The concept of minimal dissipation and the identification of work in autonomous systems: A view from classical statistical physics
Institute of Physics, University of Freiburg（弗赖堡大学物理研究所）
本文从经典统计物理的投影算子形式出发，探讨了最小耗散概念在自主复合系统中定义功的作用，提出了一种在弱耦合和无限热容量极限下符合热力学功概念的投影算子定义路径。
2025-08-21 quant-ph
Stabilizing a Bell state of two superconducting qubits by dissipation engineering
我们提出了一个耗散工程方案，准备和保护一对超导量子比特的最大纠缠态。这是通过将两个量子位非共振耦合到扮演耗散库角色的低Q腔模式来完成的。我们通过应用六个具有适当频率的连续波微波驱动器来设计这种耦合。这两个量子位不需要是相同的。我们表明，我们的方法不需要任何微调的参数，只需要它们之间的某些比率是大的。利用目前可实现的相干时间，模拟表明贝尔态可以保持任意长的时间，其相干性超过94%。这样的性能导致贝尔不等式（CHSH相关性大于2.6）的任意长时间的显着违反。
2013-03-15 quant-ph
Pulse engineering for population control under dephasing and dissipation
我们应用逆向工程来寻找电磁脉冲，允许控制人口的量子系统下的退相和热噪声。特别是，我们讨论了两个层次的系统，它们的重要性，在几个分子系统的描述以及量子计算。这样的研究自然会在涉及量子系统控制的众多物理情况中找到应用。我们提出了一个分析描述的脉冲，解决了一个约束的动力学的初始和最终的人口是固定的先验。这种受约束的动态有时是不可能的，我们精确地发现了这种情况的条件。我们的主要结果之一是介绍的分析条件，建立稳定状态的有限相干噪声的存在。这可能会自然地在量子存储器中找到应用。
2018-08-22 quant-ph
Engineering steady entanglement for trapped ions at finite temperature by dissipation
本文提出了一种耗散的方法来制备两个囚禁离子在Lamb-Dicke极限下的最大纠缠态。通过用频率与离子跃迁共振的单色驻波激光脉冲和耦合到基态跃迁的微波场来处理被囚禁的离子系统，我们获得了两个粒子之间的有效耦合，这与声子数起伏无关。同时，利用辅助激光场将囚禁离子的亚稳态抽运到短寿命离子态，实现了囚禁离子的可控自发发射。将幺正过程与工程耗散相结合，可以产生一个确定的Bell态，而与系统的初始状态无关。此外，我们的结果表明，CHSH不等式可以违反广泛的退相干参数，即使在有限的温度。
2022-07-13 quant-ph
Engineering W-type steady states for three atoms via dissipation in an optical cavity
提出了一种耗散制备光腔中三原子W型纠缠态的方案。该方案是基于进入和离开目标状态的衰变过程之间的竞争。通过选择合适的系统参数，我们求解了整个演化过程，并利用有效算符理论设计了四个独立的衰变过程，使目标态成为量子系统的定态.该方案既不需要准备确定的初始状态，也不需要精确控制系统参数和准备时间。
2012-06-25 quant-ph
Improved autonomous error correction using variable dissipation in small logical qubit architectures
随着时间的推移，超导量子位的相干时间已经大大改善。此外，使用工程耗散的小逻辑量子比特架构已经显示出进一步改善由几个物理量子比特组成的逻辑量子比特流形的相干性的巨大前景。然而，小逻辑量子比特的最佳工作参数通常还没有很好地理解。这项工作提出了几种方法来寻找优惠的参数配置，在三个不同的情况下，不断增加的复杂性。我们首先看一个单一的量子位通过耦合到一个有损耗的对象使用耗散的状态稳定。我们看看在这种方法中的误差校正的限制因素，以及我们如何解决这些问题，通过数值优化的参数耦合强度与有损耗的对象有一个有效的时变耗散率-我们称之为脉冲复位周期。然后，我们将这种方法转换为更有效的状态稳定到一个抽象的三量子位翻转码，并通过查看非常小的逻辑量子比特（VSLQ）结束。通过使用这些技术，我们可以进一步增加不同架构的逻辑状态寿命。我们显示出显着的优势，在使用脉冲复位周期的数值优化，固定的参数空间。
2020-10-23 quant-ph
Engineering steady Knill-Laflamme-Milburn state of Rydberg atoms by dissipation
Knill-Laflamme-Milburn（KLM）态已被证明是用于量子信息处理的有用资源[Nature 409，46（2001）]。对于原子KLM态，基于含时幺正动力学已经提出了几种方案，但耗散产生这些态还未见报道。本文讨论了在中性原子体系中产生不同形式的二分KLM态的可能性，其中激发态的自发发射与Rydberg反封锁机制相结合，可以从任意的初始态设计出稳定的KLM态.对主方程的数值模拟表明，在现有的实验参数下，可以获得99%以上的保真度。
2018-03-06 quant-ph
Non-demolition fluorescence readout and high-fidelity unconditional reset of a fluxonium qubit via dissipation engineering
本文提出无谐振器的耗散工程方案，利用平面滤波器和读出跃迁选择，实现 fluxonium 量子比特的非破坏荧光读出及快速、高保真、全微波无条件重置。
2025-04-22 quant-ph
Parametric Competition in non-autonomous Hamiltonian Systems
在这项工作中，我们使用弦函数（\emph{i.e.}特征函数）的形式主义解析求解耦合到由无限多个振子组成的水库的二次非自治哈密顿量，高斯初始状态。我们解析地得到耗散下的特征函数的解，因此得到协方差矩阵和冯诺伊曼熵的行列式的解，其中后者是感兴趣的物理量。我们详细研究了两个已知的表现出动力学压缩和不稳定性效应的例子：倒谐振子和频率依赖于时间的谐振子。我们表明，在这两种情况下，它将出现一个明显的不稳定性和耗散之间的竞争。如果与不稳定性相比，耗散很小，则压缩产生占主导地位，并且可以看到冯诺伊曼熵的增加。当耗散足够大时，其中一个正交项中的动力学压缩产生得以保留，从而抑制了冯诺伊曼熵的增长。
2014-05-30 quant-ph
Autonomous quantum error correction and quantum computation
在这项工作中，我们提出了一个一般的理论框架，自主校正的量子器件的研究。首先，我们确定了一个必要的和充分的修订版本的Knill-Laflamme条件的存在，工程Lindbladian提供保护，最多$c$连续错误的自然耗散，从而产生一个有效的逻辑消相干率抑制到顺序$c$。此外，我们证明了这种工程耗散可以与错误透明哈密顿（ETH）的广义实现相结合，以便在逻辑空间中执行量子计算，同时保持相同程度的抑制退相干。最后，我们介绍了一种形式主义预测与精度的自然，工程耗散源和广义ETH的相互作用所产生的逻辑代码空间中的紧急动态。
2021-03-08 quant-ph
Correlation engineering via non-local dissipation
控制量子多体系统中相关性的传播是量子科学和技术核心的关键挑战。相关性通常被系统与环境之间的耦合所引起的耗散所破坏。在这里，我们表明，耗散可以替代地用于工程师的各种时空相关配置文件在一个容易调整的方式。我们描述了如何耗散与任何几何不变的空间轮廓可以实现在冷原子被困在一个光学腔。均匀的外场和空间分布的选择可以用来设计耗散何时以及如何产生或破坏相关性。我们证明了这种控制优先产生纠缠在所需的波矢量。因此，我们建立了非局域耗散作为一个新的路线工程远离平衡动力学的量子信息，在量子精密测量，状态准备和运输的潜在应用。
2021-10-20 cond-mat.quant-gas quant-ph
Engineering the speedup of quantum tunneling in Josephson systems via dissipation
我们从理论上研究了在受特制耗散影响的系统中通过量子隧穿发生的逃逸率。具体而言，我们研究了电流偏置约瑟夫森结中超导相的环境辅助量子隧穿。我们考虑欧姆电阻在量子线路的相位和电荷中引起耗散。我们发现，电荷耗散导致量子逃逸率的增强。这种效果已经出现在低欧姆制度，也发生在相位耗散的存在下，有利于本地化。插入现实的电路参数，我们解决的问题，其实验的可观测性和讨论合适的参数空间的观察增强率。
2022-07-19 cond-mat.mes-hall quant-ph
Engineering dissipation and control pulses for high-fidelity fault-tolerance quantum computing
Fujian Key Laboratory of Quantum Information and Quantum Optics, Fuzhou University（福州大学）；Department of Physics, Fuzhou University（福州大学）；Quantum Information Physics Theory Research Team, Center for Quantum Computing, RIKEN（理化学研究所）；Institute of Quantum Science and Technology, Yanbian University（延边大学）
本文针对猫态量子比特提出基于双光子耗散稳定与逆向工程绝热捷径的鲁棒控制协议，实现快速高保真态转移并抑制泄漏，为可扩展容错量子计算提供新框架。
2026-09-15 quant-ph
Engineering steady-state entanglement via dissipation and quantum Zeno dynamics in optical cavity
提出了一种在光腔中耗散制备两原子最大Bell纠缠态的新机制。该方案综合考虑了原子的自发发射、色散微波场作用下原子的光位移和连续耦合引起的量子Zeno动力学，得到了一个与初始状态无关的唯一稳态.即使对于大的腔衰减，高保真纠缠态是可以在短的收敛时间内实现的，因为腔模的占用被芝诺要求所抑制。因此，低的单原子合作率$C=g^2/(κγ)$足以在较宽的退相干参数范围内实现高保真的纠缠。作为一种简单的推广，我们还讨论了用同样的机制制备两原子Knill-Laflamme-Milburn态的可行性。
2018-03-06 quant-ph
Scalable entanglement stabilization with modular reservoir engineering
耗散工程是研究少量子比特系统中量子态制备和自主纠错的有力框架。在这项工作中，我们研究了这种方法的可扩展性，并给出了三个标准，任何耗散状态稳定协议应该满足真正可扩展的量子位数的增长。除了要求它可以以资源有效的方式从简单的工程构建块构建之外，可扩展的协议还必须随着系统大小的增加而表现出稳定时间的有利缩放。我们提出了一个家庭的协议，采用固定深度的量子位量子位的相互作用以及工程线性耗散稳定的$N$ -量子位W状态。我们发现，一个模块化的方法耗散工程，与几个重叠的几个量子位耗散，而不是一个单一的$N$ -量子位耗散，是必不可少的，我们的协议是可扩展的。通过这种方法，随着量子位数的增加，我们的协议在最好的情况下表现出稳定时间的低次多项式缩放和控制驱动器数量的线性增长。虽然所提出的协议是最容易访问的当前国家的最先进的电路QED架构，这里提出的模块化耗散工程方法可以很容易地适应其他平台和其他有趣的量子态的稳定。
2023-01-13 quant-ph
Quantum computation, quantum state engineering, and quantum phase transitions driven by dissipation
我们调查的计算能力，创造稳定状态的量子耗散系统的演变是由时间无关的和本地耦合到一个无记忆的环境。我们表明，这样的模型允许有效的通用量子计算的结果编码在稳态。由于过程的纯粹耗散性质，这种量子计算方式表现出一些固有的鲁棒性，并且违反了量子计算的一些Diplenzo标准。我们表明，有一个自然类的问题，可以解决这样一个模型-准备的基态的挫折自由量子哈密顿量。这允许稳健且有效地创建展现出拓扑量子序和PEPS创建等特征的奇异态，并且证明了新颖耗散相变的存在。特别地，后者原则上可以用当今技术（例如用光晶格）实验验证。
2008-03-12 quant-ph
Dissipation-Assisted Steady-State Entanglement Engineering based on Electron Transfer Models
本文提出基于电子转移模型的耗散辅助协议，在 trapped-ion 模拟器上实现 N-qubit 和 N-boson W 态及可调 Dicke 态的稳态纠缠生成。
2025-07-08 quant-ph
Reservoir engineering of bosonic lattices using chiral symmetry and localized dissipation
我们展示了如何一种广义的手征对称性可以用来构建高效的水库工程协议的玻色子晶格。这些协议只利用耦合到单个晶格位置的单个压缩库;这足以使整个系统稳定在纯纠缠稳态。我们的方法适用于任何维度的格，并且不依赖于平移不变性。我们展示了相关的对称操作如何直接决定在稳态下的实空间相关结构，并给出了几个例子，在几个一维和二维量子光子平台是触手可及的。
2018-10-12 cond-mat.mes-hall quant-ph
Controlling Quantum Transport via Dissipation Engineering
受量子光学和冷原子中耗散过程的微观控制的启发，我们发展了一个开放系统框架来研究强相互作用费米子系统中输运的耗散控制，这与固态和冷原子实验都有关。我们展示了如何亚间隙电流表现出多个Andreev反射-在库珀对存在的电子的受激运输-可以通过工程超导导线或超流原子气体控制。我们的方法结合了通道内的耗散，这是自然发生的，可以在冷气体实验中设计。这为在强相互作用系统中设计许多具有传输的现象提供了机会。作为例子，我们考虑粒子的损失和失相，并注意到不同的微观起源电流的不同行为。我们还展示了如何诱导非互易电子和库珀对电流。
2019-11-12 cond-mat.mes-hall quant-ph
Reservoir engineering with localized dissipation: dynamics and pre-thermalization
从资源的角度来看，仅使用局部工程耗散的储层工程晶格状态是非常有吸引力的，但可能遭受长弛豫时间。在这里，我们研究了局域耦合到单个压缩库的玻色晶格系统的弛豫动力学。这样的系统可以弛豫到具有长程纠缠的高度非平凡的纯态。在大系统尺寸的限制下，通过类比局域杂质的散射，可以得到耗散谱的解析表达式。这使我们能够研究从微扰弛豫到缓慢的量子芝诺制度的交叉。我们还发现了制度的可能性，由于一个令人惊讶的阻抗匹配现象的加速松弛。我们还研究了中间时间行为，确定了一个长寿的“prethermalized”状态相关的存在于一个光锥状区域。这个中间态可以是准定态的，并且与最终的耗散定态的纠缠特性有很大的不同。
2020-01-15 cond-mat.mes-hall quant-ph
Engineering long-lived entanglement through dissipation in quantum hybrid solid-state platforms
提出一种在固态量子比特系综中利用压缩固态浴的电磁噪声产生长寿命自旋压缩的方案，通过表面声波驱动铁磁浴进入非平衡压缩态，实现与自旋缺陷阵列的量子关联转移，为固态系统中产生鲁棒多体纠缠开辟新途径。
2025-04-04 quant-ph
Dissipation-engineering of nonreciprocal quantum dot circuits: An input-output approach
纳米电子器件中的非互易效应为操纵电子输运和工程量子电子电路提供了独特的可能性。然而，缺乏严格的理论工具阻碍了这一发展。在这里，我们提供了一个通用的输入输出描述的非互易传输在固态量子点架构，基于量子光力学模拟。特别是，我们打破相干耦合量子点之间的相互作用耗散工程，其中这些（所谓的）主要点相互耦合到辅助，阻尼量子点。我们说明了两个有代表性的多端非相互作用的模型，它可以被用来作为构建块较大的电路的一般框架。重要的是，确定的非互易行为的最佳条件，即使在存在额外的耗散效应，导致当地的电子-声子耦合。除了散射矩阵的分析，我们表明，非互易耦合诱导单向电子流的共振传输制度。总之，我们的分析提供了实现非互易纳米电子器件的形式主义和工作原理。
2020-04-11 cond-mat.mes-hall quant-ph
Engineering entanglement between resonators by hot environment
自主量子热机不需要外部相干驱动或工作输入来执行所需的任务，这使它们成为量子系统热管理的有希望的候选者。在这里，我们提出了一个自治的量子热机，其中两个未耦合的宏观机械谐振器或微波谐振器实现相当大的纠缠通过热的热浴。通过将谐振器耦合到共同的二能级系统或三次谐波振荡器并由热的非相干热浴驱动它，这成为可能。使缠结的关键步骤涉及通过浴光谱过滤实现的热浴的适当工程。我们的研究结果表明，浴光谱过滤可以是一种替代典型的非自治油藏工程计划，以创建异国情调的量子态。
2022-07-08 quant-ph
Autonomous Floquet Engineering of Bosonic Codes via Reinforcement Learning
Northwestern Polytechnical University（西北工业大学）；Tianjin University（天津大学）
本文提出一种基于强化学习的Floquet工程方法，用于玻色子码的自主制备，相比传统绝热方案将演化时间缩短两个数量级，并在强噪声下保持高保真度，为容错玻色子量子计算提供了可扩展路径。
2025-10-25 quant-ph
Autonomous Stabilization of Fock States in an Oscillator against Multiphoton Losses
本研究针对Fock态受多光子损耗影响的问题，在超导量子电路中采用级联选择性光子相加操作实现多光子Fock态自主稳定，延长了非经典特性保持时间，还可用于重置二项式编码逻辑量子比特，助力可纠错量子信息处理。
2024-05-17 quant-ph
Probing a dissipative phase transition with a trapped ion through reservoir engineering
耗散通常被认为是量子系统中幺正量子操作的有害效应。然而，已经表明，适当的耗散可以是量子信息和量子模拟中的有用资源。在这里，我们提出并实验模拟耗散相变（DPT）模型使用一个单一的被困离子与工程水库。我们表明，离子的空间振荡模式达到一个稳定的状态后，交替应用量子拉比模型下的幺正演化，哈密顿量和边带冷却的振荡器。用振荡模的平均声子数作为序参量，为DPT提供了依据。我们的工作突出了适用于模拟开放量子系统的囚禁离子，并将促进进一步调查的DPT与各种耗散条款。
2022-02-08 quant-ph
Universal Quantum Gate Set for Multi-Mode Schrödinger Cat States Stabilized by Non-Local Dissipation Engineering
University of Oslo（奥斯陆大学）；Norwegian National Security Authority（挪威国家安全局）
研究利用非局域耗散工程稳定多模薛定谔猫态实现通用量子计算，通过克尔非线性振荡器链及低维描述实现单比特控制，耦合稳定阵列实现纠缠操作，经数值模拟验证，确立其为通用玻色子量子计算潜在架构。
2026-10-28 quant-ph
Engineering multi-photon dissipation with a dc-voltage-biased Josephson junction
École Normale Supérieure de Lyon（里昂高等师范学院）；CNRS（法国国家科学研究中心）；Laboratoire de Physique（物理实验室）；Alice & Bob；Mines Paris（巴黎矿业学院）；Inria（法国国家信息与自动化研究所）；ENS-PSL（巴黎高等师范学院-PSL大学）；Centre Automatique et Systèmes (CAS)（自动系统与中心）；Sorbonne Université（索邦大学）；PSL Research University（PSL研究大学）
本文提出用直流偏置SQUID实现多光子耗散，避免杂散非线性项，通过维格纳层析成像表征双光子耗散，为猫量子比特稳定化提供可行途径。
2026-09-28 cond-mat.mes-hall quant-ph
Autonomous quantum error correction and fault-tolerant quantum computation with squeezed cat qubits
针对连续变量系统中的主要误差源--激发损耗，提出了一种利用压缩猫（SC）码的自治量子纠错方案.通过水库工程，我们表明，结构化耗散可以稳定的两个组件SC，同时自主纠正错误。这种耗散的实现仅需要三个玻色子模式之间或玻色子模式与qutrit之间的低阶非线性耦合。虽然我们提出的方案是设备独立的，它是很容易实现与当前的实验平台，如超导电路和捕获离子系统。与稳定猫相比，稳定SC具有更低的主导错误率和显着增强的噪声偏差。此外，SC的偏置保持操作具有低得多的错误率。在组合中，稳定的SC在与外部离散变量码级联时导致实质上更好的逻辑性能。表面SC方案实现了损失率$κ_1$和工程耗散率$κ_2$之间的阈值比的一个数量级以上的增加。在实际的噪声比$κ_1/κ_2 = 10^{-3}$下，重复SC方案即使在小的平均激发数4的情况下也可以达到$10^{-15}$逻辑错误率，这对于实际有用的量子算法已经足够了。
2022-10-24 quant-ph
Engineering two-mode entangled states between two superconducting resonators by dissipation
我们提出了一个实验可行的方案来合成两个超导谐振器的双模连续变量纠缠态，这两个超导谐振器由两个带隙可调的超导量子比特连接。结果表明，在双色微波场的适当驱动下，两个谐振腔中的光子场的定态可以通过耗散量子动力学过程被冷却并转向到双模压缩真空态，而超导量子比特保持在它们的基态.在这个方案中，量子位的衰变起着积极的作用，可以帮助驱动系统到目标状态，从而将有害的噪声源转换为资源。
2012-05-22 cond-mat.supr-con quant-ph
Stabilization of finite-energy grid states of a quantum harmonic oscillator by reservoir engineering with two dissipation channels
Laboratoire de Physique de l’Ecole normale supérieure, Mines Paris-PSL, Inria, ENS-PSL, Université PSL, CNRS, Sorbonne Université（巴黎高等师范学院物理实验室、巴黎矿业学院、法国国家信息与自动化研究所、巴黎文理研究大学、法国国家科学研究中心、索邦大学）；Institut Quantique and Département de Physique, Université de Sherbrooke（谢布罗克大学量子研究所和物理系）
本文提出并分析了一个实验可行的主方程，用于稳定GKP引入的周期网格态，适用于量子纠错和量子计量，通过参数修改可制备计量学感兴趣的稳态态。
2026-04-15 math.OC quant-ph
Engineering tunable local loss in a synthetic lattice of momentum states
耗散可以作为控制开放量子系统行为的一个强有力的资源，最近人们对耗散耦合对大量子系统的影响，更具体地说，这些过程如何影响能带拓扑和多体局域化等现象产生了极大的兴趣。在这里，我们探讨工程的本地，可调耗散在所谓的合成晶格，阵列的量子态参数耦合的方式类似于量子隧穿。考虑到动量态晶格的具体情况，我们研究了两种不同的机制，工程控制的损失：一个依赖于一个明确的形式耗散自发发射，另一个依赖于可逆耦合到一个大水库的未占用状态。我们实验实现后者，并展示了在大范围内调整本地损失率的能力。在合成晶格工具箱中引入受控损耗有望为研究耗散与拓扑、无序和相互作用的相互作用铺平道路。
2018-11-14 cond-mat.quant-gas quant-ph
Entanglement generation between distant spins via quasilocal reservoir engineering
该研究针对量子技术中远距离自旋纠缠产生的需求，利用准局域库工程方法，证明无直接耦合甚至未共连同一库的自旋间也可通过耗散产生纠缠，拓展了量子纠缠产生的实现路径。
2023-12-18 quant-ph
Quantum friction: environment engineering perspectives
我们证明了Lindblad的基本不去结果的推广：量子系统不能完全冻结，在某些情况下，甚至可以通过非线性不变耗散-量子摩擦来热化。然而，一个实用的方法，提出了工程几乎完美的量子模拟的经典摩擦多普勒冷却框架内。这些发现为原子和分子的标志性耗散工程（例如非互易耦合）铺平了道路。
2016-12-09 quant-ph
Quantum bath engineering of a high impedance microwave mode through quasiparticle tunneling
我们展示了微波量子光学中耗散工程的一种新方法。对于单模，耗散通常对应于量子跃迁，其中光子一个接一个地丢失。在这里，我们能够使用简单的直流电压将每次跳跃的最小丢失光子数调整为两个（或更多）。因此，不同的量子态经历不同的耗散。因果关系意味着状态也必须经历不同的能量转移。我们对这些兰姆位移的测量与Kramers-Kronig关系在高度非线性浴耦合状态下对单量子态的预测吻合得很好。这项工作为在电路QED中操纵量子态提供了新的可能性，而不依赖于约瑟夫森效应。
2022-09-22 cond-mat.mes-hall quant-ph
Pointer States via Engineered Dissipation
指针态是开放量子系统中持久的高保真态。我们展示了如何在一个非马尔可夫开放量子系统的任何纯态可以作为一个指针状态的行为通过适当的工程耦合到环境通过开环周期性控制。设计的指针状态被构造为受控开放系统动力学的近似不动点，以这样的方式，它们被保证以由动力学设计的相对精度确定的保真度持续很长时间。我们提供了定量的最小保真度的界限，通过识别对称性和遍历性条件，消相干诱导扰动必须遵守的控制存在，并开发明确的脉冲序列工程任何所需的一组正交状态指针状态。这些一般的控制协议，通过精确的数值模拟，以及在现实的单和双量子比特耗散系统的半经典近似验证。我们还研究了控制缺陷的作用，并表明，虽然指针状态工程协议是非常强大的系统脉冲误差的存在下，后者也可能导致意外的指针状态生成动态解耦实现，解释在最近的实验中观察到的初始状态的选择性。
2011-06-23 quant-ph
Engineering imaginary stark ladder in a dissipative lattice: passive $\mathcal{PT}$ symmetry, K symmetry and localized damping
本研究提出在耗散晶格中构建虚斯塔克梯模型的方案，揭示其被动$\boldsymbol{\bigtriangleup PT}$对称性、K对称性相关的相变与本征态演化规律，并在量子开放系统框架下验证了强耗散极限下的局域阻尼特性。
2023-06-15 quant-ph
Dissipation engineering of fermionic long-range order beyond Lindblad
针对腔QED中原子相关的强相互作用费米子系统，研究证明Lindblad极限下稳定长程有序的耗散机制在tUJ模型中仍成立，并通过Redfield方法揭示工程态稳定性与热库谱密度的关系及实验可行性。
2025-07-08 cond-mat.supr-con quant-ph
Ground-state Stabilization of Open Quantum Systems by Dissipation
耗散控制或环境工程是量子相干控制中的一个重要方法，它被提出来提高量子控制系统的鲁棒性和可扩展性。通常被认为对量子相干性有害的系统-环境耦合也提供了将系统引导到期望状态的手段。本文旨在通过海森堡图像方法，基于开放量子系统的基态李雅普诺夫稳定性分析，发展耗散工程的理论。得到了量子系统基态稳定性和可伸缩性的代数条件。特别是，李雅普诺夫稳定性条件表示为运营商的不平等允许一个纯粹的代数处理的环境工程问题，这有利于整合到一个大规模的量子系统的量子组件，并绘制一个明确的连接到经典理论的矢量李雅普诺夫函数和分解-聚合方法控制的复杂系统。本文还讨论了这些结果对耗散量子计算和态工程的意义。
2015-11-09 math-ph math.MP quant-ph
Dissipative State Engineering of Complex Entanglement with Markovian Dynamics
University of Liège（列日大学）
通过工程化马尔可夫动力学实现复杂纠缠态的稳态生成，利用耗散通道驱动系统至理想簇态，验证了其在量子计算中的应用潜力。
2026-01-14 quant-ph
High-fidelity dissipative engineering using parametric interactions
耗散态制备的既定方法通常依赖于解析共振，由于稳定机制和不受控制的耗散之间的竞争，限制了目标状态的保真度。我们提出了一个协议，没有这样的约束，使用参数耦合工程耗散准备任何最大纠缠的两个量子比特状态。我们的方案允许高保真纠缠产生与短的收敛时间，连续控制的目标状态在稳定的流形，并实现与国家的最先进的超导量子比特技术。
2019-09-17 cond-mat.mes-hall quant-ph
Engineering autonomous error correction in stabilizer codes at finite temperature
我们提出了一个纠错协议，提高稳定剂代码的寿命的量子位，容易在有限的温度下创建本地化的缺陷对（由于字符串一样的错误操作），如复曲面代码。所采用的主要工具是一个本地的，统一的运营商，交换缺陷，从而转换本地化的激励的动态应用。至关重要的是，该协议不需要对稳定算子进行任何测量，因此可以在缺乏此类实验资源的情况下用于提高量子比特的寿命。
2016-05-05 cond-mat.stat-mech quant-ph
Engineered Dissipation for Quantum Information Science
本综述阐述了量子器件中受控耗散的作用，介绍了耗散工程在量子测量、态制备等方面的应用，及其对实现实用化量子信息处理的意义。
2022-05-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Autonomous stabilization with programmable stabilized state
本文提出可编程储层工程方案，将量子态自主稳定从离散纠缠态扩展到连续态流形，实验实现高保真 Bell 态稳定及亚微秒级奇偶宇称快速切换。
2023-12-18 quant-ph
Single-photon Resolved Cross-Kerr Interaction for Autonomous Stabilization of Photon-number States
量子态可以通过施加以辅助系统为条件的主动反馈或通过储层工程而在存在固有损失和环境损失的情况下稳定。储层工程通过驱动和设计的熵排空的组合来保持期望的量子态。我们提出并实现了一个量子水库工程协议，在微波腔中稳定Fock态。该协议是实现与电路量子电动力学平台，其中约瑟夫森结提供两个超导波导腔之间的直接，非线性耦合。非线性耦合导致两个腔之间的单光子分辨交叉克尔效应，从而实现与有损耗环境的光子数相关耦合。用净极化的概念讨论了微波谐振腔的量子态，并通过测量其稳态维格纳函数进行了分析。
2015-04-13 quant-ph
Collective dissipation engineering of interacting Rydberg atoms
本研究在里德伯原子系统中实现了可调的态分辨损耗通道，揭示了相互作用驱动的奇异点偏移和构型选择性Zeno效应，并展示了其在多体链中蒸馏不需要自旋构型的潜力，为强相互作用开放量子系统的耗散工程提供了新方法。
2025-09-08 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Stabilization of multi-mode Schrodinger cat states via normal-mode dissipation engineering
非高斯量子态已经通过工程耗散在单模和双模电路量子电动力学结构中确定性地制备和自主稳定。然而，目前还不知道如何将这种技术扩展到多模非高斯系统。在这里，我们将耗散工程升级到非线性谐振器阵列的集体（正常）模式，并展示如何稳定多模薛定谔猫态。这些态是在任意数目的腔中离域的单模相干态的多光子和多模量子叠加。我们考虑定制的耗散耦合谐振器之间的参数驱动，并具有现场的非线性，这是一个克尔型非线性或工程双光子损耗。对于这两种类型的非线性，我们发现相同的精确封闭形式的解决方案的二维稳态流形的叠加的多模薛定谔猫态。进一步证明了在强耗散耦合的Zeno极限下，偶宇称多模猫态可以确定性地从真空中制备。值得注意的是，工程双光子损失引起了一个快速弛豫的稳定状态，保护状态准备退相干由于内在的单光子损失和定制耗散耦合的缺陷，在较长的时间设置。弛豫时间与系统大小无关，使得状态准备可扩展。多模猫态自然地被赋予了随系统大小呈指数增加的噪声偏置，并且因此可以被用于量子信息的增强的鲁棒编码。
2021-11-16 cond-mat.mes-hall quant-ph
Autonomous Stabilization of Floquet States Using Static Dissipation
Department of Physics, Stanford University（斯坦福大学物理系）；Department of Physics, Boston University（波士顿大学物理系）；Max-Planck-Institut für Physik komplexer Systeme（马克斯·普朗克复杂系统物理研究所）
通过静态耗散实现傅科态的自主稳定，利用辅助腔体提高非经典态的制备保真度和光子电流
2025-06-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Automated discovery of autonomous quantum error correction schemes
我们可以在量子系统的能级中对量子比特进行编码。弛豫和其他耗散过程导致这种存储信息的保真度衰减。是否有可能通过引入额外的驱动和耗散来更长时间地保存量子信息？自治量子纠错码的存在肯定地回答了这个问题。尽管如此，为真实的物理系统发现这些代码，找到编码和相关的驱动场和浴耦合仍然是一个挑战，需要直觉和灵感来克服。在这项工作中，我们开发和展示了一种计算方法的基础上，伴随优化发现自治量子纠错码给定的描述的物理系统。我们实现了一个优化器，搜索一个逻辑子空间和控制参数，以更好地保存量子信息。我们证明了我们的方法耦合到一个有损量子比特的谐振子系统，并发现，在福克空间中的不同的哈密顿距离-控制硬件复杂性的代理-导致发现不同的和新的纠错方案。我们发现我们所谓的$\sqrt{3}$代码，实现与哈密顿距离$d=2$，并提出了一个硬件高效的实现超导电路的基础上。
2021-08-05 quant-ph
Dissipation-assisted quantum correlations in coupled qubits
我们从理论上研究了在一维量子比特链中建立多量子比特量子关联的可能性。我们结合水库工程策略与相干动力学产生多量子比特纠缠态。我们发现，相干和非相干动力学之间的相互作用的结果在稳定的（时间无关的）多体纠缠定态的产生。我们的结果将是相关的耗散产生的量子态的背景下，在短距离量子计算和探索集体现象的出现在多体开放量子系统的应用。
2016-11-30 quant-ph
Protecting a Bosonic Qubit with Autonomous Quantum Error Correction
为了从脆弱的物理量子比特构建通用量子计算机，有效地实现量子纠错（QEC）是一个基本要求和核心挑战。QEC的现有演示是基于离散错误综合征测量和自适应恢复操作的时间表。这些活动例程是硬件密集型的，容易引入和传播错误，并且预计将消耗大规模量子计算机中的绝大多数处理能力。原则上，QEC可以通过定制量子系统内的耗散来自主和连续地实现，但这种策略迄今为止仍然具有挑战性。在这里，我们编码一个逻辑量子比特在薛定谔猫多光子态的超导腔，并证明了一个纠正耗散过程，直接稳定的错误综合征运营商：光子数奇偶校验。仅用连续波控制场实现，这种被动协议实现了对单光子损失的自主校正，并将多光子量子比特的相干时间提高了两倍以上。值得注意的是，QEC是实现在一个温和的硬件设置，既没有高保真度读出，也没有快速的数字反馈，在技术上的复杂性所需的先前QEC演示。与其他误差抑制和相位稳定技术兼容，我们的实验表明，在未来的量子计算架构中，油藏工程作为主动QEC的资源有效的替代或补充。
2020-10-06 quant-ph
Connection between inverse engineering and optimal control in shortcuts to adiabaticity
利用最优控制理论和绝热性捷径（STA）技术研究了快速高保真量子控制。三个具体的例子，包括冷原子的谐波陷阱，原子运输的移动谐波陷阱，并在耗散的存在下自旋动力学的膨胀，明确详细。使用OCT作为一个定性的指导，我们演示了STA协议设计的逆向工程方法，可以接近非常高的精度最优解建立的物理约束，通过适当的选择插值函数和可调参数的数量非常少。
2021-01-09 quant-ph
Phononic bath engineering of a superconducting qubit
本研究将超导量子比特耦合到压电表面声波声子库，通过调控声子耗散塑造量子比特损耗谱，实现了叠加态的制备与动力学稳定，为开放量子系统研究提供新平台，深化了对超导量子比特机械损耗的认知。
2023-07-24 cond-mat.mes-hall quant-ph
Emergent Dissipation from Fluctuating Quantum-Network Topology
Sirjan University of Technology（锡尔詹理工大学）；University of Camerino（卡梅里诺大学）；INFN Sezione di Perugia（意大利国家核物理研究所佩鲁加分部）
本文研究量子网络中连接拓扑的时间涨落如何涌现耗散，发现平均网络决定相干部分、协方差决定耗散结构，并证明波动连接性可作为工程量子耗散与保护的资源。
2026-10-05 quant-ph
