，可以减少或恢复的相干性取决于路径的量子位迹线在其投影希尔伯特空间的方向。它伴随着希尔伯特空间中受到噪声影响的任何系统的演化。
2015-10-16 cond-mat.mes-hall quant-ph
Dephasing of Majorana qubits due to quasistatic disorder
基于马约拉纳零模式的量子比特预期对某些噪声类型是鲁棒的，并且因此提供优于常规量子比特的量子计算平台。然而，这种鲁棒性并不完全：不完美仍然会导致量子位退相干，从而导致信息丢失。在这篇工作中，我们在一个极小模型中理论上研究了Majorana量子比特的退相：在具有准静态无序的Kitaev链中。我们的方法，基于数值以及一阶非退化微扰理论，提供了一个概念上简单的物理图片和预测高斯退相。我们表明，作为系统参数的变化，由于无序的失相率振荡的相位相对于振荡的干净系统的Majorana分裂。在我们的模型中，如果无序不相关，则不存在一阶失相最佳点。我们描述了不相关和高度相关的障碍之间的交叉，并表明，移相测量可以用来表征的无序相关长度。我们希望我们的研究结果将用于设计和解释未来的马约拉纳量子比特实验。
2021-11-17 cond-mat.mes-hall quant-ph
Low dephasing and robust micromagnet designs for silicon spin qubits
使用微磁体在硅量子位中实现电子自旋操纵已经成为一种非常流行的方法，使单量子位门的量子数大于99：9%。然而，这些微磁体也将杂散磁场梯度施加到量子比特上，使得自旋状态容易受到电场噪声的影响，并限制了它们的相干时间。我们在这里描述了一种磁体设计，它可以最大限度地减少量子位的失相，同时允许快速的量子位控制和寻址能力。具体而言，我们设计和优化磁体尺寸和相对于量子点的位置，最大限度地减少来自磁场梯度的失相。这种设计的微磁感应退相速率比最先进的实现方式低3个数量级，允许长的相干时间。这种设计对制造误差是鲁棒的，并且可以与各种各样的硅量子比特器件几何形状相结合，从而允许探索相干限制因素和新颖的放大方法。
2021-08-24 cond-mat.mes-hall quant-ph
Hyperfine and spin-orbit coupling effects on decay of spin-valley states in a carbon nanotube
研究了悬浮碳纳米管双量子点中自旋谷态在泡利封锁中的漏电流和量子比特的退相退相干作用下的衰减。从磁场依赖性的漏电流，超精细和自旋轨道的贡献，从阻塞到未阻塞状态的弛豫确定和定量解释通过一个简单的模型。所观察到的量子位退相速率与从该模型提取的超精细耦合强度一致，并且与电荷噪声的退相不一致。然而，量子位相干时间虽然比以前实现的要长，但可能仍然受到设备中电荷噪声的限制。
2017-04-06 cond-mat.mes-hall
Vacuum-fluctuation-induced Dephasing of a Qubit in Circuit Quantum Electrodynamics
我们研究了真空极限下单模腔与量子比特耦合的测量诱导退相。量子位态的退相通过量子位和发送到腔的单个探测光子的纠缠发生，而腔模式从不占用光子。我们发现，即使腔始终处于真空态，量子比特态也是退相的。这种失相纯粹是由量子位和真空场之间的相互作用引起的。我们还表明，这种真空涨落引起的退相发生得比量子位激发态的自发衰变快得多，因此我们的预测在实际实验中是可观察的。
2014-07-08 cond-mat.mes-hall physics.atom-ph quant-ph
Charge fluctuation induced dephasing of exchange coupled spin qubits
交换耦合{ \it自旋}量子位在半导体纳米结构中被证明是容易受到失相所造成的{ \it电荷噪声}总是存在于半导体环境中。这种由环境电荷涨落引起的交换门的退相干源于海森堡耦合的基本库仑性质，并且对广泛研究的交换门固态自旋量子计算机架构的可扩展性提出了严峻的挑战。我们估计退相时间耦合自旋量子位在很宽的范围内（从1 ns到$> 1 μ$ s）取决于交换耦合强度和它的敏感性，电荷波动。
2006-04-12 cond-mat.mes-hall quant-ph
Do micromagnets expose spin qubits to charge and Johnson noise?
理想的量子点自旋量子位架构需要用于单量子位旋转的局部磁场。这种可以通过微磁体实现的非均匀磁场将量子比特子空间与背景电荷波动耦合，导致自旋量子比特的失相。此外，微磁体产生磁场倏逝波约翰逊噪声。我们推导出一个有效的哈密顿量的组合效应的倾斜磁场和电荷噪声的单自旋量子比特和估计的自由感应衰减失相时间T2* 的Si和GaAs。微磁体对Si量子比特的影响在大小上与B= 1 T的外加场下的自旋-轨道耦合相当，而GaAs中的失相预计将由自旋-轨道耦合主导。调整磁场梯度可以有效地降低Si中的T2*。相比之下，由微磁体产生的约翰逊噪声只对高度相干的自旋量子比特很重要。
2015-11-17 cond-mat.mes-hall
Measurement and dephasing of a flux qubit due to heat currents
我们研究了一个磁通量子比特，它是由一个被三个约瑟夫森结打断的超导环组成的，它受到温度梯度的影响。我们表明，由温度梯度引起的热流，在结处的超导相位差敏感，显着依赖于量子比特的状态。我们进一步研究了热流对量子比特态相干性的影响。我们已经发现，对于Delft量子位设计，即使很小的温度梯度也会导致微秒量级的失相时间。
2015-01-07 cond-mat.mes-hall quant-ph
Photon-assisted tunneling and charge dephasing in a carbon nanotube double quantum dot
我们报道了微波驱动的悬浮碳纳米管双量子点中的光子辅助隧穿。从13 mK温度下的共振线宽，电荷退相时间被确定为280 ± 30 ps。线宽与驱动频率无关，但随温度的升高而增大。温和的温度依赖性是不一致的期望从电子-声子耦合单独，但一致的电荷噪声中产生的设备。提取的电荷噪声水平与先前谷自旋量子位的测量所预期的水平相当，其中它被假设为量子位退相干的主要原因。我们的研究结果提出了一种改进谷自旋量子比特的可能途径。
2016-07-01 cond-mat.mes-hall
Dephasing of a flux-qubit coupled to a harmonic oscillator
超导量子比特中的退相干是由于各种环境自由度而产生的。在这篇文章中，我们专注于在弱阻尼电路谐振耦合到量子比特的热涨落的影响。由于耦合，如果谐振器包含$n$能量量子，则量子位频率偏移量为$n δν_0$。热涨落引起时间变化$n(t)$，从而引起退相。我们给出了量子比特退相时间作为$δν_0$的函数的近似公式。我们讨论的磁通量子位耦合到其DC-SQUID检测器的等离子体模式的具体情况。我们首先推导出一个等离子体模式量子比特相互作用的哈密顿量，除了通常的Jaynes-Cummings项，有一个耦合项平方的振荡器变量来自磁通依赖的SQUID约瑟夫森电感。我们的模型预测，$δν_0$取消在某些非平凡的偏置条件下，由于热波动的失相应被抑制。
2005-07-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Hyperfine-induced dephasing in three-electron spin qubits
我们计算了三电子纯交换量子比特与核超精细场相互作用的纯退相时间。在$S=S_z=1/2$自旋子空间内，我们推导出了$(1,1,1)$电荷区和通过隧穿耦合的相邻电荷扇区中的退相时间的公式。在二阶近似下考虑了核场和隧穿效应。的解析解准确地再现了完整的问题的数值评估，并与现有的实验数据相比，我们发现，失相时间更长，但在相同的时间尺度为单自旋。我们的分析也适用于谐振交换（RX），始终在线交换（AEON）和混合量子比特。
2017-06-02 cond-mat.mes-hall quant-ph
Incomplete pure dephasing of N-qubit entangled W states
我们考虑耦合到玻色子场的线性排列中的量子比特，玻色子场充当量子热浴并引起退相干。通过明确考虑量子位的空间分离，简化的量子位动力学获得了额外的非马尔可夫元素。我们研究了纠缠多比特W态的时间演化，在纯退相下，对于消失的量子比特分离，W态仍然是鲁棒的。相反，对于有限分离，动力学不再是无消相干的。另一方面，空间噪声相关性可防止完全失相。虽然一个标准的布洛赫-雷德菲尔德主方程无法描述这种行为，甚至定性，我们提出了一个广泛适用的因果主方程。在这里，我们采用它来识别和特征消相干穷人的子空间。讨论了量子纠错的结果。
2007-06-21 cond-mat.mes-hall quant-ph
Decoherence and dephasing in multilevel systems interacting with thermal environment
我们研究了多能级对量子系统退相干和退相特性的影响，该量子系统由一个非理想的两能级子空间组成，该子空间被识别为量子比特和在该量子比特子空间之上的有限组更高的能级。整个系统通过Caldeira-Leggett型耦合与环境浴相互作用。我们使用的模型相互作用可以产生不可忽略的耦合之间的量子比特状态和更高的水平高达$N\sim 10$。与纯二能级系统相比，在多能级系统中，量子信息可能通过环境诱导的非共振激发以及共振激发而泄漏出量子比特子空间。量子比特子空间的退相干特性的数值研究使用系统的约化密度矩阵的主方程形式主义。我们数值研究的弛豫和退相时间的环境频谱，环境温度，和多级系统参数的变化。我们观察到的噪声谱中的所有能量尺度的影响，在短时间内的非共振跃迁的优势动力学。计算的弛豫和退相时间对于$4< N<10$强烈依赖于$N$，对于$10 <N$饱和。我们还研究了双简并系统与$4 \le N$，并观察到一个强大的抑制（几乎由两个数量级）的低温弛豫和退相率。对于双简并能量组态的$4 \le N$，我们发现相对于单简并系统，双简并系统的RD速率有很强的抑制。这些结果也进行了定性比较从费米黄金法则发现的弛豫率。
2003-11-06 cond-mat.mes-hall
Dynamics of a qubit while simultaneously monitoring its relaxation and dephasing
退相干起源于量子信息泄漏到外部自由度中。对于一个量子位，两个主要的退相干通道是弛豫和退相。在这里，我们报告了一个超导量子比特的实验，我们在这两个通道中恢复了部分丢失的信息。我们证明，原始平均相应的测量记录提供了一个完整的量子位态的量子断层扫描，其中所有三个组件的有效自旋1/2同时测量。从实验的单个实现中，可以推断出以弛豫和/或退相通道为条件的量子比特状态所遵循的量子轨迹。量子比特的这些量子测量之间的不兼容性导致量子态的统计中的可观察结果。超导电路的高水平的可控性使我们能够探索许多制度，从芝诺效应欠阻尼拉比振荡取决于驱动，失相和松弛的相对强度。
2018-04-25 cond-mat.mes-hall quant-ph
Decoherence of two entangled spin qubits coupled to an interacting sparse nuclear spin bath: application to nitrogen vacancy centers
我们考虑电子自旋量子比特与稀疏核自旋相互作用的贝尔态的纯退相。利用新发展的两量子比特推广的团簇关联展开方法，计算了不同量子比特间距下$|Ψ\rangle$和$|Φ\rangle$态的自旋回波衰减.将结果与其中每个量子比特的失相被独立处理的计算进行比较，我们确定了浴的公共部分对两个量子比特的影响的签名。在大的量子位间距下，这个公共部分由许多弱耦合到两个量子位的原子核组成，因此由它引起的退相干可以通过考虑多个不相关的噪声源（原子核簇）来建模，每个噪声源都对量子位产生微弱的影响。因此，所产生的真正的两个量子比特对退相干的贡献可以被描述为由经典高斯噪声引起的。另一方面，对于小的量子位间距，环境的公共部分包含与两个量子位强耦合的自旋簇，并且它们对两个量子位退相的贡献具有明显的非高斯特性。通过比较$|Ψ\rangle$和$|Φ\rangle$ Bell态的退相，我们可以很容易地得到环境噪声对量子比特影响的非高斯性信息.数值计算了两个氮空位中心与自然浓度的$^{13}$ C原子核相互作用的结果，得到了对于相距约3 nm的中心，环境噪声相关部分的高斯描述开始成立.
2018-06-27 cond-mat.mes-hall
Discrimination of Ohmic thermal baths by quantum dephasing probes
我们解决的歧视，结构化浴在不同的温度下，通过退相量子探针。我们推导出精确的约化动力学，并评估了三种不同类型的量子探针，即一个量子位，一个qutrit和两个量子位组成的量子寄存器，可实现的最小错误概率。我们的研究结果表明，退相量子探针是有用的，在区分低的温度值，并实现了较低的概率的错误的中间值的相互作用时间。在鉴别任务中，qutrit探针的性能优于qubit探针，而由两个qubit组成的寄存器与顺序使用的两个单个qubit相比没有任何优势。
2020-08-09 cond-mat.mes-hall quant-ph
Adiabatic steering and determination of dephasing rates in double dot qubits
提出了一种利用相干微波脉冲在双量子点中制备任意叠加量子态的方案。求解运动方程的点密度矩阵，我们发现，这种叠加的失相率可以定量推断从额外的电子电流脉冲，出现由于可控击穿的相干布居陷阱的点。
2001-04-23 cond-mat.mes-hall quant-ph
Optimized mitigation of random-telegraph-noise dephasing by spectator-qubit sensing and control
旁观者量子比特（SQs）是一种减轻难以访问的数据量子比特中的噪声的工具。SQ被设计成对噪声更加敏感，经常被测量，并且累积的结果很少用于校正数据量子位。对于硬件相关的例子，从随机电报噪声的移相，我们引入了贝叶斯方法，采用复杂的线性映射，从而导致一个可扩展的最佳自适应测量和控制协议。退相干速率的抑制是SQ灵敏度的二次函数，这表明SQ范式在正确的机制下任意地工作良好。
2023-03-07 cond-mat.mes-hall quant-ph
Dephasing of a superconducting qubit induced by photon noise
我们研究了超导磁通量子比特与DC-SQUID基振荡器耦合后的退相。通过改变两个电路的偏置条件，我们能够调整它们的有效耦合强度。这使我们能够测量这种可控和良好表征的环境对量子位相干性的影响。我们可以用一个简单的模型来定量地解释我们的数据，在这个模型中，振荡器中光子数的热涨落是限制因素。特别是，我们观察到一个强烈的减少时，耦合调谐到零的退相速率。在最佳点，我们发现一个大的自旋回波衰减时间的$4 μs$。
2005-12-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Controlling dephasing of coupled qubits via shared-bath coherence
本文提出利用共享浴的量子相干性来抑制耦合量子比特退相干，通过Trotter分解与累积量展开证明在特定量子点间距下退相干速率降低，并揭示其源于纠缠态间的声子辅助跃迁。
2024-10-25 cond-mat.mes-hall quant-ph
Transport Signatures of a Majorana Qubit and Read-out-induced Dephasing
受最近提出的Majorana量子比特及其量子态读出的启发，我们研究了由超导桥分流的两条平行拓扑线形成的量子比特设置。导线进一步耦合到两个量子点，这两个量子点也直接连接，从而产生干涉回路。通过该系统的传输电流示出了在QND测量中区分量子位的两个基态的干涉图案。我们分析了各种属性的干扰电流和读出过程中，包括所产生的失相和弛豫。我们还分析了不同的控制参数，如栅极电压对电流的影响。特征依赖性可以作为Majorana束缚态的签名。
2019-04-08 cond-mat.mes-hall quant-ph
Universality of Uhrig dynamical decoupling for suppressing qubit pure dephasing and relaxation
Uhrig为自旋玻色子模型发现的最佳$N$ -脉冲动态解耦[Phys. Rev. Lett，{ \bf 98}，100504（2007）]被证明在抑制$O(T^{N+1})$的纯退相或耦合到通用浴的量子位（或自旋1/2）的纵向驰豫方面具有普遍性持续时间的短时间演变$T$。为了抑制纵向弛豫，理想Uhrig $π$脉冲序列可以推广到由理想Uhrig脉冲序列叠加满足一定对称性要求的有限持续时间脉冲组成的序列.
2008-07-25 cond-mat.mes-hall quant-ph
Dephasing of solid-state qubits at optimal points
最近的实验与约瑟夫森结电路的动机，我们分析了各种噪声源的影响，在最佳的操作点，线性耦合到低频波动被抑制的动态的两个级别的系统。我们研究了由于非线性（二次）耦合的退相干，专注于实验相关的1/f和欧姆噪声功率谱。对于1/f噪声，强高阶效应影响演化。
2003-12-22 cond-mat.mes-hall quant-ph
Dephasing of coupled qubit system during gate operations due to background charge fluctuations
先前已经提出了一种可以基于超导纳米电路构建的量子计算机。我们研究了背景电荷涨落对用于这种计算机的耦合约瑟夫森电荷量子比特系统的影响。在以前的工作中，背景电荷涨落被发现是一个重要的退相通道的一个约瑟夫森量子比特。研究了约瑟夫森电荷量子比特系统电荷简并点处偏压涨落的影响。所评估的量是量子位的密度矩阵的栅极保真度和对角元素。涨落导致门误差，然而随着量子比特系统之间的相互作用的增加，量子门操作变得更加精确。
2004-05-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Filter function formalism beyond pure dephasing and non-Markovian noise in singlet-triplet qubits
滤波器函数形式主义定量地描述了量子比特通过浴的退相，该浴导致量子比特能量中具有任意噪声功率谱的高斯波动。在这里，我们扩展了这种形式主义，以考虑更一般类型的噪声，耦合到量子位通过不与量子位的裸哈密顿量交换的条款。我们的方法适用于任何在量子比特演化过程中产生缓慢噪声波动的功率谱。我们证明了我们的形式主义的情况下，单重态三重态量子比特受到准静态核噪声和$1/ω^α$电荷噪声，并找到了很好的协议与最近的实验结果。这种比较显示了我们的方法在描述真实系统方面的有效性，并强调了在自由感应衰减实验中区分不同类型噪声的挑战。
2016-03-19 cond-mat.mes-hall quant-ph
Dephasing of Majorana-based qubits
我们分析了充电能量保护的马约拉纳基量子位，重点是残留的退相时，存在马约拉纳零模式（MZMs）之间的距离是不够的完全拓扑保护。我们认为，退相的主要来源是$1/f$电荷噪声。这种噪声会影响量子位，这是由于与弱重叠MZM相关的杂化能量和电荷分布，我们使用电荷守恒形式主义计算。对于基于马约拉纳的量子比特，我们估计相干时间为数百纳秒，其MZM间隔为$L\sim 5ξ$（其中$ξ$为相干长度）。相干时间随着MZM分离呈指数增长，并且最终对于$L/ξ\sim 30$变为温度限制。
2018-05-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Measurement-induced qubit state mixing in circuit QED from up-converted dephasing noise
我们观察到测量诱导的量子比特态混合在一个transmon量子比特色散耦合到一个平面读出腔。我们的研究结果表明，在量子位读出失谐频率的退相噪声是由读出光子上转换，造成虚假的量子位状态转换，从而限制了读出的非破坏性字符。此外，我们使用量子比特跃迁率作为工具，以提取在f ~ 1 GHz的等效通量噪声谱密度，并找到从$1/f^α$拟合到低于1 Hz的测量通量噪声谱密度的外推值的协议。
2012-10-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Dephasing of coupled spin qubit system during gate operations due to background charge fluctuations
有人提出，量子计算机可以基于量子点中的电子自旋或基于超导纳米电路来构建。在双量子比特操作过程中，耦合参数的波动是一个关键因素。这种涨落的一个来源是背景电荷的搅动。我们着重研究了这种涨落对耦合自旋量子比特系统的影响。在交换耦合中引起的波动改变了纠缠量、保真度和纯度。在我们以前的研究中，发现背景电荷涨落是单个约瑟夫森量子比特退相的一个重要通道。
2004-10-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Dephasing and error dynamics affecting a singlet-triplet qubit during coherent spin shuttling
本研究探究硅量子点阵列中相干自旋穿梭对单重态-三重态量子比特退相干和弛豫的影响，发现小N时磁退相干主导、大N时非相干穿梭误差主导，并测得穿梭误差率低于1×10^-4，为远距离量子比特纠缠提供前景。
2024-12-17 cond-mat.mes-hall quant-ph
Fault-Tolerant Quantum Computation for Singlet-Triplet Qubits with Leakage Errors
我们描述和分析了单重态-三重态量子比特的泄漏误差。尽管泄漏错误是使用量子点阵列编码的自旋量子比特的自然问题，但在以前的研究中很少受到关注。我们描述了泄漏校正协议的实现，该泄漏校正协议可以与表面码的量子纠错协议一起实现。此外，我们构建显式泄漏减少单位，需要在理想的设置，少至三个操作步骤。我们的研究表明，泄漏错误可以被纠正，而不需要的测量和成本只有几个额外的辅助量子比特和门操作相比，标准的量子纠错码。
2015-02-23 cond-mat.mes-hall quant-ph
Microscopic models for charge-noise-induced dephasing of solid-state qubits
几个实验已经表明，由于环境电荷噪声波动，量子比特相干性衰减的形式为$\mathrm{exp}[-(t/T_2)^α]$。我们提出了一个微观描述的参数$T_2$和$α$的温度依赖性。我们的描述是适当的半导体中的量子比特与耦合到热浴的寄生两级电荷起伏。我们发现不同的幂律依赖性的$T_2$和$α$对温度的波动与相关浴的相互作用的性质。我们考虑由一阶和二阶隧穿引起的具有连续离域电子态的涨落动力学。我们还研究了一个和两个声子过程中的波动在GaAs或Si。这些结果可用于确定占主导地位的电荷退相机制，并抑制它们。
2015-04-30 cond-mat.mes-hall quant-ph
Dephasing of a Qubit due to Quantum and Classical Noise
量子比特（或两个量子点的系统）已经成为研究量子信息过程的标准范例。我们的重点是由于量子位与其环境的相互作用而导致的退相干，从而导致噪声。我们考虑耗散量子浴产生的量子噪声。一个详细的比较研究与经典的噪声源，如电报过程中产生的结果，使我们能够设置限制的适用性，这个过程相对于它的量子对应物，以及贷款处理的参数，可以调整分析退相干。欧姆和非欧姆耗散处理和适当的限制进行了分析，以便于与电报过程进行比较。
2011-10-28 cond-mat.mes-hall quant-ph
Dispersive regime of circuit QED: photon-dependent qubit dephasing and relaxation rates
超导电路可以用来研究腔量子电动力学（QED）物理的新机制，从而实现电路QED。对于量子信息处理和量子光学，电路QED的一个有趣的区域是色散区域，其中量子比特跃迁频率和谐振器频率之间的失谐远大于相互作用强度。在本文中，我们调查如何非线性校正的色散制度影响测量过程。我们发现，在存在纯量子位退相的情况下，用于测量量子位的谐振器的光子布居充当有效的热浴，诱导量子位的非相干弛豫和激发。因此，测量引起量子位的退相和混合，这可以减少读出的量子非破坏方面。使用量子轨道理论，我们表明，这种热浴可以诱导量子位态的量子跳跃，并降低零差测量电压的可实现的信噪比。
2008-10-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Qubit-photon interactions in a cavity: Measurement induced dephasing and number splitting
我们从理论上研究了电路QED结构中超导量子比特的测量诱导退相，并将结果与Schuster { \it et al.}的实验结果进行了比较，[Phys. Rev. Lett. 94，123602（2005）]。量子位与谐振器的强耦合导致量子位跃迁频率的显著ac-Stark偏移。结果，填充谐振器的光子数的量子波动导致量子比特的退相。我们发现量子比特谱的预测线形和实验结果之间有很好的一致性。此外，在强色散极限下，每个光子的斯塔克位移与腔衰减速率和量子比特线宽相比很大，我们预测量子比特光谱将分裂成多个峰，每个峰对应于腔中不同数量的光子。
2006-08-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Dephasing of electron spin qubits due to their interaction with nuclei in quantum dots
束缚在III-V量子点中的电子自旋的相干性受到它们与原子核的超精细相互作用的强烈影响。本文将对这一课题作一介绍。一些理论方法的问题将被概述。大部分的注意力将给予准静态浴近似，由于偶极相互作用（光谱扩散）引起的核动力学的失相的集群膨胀理论，以及由于超精细介导的相互作用的有效的基于哈密顿量的失相理论。将强调理论结果和各种实验之间的联系。
2011-04-14 cond-mat.mes-hall quant-ph
Suppression of leakage for a charge quadrupole qubit in triangular geometry
我们提出了一个简单而有效的策略，以抑制泄漏的电荷四极量子比特系统中的点在一个三角形，而不是原来设想的线性几何形状。我们发现三角形三重量子点中两个最外量子点之间的隧道耦合被放大，从而通过分离泄漏态和量子比特态来减少泄漏。我们已经发现，泄漏可以抑制多达五个数量级时，点形成等边三角形，进一步提高控制精度可能，如果复合脉冲施加。
2019-01-14 cond-mat.mes-hall quant-ph
