Two-qubit-gate operation in a high-connectivity transmon lattice utilizing a tunable coupling to a shared mode
IQM Quantum Computers（IQM量子计算机公司）
本研究提出了一种多模式耦合架构，通过可调耦合实现高效双量子比特门操作，提高连接性和并行性，减少串扰和误差。
2026-10-08 quant-ph
Utilizing encoding time as a resource to enhance quantum sensing by probe qubit dephasing
研究了杂质量子比特浸没在准二维偶极玻色-爱因斯坦凝聚体中的系统，通过探测量子比特退相干估计偶极-偶极相互作用强度，发现长编码时间可增强传感精度，为提高退相干量子比特的传感精度提供新途径。
2024-11-29 quant-ph
Dirac four-potential tunings-based quantum transistor utilizing the Lorentz force
我们提出了一个\textit{quantum}晶体管的数学模型，其中带隙工程对应于复四矢量形式的狄拉克势的调谐。该晶体管由$n$ -相对论自旋量子比特在\textit{classical}外部电磁场中移动组成。它表明，外部电磁场的方向的调谐产生扰动的潜在时间和空间，确定类型的量子逻辑门。该方案的理论基础是一维Dirac方程的Darboux变换的交织算子的提出，它融合了Pauli矩阵的\textit{vector-quantum gates duality}。通过设置附加在单比特量子门耦合上的$\{\textit{control, cyclic}\}$ -算符，可以实现量子比特和能量的同时转换：\textit{cyclic} -算符的选择同时交换量子比特和能量，而\textit{control} -算符则保证能量守恒。
2012-08-08 quant-ph
Realization of Surface Code Quantum Memory on Systems with Always-On Interactions
我们实现了具有常通伊辛相互作用的最近邻量子比特的表面码量子存储器。这是通过利用模拟几个门的功能的多量子位门来完成的。先前提出的表面码存储器依赖于基于CNOT门的错误校正子检测电路。在二维平面架构中，为了在与其他相邻量子位耦合的情况下实现两个量子位的CNOT门，目标量子位与其他三个相邻量子位的相互作用必须抵消。在这里，我们提出了一种新的错误综合征检测电路利用多量子位奇偶校验门。除了在纠错周期中加速之外，在我们的方法中，错误伴随式检测电路的深度不会通过增加逻辑量子比特布局中的量子比特的数量来增长。我们解析地设计了系统参数，以实现新的五量子比特门，适用于最近邻二维量子比特阵列中的错误伴随式检测。五个量子比特的门被设计成使得中间的量子比特是目标量子比特，并且所有四个耦合的邻居是控制量子比特。在我们的方案中，只需要调整目标量子比特的一个控制参数就可以实现受控幺正操作。在由九个最近邻量子位组成的模拟系统中，门操作的保真度>99.9%。
2019-10-20 quant-ph
Cooperative quantum interface for noise mitigation in quantum networks
本文提出将量子频率转换器与量子比特耦合集成到单一器件中的协同量子接口，以降低插入损耗和中间噪声，并在多节点场景下实现指数级性能优势。
2024-11-20 quant-ph
Distributed Quantum Computing Utilizing Multiple Codes on Imperfect Hardware
量子比特有技术缺陷。此外，可以可行地实现的组件的容量是有限的。因此，需要分布式量子计算来扩展量子计算机。本文提出了一种新的量子计算机体系结构，该体系结构考虑到了量子计算机的缺陷，旨在通过连接由多个量子CPU和存储器组成的量子计算机来实现分布式计算。量子CPU采用具有更快逻辑门的量子纠错码，量子存储器采用在空间资源要求方面更优越的代码。本文以量子纠错码为研究对象，给出了表面码容忍器件故障等静态丢失的一种实用、具体的方法。实际假设的数值模拟表明，90%的功能量子比特产量勉强能够构建大规模系统，通过在制造后测试期间剔除较差的50%晶格。即使剔除90%的生成晶格，80%的产量也不可用。针对量子计算机内部连接和量子计算机之间的连接，本文提出了一种桥接异构量子纠错码的容错方法。数值模拟表明，该方案丢弃任何检测到错误的量子态，无论物理错误率如何，都能获得足够的逻辑错误率，以换取增加的资源消耗。本文给出了适用于存储器的表面码的一种新的扩展。该代码被示出为需要更少的物理量子比特来编码逻辑量子比特比传统的代码。该代码实现了每个逻辑量子比特减少50%的物理量子比特。总的来说，提出分布式量子计算机架构的元素被汇集在一起。
2017-04-09 quant-ph
Efficient polarization qubit transmission assisted by frequency degree of freedom
利用频率自由度，提出了一种有效的任意极化量子比特传输方案，该方案在传输环境中更加稳定。量子态的信息在传输过程中先被编码到频率态，然后再被转换到偏振态。该方案传输的量子态的保真度和成功概率原则上都为1。
2010-09-04 quant-ph
Utilizing redundancies in Qubit Hilbert Space to reduce entangling gate counts in the Unitary Vibrational Coupled-Cluster Method
该研究提出一种利用量子比特希尔伯特空间冗余的新方法，通过减少Trotter化UVCC近似所需的量子比特控制，理论上最多减少50%纠缠门数量，实验中在Quantinuum H1-1硬件上提升了6、8量子比特系统的态制备保真度。
2024-12-05 physics.chem-ph quant-ph
Interfacing Gottesman-Kitaev-Preskill Qubits to Quantum Memories
针对GKP态难以与长寿命固态量子存储器耦合的问题，提出基于腔介导受控位移门的接口，可实现高质量态传输、免压缩光生成GKP簇态及高速率存储器间纠缠分发。
2024-10-18 quant-ph
Single-loop multiple-pulse nonadiabatic holonomic quantum gates
非绝热完整量子计算通过利用非阿贝尔几何相位对状态空间中路径涨落的弹性，提供了实现快速和鲁棒的量子门的手段。虽然原始方案[New J. Phys. { \bf 14}，103035（2012）]需要格拉斯曼流形中的两个回路（即，完整状态空间的计算子空间的空间）来生成任意完整单量子比特门，我们提出了单回路单量子比特门，其在与纠缠完整双量子比特门组合时构成完整门的有效通用集合。我们的单量子比特门是通过将环路划分为路径段来实现的，每个路径段由$Λ$型哈密顿量生成。我们证明了两个路径段足以实现任意单圈完整单量子比特门。我们描述了我们的计划如何可以在实验上实现一个通用的原子系统表现出三个级别的$Λ$耦合结构，通过利用精心选择的激光脉冲。
2016-11-11 quant-ph
Faithful qubit distribution assisted by one additional qubit against collective noise
本文提出了一种在集体噪声信道下的单光子偏振态分布方案。通过增加一个具有固定偏振的额外光子，我们可以通过奇偶校验测量和后选择来保护状态免受集体噪声的影响。虽然该方案仅在概率上成功，但它比利用消相干子空间的方案更简单，更灵活。最后给出了一个在BB84协议中通过集体噪声信道的应用，该协议对特洛伊木马攻击具有较强的鲁棒性。
2005-07-27 quant-ph
Experimental Eavesdropping Based on Optimal Quantum Cloning
量子密码的安全性是由不可克隆定理保证的，这意味着窃听者复制传输的未知状态的量子比特会引起量子比特的扰动。然而，在实际的密码系统中，必须允许一定程度的干扰来覆盖，例如，传输损耗窃听者可以通过用更好的信道替换有噪声的信道，并通过对干扰它们但低于合法用户假设的噪声水平的传输量子比特进行近似克隆来攻击这样的系统。我们利用一种新研制的光子多功能量子克隆器[K. Lemr等人，A85，050307（R）（2012）]。我们证明了我们的最佳克隆设备具有高成功率，使窃听可能隐藏在通常的传输损耗。我们相信，这个实验可以刺激对量子克隆的其他操作应用的探索。
2013-05-02 quant-ph
Charge Qubit Storage and Its Engineered Decoherence via Microwave Cavity
研究了微波腔中超导电荷量子比特与量子化电磁场的纠缠。它可以动态地控制一个经典的外部场线程的SQUID内的电荷量子比特。利用可控的量子纠缠，我们可以演示电荷量子比特携带信息的量子存储的动态过程。另一方面，基于这种工程化的量子纠缠，我们还可以证明电荷量子比特在准经典态下与腔场耦合时会发生量子跃迁，从而产生渐进的退相干。
2005-02-01 quant-ph
Stesso: A reconfigurable decomposition of $n$-bit Toffoli gates using symmetrical logical structures and adjustable support qubits
College of Information Engineering, Capital Normal University（首都师范大学信息工程学院）；Department of Electrical and Computer Engineering, Portland State University（波特兰州立大学电气与计算机工程系）
针对当代量子计算机对称结构下$(n+1)$位Toffoli门分解难以重构且辅助量子比特消耗多的问题，提出名为Stesso的分解方法，利用可调辅助量子比特构建不同极性算子，显著降低了量子成本。
2025-10-31 quant-ph
Improvement on Quantum bidirectional teleportation 2-2 or 2-3 qubit teleportation protocol via 6-qubit entangled state
最近，Ri-Gui Zhou等人[Int. J. Theor. Phys.59，166-172（2020）]提出了一种利用六量子比特纠缠态作为量子信道实现两两和两三量子比特态的双向量子隐形传态的方案。发现Zhou等人计算的内禀效率是不正确的。在这个改进方案中，我们证明了利用优化的量子资源和较少的经典资源，可以实现两两和两三量子比特量子态的双向隐形传态。我们还计算了改进方案的内禀效率，它比周文的方案有很大的提高。此外，我们还讨论了该协议的安全性。
2022-12-07 quant-ph
TEM at Millikelvin Temperatures: Observing and Utilizing Superconducting Qubits
我们提出了一个开发一个毫开尔文温度的透射电子显微镜（TEM）的情况。我们首先回顾了这种发展的已知原因，然后介绍了超导量子电路最近的进展所开辟的新的可能性，最后报告了我们正在进行的实验工作。具体来说，我们首先审查的可能性，观察超导量子比特周围的量子力学叠加电磁场。由此提出了在谐振腔中用透射电子显微镜观察反常量子态微波光子的新思路。然后，我们继续审查这些现象的潜在应用，其中包括超出标准量子极限的低剂量电子显微镜。最后，预期的工程挑战，以及作者目前正在进行的实验努力建设一个毫开尔文TEM。此外，我们在附录中提供了超导电路的简要介绍，以供不熟悉该主题的感兴趣的读者使用。
2022-09-04 physics.ins-det quant-ph
Symmetric quantum joint measurements on multiple qubits
本文研究对称量子联合测量在多量子比特上的推广，提出利用 Bloch 球正四面体顶点态构造三量子比特测量基的方法，并将其推广至 $n$ 量子比特版本以保持对称性。
2025-03-12 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
Quantum entanglement dynamics in a three-qubit system interacting with a spin chain
本文研究三量子比特系统在自旋链环境中的纠缠演化，以 negativity 为度量，分析 GHZ、W 和 W_zeta 初始态在不同参数下的纠缠动力学。
2025-02-10 quant-ph
Three-Qubit Quantum Energy Teleportation Protocol for Significantly High Energy Efficiency Utilizing Superconducting Qubits
North South University（北南大学）；University of Dhaka（达卡大学）
本研究提出基于新型Ising模型哈密顿量的三量子比特QET协议，通过单输入多输出和多输入单输出配置实现了显著提高的传送效率，展示了在超导量子比特中实现高能效能量传送的潜力。
2026-07-11 cs.ET quant-ph
Quantum Algorithm for Binary Vector Encoding and Retrieval Utilizing the Permutation Trick
提出基于置换技巧的量子存储与检索算法，比Ventura-Martinez方法更简单，且检索步数从√n降至√k，实现更高效的二进制向量处理。
2025-10-08 quant-ph
Generating steady quantum coherence and magic through an autonomous thermodynamic machine by utilizing a spin bath
如果我们要建造实用的量子器件，在环境中产生稳定的量子性是至关重要的。我们提出了一个方案，通过与另一个量子比特系统的相互作用，产生稳定的相干性和魔术的量子比特系统连接到一个热浴在一定的温度。在这个模型中，在减少的量子位中的相干生成总是可能的。附着在热浴上的简化量子位中的稳定相干性可以用于增强量子吸收制冷机的后续瞬态性能。对于生成魔术的情况下，这是量子资源，负责实施的门，这是不通过稳定器计算模拟，我们表明，存在一个临界温度的热浴超过它是不可能创建魔术减少量子位连接到热浴。在临界温度以下，量子比特之间的相互作用强度必须在一定范围内，才能产生魔法。我们还注意到，通过增加第二量子位与自旋浴的耦合强度，以重置概率为代表，保持第一量子位与热浴的耦合强度固定，可以增加热浴的临界温度以产生魔法。
2018-05-30 cond-mat.stat-mech quant-ph
Reversal of Photon-Scattering Errors in Atomic Qubits
原子量子比特的自发光子散射是环境引起的误差的一个显著例子，并且是量子操作保真度的基本限制。在散射过程中，量子比特由于与光子的纠缠而失去了其独特和相干的特性。使用一个单一的被困离子，我们表明，通过利用光子携带的信息，我们能够相干逆转这一过程，并纠正散射误差。我们进一步使用量子过程层析成像来表征光子散射误差及其校正方案，并证明每当测量光子时校正保真度大于85%。
2012-09-11 quant-ph
SDQC: Distributed Quantum Computing Architecture Utilizing Entangled Ion Qubit Shuttling
Sungkyunkwan University（成均馆大学）；The University of Sydney（悉尼大学）
SDQC通过结合量子比特穿梭与分布式计算，实现高保真度和并行性，以解决大规模囚禁离子量子计算中的错误率与速度问题。
2025-12-02 physics.atom-ph quant-ph
Quantum Information Processing by NMR using strongly coupled spins
量子信息处理（QIP）的巨大理论潜力推动了人们对通过各种物理技术实现其实际应用的追求。目前，核磁共振（NMR）已成为演示大多数量子算法的先行者。在NMR中，由耦合的核自旋组成的自旋系统被用作量子比特。为了实现QIP，自旋系统必须满足两个主要要求：（i）量子位可寻址性和（ii）量子位之间的相互耦合。已经证明，通过在液晶矩阵中定向自旋系统并利用剩余偶极耦合，可以增加量子比特之间的互耦合的幅度。虽然利用剩余偶极耦合可以用于增加量子位的数量，但是相同种类的核（同核）可能变得强耦合。在强耦合的自旋系统中，自旋失去了它们作为量子比特的个体身份。我们提出，即使是这样的强耦合自旋系统可以用于QIP和量子位操纵可以实现的过渡选择性脉冲。在强耦合的2、3和4自旋系统中，我们演示了赝纯态的实验制备、最大纠缠态的产生、逻辑门的实现以及Deutsch-Jozsa（DJ）算法的实现.利用Z-COSY实验获得了强耦合3自旋和4自旋系统的能级。
2003-11-24 quant-ph
Direct Estimation of Single- and Two-Qubit Hamiltonians and Relaxation Rates
我们提供了一种新的方法，通过利用一个单一的测量设备的量子哈密顿系统的特性。具体来说，我们演示了如何外部量子相关可以用于哈密顿识别任务。我们明确地介绍了直接估计单和双量子位哈密顿参数的实验程序，也为同时估计横向和纵向弛豫速率，使用一个单一的贝尔状态分析仪。我们的方法比以前的方法的一个优点是，它有一个内置的功能，这使得它适合部分表征的哈密顿参数。
2008-04-23 quant-ph
Wireless Multihop Quantum Teleportation Utilizing a 4-Qubit Cluster State
针对无线网状骨干网，提出基于4量子比特簇态、通过纠缠交换建链与分布式路由的多跳量子隐形传态路由协议，推导最优成功概率条件，验证了该方案的可行性。
2024-09-11 cs.IT math.IT quant-ph
Quantum Computation with Magnetic Clusters
我们提出了一个完整的，定量的量子计算系统，它满足五个Dijuenzo标准。该模型基于具有单轴各向异性的磁簇，其中标准的双态量子比特利用各向异性势能的两个最低状态形成。我们概述了单量子位结构的量子计算所需的量子动力学，然后定义了一种新的测量方案，其中量子位状态可以通过电流的急剧变化来测量，因为跨集群的电压是变化的。然后，我们扩展到多个量子比特的相互作用，促进了一个新的纠缠方法，传播控制非（C-NOT）量子门。
2013-05-17 quant-ph
Ascertaining the Values of $σ_x$, $σ_y$, and $σ_z$ of a Polarization Qubit
在1987年Vaidman、Aharonov和Albert的自旋回溯之谜中，人们面临的挑战是利用纠缠来确定自旋为1/2的粒子的$σ_x$、$σ_y$和$σ_z$的值。我们报告的实验实现的量子光学版本中，一个中间的偏振投影的结果推断利用单光子双量子位量子门。实验成功概率始终高于最佳单量子位策略的90.2%阈值，平均成功概率为95.6%。
2003-03-26 quant-ph
Calibrating quantum gates up to 52 qubits in a superconducting processor
本研究利用浅层电路中的特征平均基准测试协议，在超导处理器上成功对高达52量子比特的量子门进行基准测试，通过全局保真度量化门间相关性与串扰误差，并应用于门优化以显著提升保真度，实验结果与复合噪声模型高度吻合。
2025-05-28 quant-ph
NMon: enhanced transmon qubit based on parallel arrays of Josephson junctions
本文提出 NMon，一种基于 Josephson 结并联阵列的新型超导量子比特，在保持 transmon 级电荷与磁通跃迁矩阵元的同时提升非谐性和可调性，并将磁通噪声相关矩阵元降低一个数量级。
2024-04-08 quant-ph
Ultrafast quantum random access memory utilizing single Rydberg atoms in a Bose-Einstein condensate
我们提出了一个长寿命和快速访问的量子存储单元，其中操作希尔伯特空间是由涉及两个宏观占据的超精细能级的混溶二元原子玻色-爱因斯坦凝聚体和Rydberg态的一个原子。结果表明，一个任意的量子比特状态，最初准备使用一个通量量子比特，可以迅速转移到和从被困原子系综在大约10 ns，并具有97%的大保真度，通过一个有效的双光子过程，使用外部激光的过渡到里德伯能级。因此，量子信息的可实现的超快传输使得能够从稀释的超冷气体的高度可控的量子光学设置进行大量的存储和检索循环，甚至在微秒量级的通常非常短的通量量子比特寿命内。
2013-12-18 cond-mat.quant-gas quant-ph
Optimal Single Qubit Tomography: Realization of Locally Optimal Measurements on a Quantum Computer
本文从量子计量学角度研究单量子比特状态的最优表征问题，提出在良好先验知识下的局部最优测量方法，并在超导量子计算机上实验验证其可达到 Nagaoka--Hayashi 理论极限，同时通过模拟证明该方法对不同先验知识量下的任意量子比特状态具有鲁棒性。
2023-10-16 quant-ph
Fast and Robust Geometric Two-Qubit Gates for Superconducting Qubits and beyond
基于绝热演化的量子协议对控制脉冲的缺陷和系统的不确定性具有显著的鲁棒性。虽然绝热协议已经成功地实现了量子操作，如量子态转移和单量子比特门，它们的使用几何双量子比特门仍然是一个挑战。在本文中，我们提出了一个通用的方案来实现强大的几何双量子比特门的多层次量子比特系统中，量子比特之间的相互作用是由一个辅助系统（如总线或耦合器）介导的。虽然我们的方案利用受激拉曼绝热通道（STIRAP），它是基本上比STIRAP为基础的门，已提出的原子平台，需要更少的控制音和辅助状态，以及只利用一个通用的色散相互作用简单。我们还展示了我们的门如何可以使用快捷方式来加速绝热性的方法，使人们能够实现一个门，这是快速和相对强大的。我们提出了一个全面的理论分析，我们的两个量子比特门的性能在参数调制的超导电路包括两个通量量子比特耦合到一个辅助系统。
2023-03-22 quant-ph
Constructing a virtual two-qubit gate by sampling single-qubit operations
当量子线路的任务是计算观测值的期望值时，我们证明了某种非局域操作可以通过对一组具有准概率分布的局域操作进行采样来模拟。利用这个结果，我们描述了一种将两个量子比特门分解为一系列单量子比特操作的策略。所需的操作是量子位在泡利基中的投影测量，以及围绕x、y和z轴的$π/2$旋转。在$ε$的误差内获得目标可观测值的期望值所需的采样次数大致为$O(9^k/ε^2)$，其中$k$是执行的“切割”次数。所提出的技术使得能够在一对遥远的量子位之间执行“虚拟”门，其中没有直接的相互作用，因此否则不可避免地会有许多交换门。它也可以用来改进具有小尺寸量子设备的大型量子计算机的模拟，这是由[Peng，et al.，arXiv：1904.00102]。这项工作可以增强量子比特在近期噪声量子计算机上的连通性。
2021-01-06 quant-ph
Photon-Number Conserved Universal Quantum Logic Employing Continuous-Time Quantum Walk on Dual-Rail Qubit Arrays
Southern University of Science and Technology（南方科技大学）；Shenzhen Institute for Quantum Science and Engineering, Southern University of Science and Technology（南方科技大学量子科学工程学院）；Lanzhou University（兰州大学）；Cuiying Honors College, Lanzhou University（兰州大学萃英学院）；International Quantum Academy, Shenzhen（深圳国际量子研究院）
利用双轨量子比特编码与连续时间量子行走的协同作用，在超导电路中实现通用量子逻辑，通过可调耦合强度实现单、双、三量子比特操作，抑制泄漏并提升保真度。
2025-01-15 quant-ph
Realizations of Measurement Based Quantum Computing
基于测量的量子计算（MBQC）模型通过在高纠缠多体团簇态上采用投影单量子比特测量和经典前馈实现了普适量子计算。在提高量子计算系统的可扩展性方面的快速进步已经使得能够生成用于在各种平台上实现MBQC的大簇状态。这篇评论集中在三个这样的努力，每一个利用不同的量子计算技术，即，超导量子比特、俘获离子量子比特和压缩光子态。MBQC越来越多地应用于可以产生大纠缠资源态但缺乏执行确定性纠缠门的能力的光学平台。
2021-12-22 quant-ph
Fast multiplexed superconducting qubit readout with intrinsic Purcell filtering
本文提出电容与电感同时耦合的紧凑陷波滤波电路，通过相消干涉实现本征Purcell滤波，在42 MHz线宽下完成四量子比特56 ns同时读出，平均赋值保真度达99.77%。
2024-09-11 quant-ph
High-coherence superconducting qubits made using industry-standard, advanced semiconductor manufacturing
本研究首次在300毫米CMOS中试线采用纯光学光刻等工业工艺制备出相干时间超100微秒的超导transmon量子比特，性能与实验室技术相当，为超导量子处理器的大规模可靠制造奠定了基础。
2024-04-22 quant-ph
Hardware-Economic Manipulation of Dual-Type ${}^{171}$Yb$^+$ Qubits
Tsinghua University（清华大学）；HYQ Co., Ltd.（华勤技术有限公司）；Hefei National Laboratory（合肥国家实验室）
本文提出利用单束355nm激光高效操控双类型$^{171}$Yb$^+$量子比特，实现量子比特的高效操控与纠缠门操作。
2026-01-12 quant-ph
Optimal dimensionality for quantum cryptography
我们执行的两个协议的比较，用于生成由d值符号组成的加密密钥：一个利用一串独立的量子位，另一个利用d级系统准备在属于d +1个相互无偏基地的状态。我们表明，基于量子比特的协议是最佳的量子密码，因为它提供了更高的安全性和更高的密钥生成速率。
2002-03-19 quant-ph
Variational quantum thermalizers based on weakly-symmetric nonunitary multi-qubit operations
本研究在变分量子热化器中引入基于弱对称性的多量子比特非酉操作，利用耗散工程无需测量或额外量子比特，并开发熵估计新方法，从而能在所有温度下制备典型自旋模型的热态，为开放量子多体系统模拟开辟新途径。
2025-03-27 quant-ph
Dynamically Generated Decoherence-Free Subspaces and Subsystems on Superconducting Qubits
本研究利用IBM Quantum超导处理器，首次通过动态解耦实验生成无退相干子空间（DFS）逻辑比特，结合错误检测实现了比仅用动态解耦的物理比特最高23%的保真度提升，验证了DFS编码提升量子计算精度的潜力。
2024-02-15 quant-ph
Automated error correction in superdense coding, with implementation on superconducting quantum computer
由于量子态中不可避免的噪声和量子纠缠的脆弱性，构造容错量子计算机仍然是一个具有挑战性的问题。然而，大多数纠错码增加了算法的复杂性，从而降低了任何量子优势。在这里，我们提出了一个特定于任务的纠错技术，提供了一个完整的保护一组有限的量子态。具体来说，我们给出了一个自动纠错超密集编码算法利用n量子比特广义贝尔态。在其核心，它是基于贝尔状态的非破坏性鉴别方法，涉及对辅助量子位（相位和奇偶校验辅助）的测量。该算法被证明是可分布的，可以分布到任何一组共享正交状态的各方。自动化是指通过利用么正算子在量子计算机中实验性地实现该算法，其间没有测量，因此不需要外部干预。我们还实验实现了我们的自动纠错技术的三种不同类型的超密集编码算法的7量子比特超导IBM量子计算机上，也对27量子比特的量子模拟器在噪声的存在下。概率直方图的生成显示我们的实验结果的高保真度。利用量子计算机进行了量子态层析成像，验证了该方法的有效性。
2022-10-27 quant-ph
Chirality in Quantum Computation with Spin Cluster Qubits
我们研究几个横向单电子量子点之间的海森堡相互作用的修正。我们表明，使用精确对角化，三体手征项耦合三角形配置的外部源的通量相当强烈。手征校正影响利用三个或更多个海森堡耦合量子点的环的单量子比特编码。
2004-10-14 cond-mat.mes-hall quant-ph
Enhanced Two-Way Teleportation of Entangled States with Six-Qubit Cluster State
本文提出基于六量子比特簇态的双向隐形传态协议，通过贝尔测量实现两方未知双量子比特态交换，无需CNOT和辅助量子比特，仿真验证了高保真度和资源效率优势。
2025-02-08 quant-ph
Efficient controlled quantum secure direct communication based on GHZ-like states
提出了一种基于类GHZ态的三方控制量子安全直接通信协议。在该方案中，接收方可以在控制方的许可下获得发送方的两个秘密比特。通过使用纠缠交换，没有携带秘密消息的量子比特被传输。因此，如果使用完美的量子信道，协议是完全安全的。利用类GHZ态作为量子信道背后的动机是，如果一个量子比特在类GHZ态中丢失，则其他两个量子比特仍然纠缠。该协议提高了以前的效率。
2014-07-15 quant-ph
Experimental demonstration of entanglement pumping with bosonic logical qubits
Tsinghua University（清华大学）；University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；Beijing Academy of Quantum Information Sciences（北京量子信息科学研究院）；Hefei National Laboratory（合肥国家实验室）
本研究通过玻色子量子纠错码实现纠缠泵浦，利用长相干时间存储量子比特，通过反复生成纠缠并注入可检测逻辑量子比特，有效延长纠缠存在时间，同时提出用于双轨码的擦除检测协议。
2026-03-17 quant-ph
Qubit-excitation-based adaptive variational quantum eigensolver
变分量子本征求解器（VQE）的分子模拟是新兴的噪声中等规模量子计算机的一个有前途的应用。构造易于优化和由浅量子线路实现的精确分子ansätze对于成功实现此类模拟至关重要。通常，Ansätze被构造为一系列费米激发演化。相反，我们证明了有用的构造ansätze与“量子比特激发演化”，这与费米激发演化，服从“量子比特交换关系”。我们表明，量子比特激发演化，尽管缺乏一些物理特征的费米子激发演化，准确地构建ansätze，同时需要渐近较少的门。利用量子比特激发演化，我们介绍了基于量子比特激发的自适应（QEB-ADAPT）-VQE协议。QEB-ADAPT-VQE是ADAPT-VQE的一种改进，它使用问题定制的模拟器进行分子模拟，通过附加量子位激发算子的演化迭代生长。通过对小分子进行经典的数值模拟，我们对QEB-ADAPT-VQE进行了基准测试，并将其与原始的费米-ADAPT-VQE和量子位-ADAPT-VQE进行了比较。在电路效率和收敛速度方面，我们证明了QEB-ADAPT-VQE优于量子位-ADAPT-VQE，据我们所知，这是以前用于分子模拟的最具电路效率的可扩展VQE协议。
2021-10-14 quant-ph
Fully robust qubit in atomic and molecular three-level systems
提出了一种在三能级系统中构造完全鲁棒量子比特的新方法。通过连续驱动场的应用，实现了对外部和控制器噪声的鲁棒性。具体地，磁噪声和功率波动不在鲁棒量子比特子空间内操作。尽管到目前为止，所有基于连续驱动的这种完全鲁棒量子比特的构造都需要至少四个能级，但我们证明了实际上只需要三个能级。这为在许多由微波或光场控制的原子和固态系统中简单构造完全鲁棒的量子位铺平了道路。我们以金刚石的NV心为研究对象，利用金刚石基态的电子自旋子能级，分析了该方案的实现。在目前最先进的实验装置中，该方案导致相干时间提高了两个以上的数量级，将其推向寿命极限。我们展示了如何完全鲁棒的量子比特可以用来实现量子传感，特别是高频信号的传感。
2016-12-20 quant-ph
Robust readout of bosonic qubits in the dispersive coupling regime
高保真量子比特测量在量子计算、通信和计量学中起着至关重要的作用。在最近的实验中，已经示出了可以通过经由辅助装置执行量子位的状态的重复量子非破坏（QND）读出来提高读出保真度。对于在两级系统中编码的量子比特，这种方案的保真度受到单个错误可能破坏量子比特中的信息的事实的限制。另一方面，如果使用玻色子系统，则可以通过利用更高的水平来克服这种基本限制，使得单个错误仍然留下可区分的状态。在这项工作中，我们提出了一个强大的读出方案，适用于玻色子系统分散耦合到一个辅助，它利用重复的QND读出和更高级别的编码渐近抑制量子比特/腔弛豫和个人测量失真的影响。我们计算的测量保真度的一般实验参数，提供了一个信息理论描述的计划，并描述其应用程序的几个编码，包括猫和二项式码。
2018-08-08 quant-ph
Efficient learning and optimizing non-Gaussian correlated noise in digitally controlled qubit systems
针对数字控制量子比特中的非高斯时空关联噪声，提出基于框架表征与对称性分析的高阶谱估计及噪声优化控制方法，并通过单、双量子比特仿真验证其资源高效性。
2025-06-16 quant-ph
Minimal scheme for certifying three-outcome qubit measurements in the prepare-and-measure scenario
结果的数量是量子测量的定义属性，特别是如果测量不能被分解成具有较少结果的更简单的测量。重要的是，一个量子测量的结果数可以不可约地高于系统的维数。该属性的认证是可能的，在一个半独立的设备的方式，无论是基于一个类似贝尔的情况下，或通过利用更简单的测量和测量的情况。在这里，我们表明，在后一种情况下，最小的方案证明一个不可约的三个结果量子比特测量需要三个状态的准备和只有两个测量，我们提供了实验可行的例子，这个最小的认证计划。我们还讨论了尺寸假设特性的半设备无关的方法，并在何种程度上可以减轻。
2022-01-12 quant-ph
Measurement of parity-dependent energy-phase relation of the low-energy states in a potential artificial Kitaev chain utilizing a transmon qubit
本研究利用集成Ge/Si纳米线四量子点-超导体链端的transmon量子位，实现人工Kitaev链宇称检测，发现两类0-π跃迁，且量子点间耦合可通过局域静电门控调节，助力拓扑量子计算实现。
2025-05-20 cond-mat.mes-hall quant-ph
