Multiplexed dispersive readout of superconducting phase qubits
介绍了一种超导相位量子比特的频率复用读出方案。使用具有四个相位量子比特的量子线路，我们将每个量子比特耦合到单独的集总元件超导读出谐振器，读出谐振器并联连接到单个测量线。读出谐振器和控制电子器件的设计使得所有四个量子位可以在一条测量线上使用频率复用同时读出。这项技术提供了一种高效、紧凑的方法来读出多个量子位，这对于扩展到更大数量的量子位是一个显著的优势。
2012-09-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Simulating dynamical quantum Hall effect with superconducting qubits
我们提出了一个利用超导量子比特阵列模拟动态量子霍尔效应及相关的相互作用诱导拓扑跃迁的实验方案。我们证明了在超导量子比特阵列中可以实现参数可调的一维海森堡模型。量子平台是动态量子霍尔效应的一个特征，它将出现在超导量子位的Berry曲率中，作为最近邻量子位之间耦合强度的函数。我们数值计算了两个、四个和六个量子比特阵列的Berry曲率，发现用最简单的两个量子比特阵列就可以很容易地观察到相互作用诱导的拓扑跃迁.此外，我们还分析了在典型实验中观察这种动态量子霍尔效应的一些实际条件。
2015-01-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
A superconducting qubit with Purcell protection and tunable coupling
我们提出了一个超导量子比特的电路量子电动力学架构，具有可调的耦合强度g。我们表明，这种耦合强度可以从零调整到与其他超导量子比特相当的值。当g = 0时，量子比特相对于Purcell效应引起的自发发射处于无退相干子空间中。此外，我们表明，在消相干自由子空间的量子比特的状态仍然可以测量的色散位移的谐振器的谐振频率或通过循环型测量。
2010-09-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Mesoscopic Shelving Readout of Superconducting Qubits in Circuit QED
提出了一种测量片上微波谐振器中超导量子比特内部状态的方法。我们表明，一个量子比特状态可以与越来越大的腔相干场的产生，而另一个仍然与真空。通过用常规设备测量出射谐振器场，可以实现有效的单次QND样量子位读出，从而能够在用于捕获离子的电子搁置技术的精神下实现高保真度测量。我们期望所提出的想法可以适用于不同的超导量子位设计，并有助于进一步提高量子位读出保真度。
2009-04-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Full control of qubit rotations in a voltage-biased superconducting flux qubit
我们研究了超导通量量子位的电压控制版本[Chiangcu等人，Science 299，1869（2003）]，并且表明可以实现对整个Bloch球体上的量子比特旋转的完全控制。利用电路图理论研究了在磁通量子位中的三个约瑟夫森结之间形成的两个超导岛上附加电压源的情况。除了在没有施加电压的情况下获得的纯x和z旋转之外，施加电压允许量子比特围绕y轴旋转。布洛赫球上旋转轴的方向和大小可以通过栅极电压、外部磁通量和约瑟夫森能量之间的比率α经由通量可调结来调谐。我们比较了单量子比特控制在已知的制度α <1 with the unexplored range alpha>1，并估计由于电压波动的退相干。
2007-04-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Quantum state detection of a superconducting flux qubit using a DC-SQUID in the inductive mode
提出了一种超导磁通量子比特的读出方法。通过测量电感耦合直流超导量子干涉仪（DC-SQUID）的约瑟夫森电感，可以测量量子比特的量子通量状态。我们确定了DC-SQUID的响应函数及其在测量过程中对量子比特的反作用。由于驱动，量子位能量弛豫速率取决于在量子位拉莫尔频率和SQUID驱动频率的和频和差频处的测量电路噪声的谱密度。量子位退相速率与SQUID驱动频率处的电路噪声的谱密度成比例。反作用的这些特征与SQUID在通常的开关模式中使用时的情况有质的不同。对于一个特定类型的读出电路与可行的参数，我们发现，Single Shot读出超导磁通量子比特是可能的。
2004-10-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Quantum storage and information transfer with superconducting qubits
从理论上设计了一种新的基于dcSQUID电荷量子比特的通用量子存储器件。与现有的存储方案相比，我们的计划的显着优势进行了分析。更令人瞩目的是，XY模型自旋相互作用的可控性首次在超导量子比特中得以实现，这在量子信息处理领域之外可能有更多潜在的应用。并阐述了实验的可行性。
2005-06-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Measurement-based quantum computation with superconducting charge qubits
我们提出了一个强大的方法，仅基于测量，产生超导团簇状态。通过测量几个平行的约瑟夫森结量子比特的电流，实现了一种新型的量子态选择器。利用这种选择器，可以产生各种量子纠缠态，并且在不需要精确控制量子比特间相互作用的情况下实现受控非门。特别是，用于量子计算的团簇态可以只用单量子比特测量来产生。
2006-08-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Two-photon lasing by a superconducting qubit
研究了磁场驱动的超导量子比特与超导共面波导谐振腔的强耦合响应。我们观察到一个强大的放大/阻尼的探测信号在不同的共振点对应的一个和双光子发射/吸收。量子比特频率和探针之间的失谐的符号决定了是否观察到放大或阻尼。较大的蓝色失谐驱动导致双光子激射，而较大的红色失谐冷却谐振腔。我们的实验结果与拉比频率下量子位激光和冷却的理论模型符合得很好。
2015-01-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Bogoliubov Quasiparticles in Superconducting Qubits
延长量子比特的相干时间是构建量子信息处理设备的关键任务。在电路QED的三维腔实现中，超导量子比特的相干性由于减少了与光子发射相关的损耗而得到了显著的改善。改善相干性的下一个前沿包括减轻超导准粒子的不利影响。在这些讲座中，我们回顾了准粒子动力学的基础知识，它们与量子位自由度的相互作用，它们对量子位弛豫速率的贡献，以及控制其效果的方法。
2021-06-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Dispersive Manipulation of Paired Superconducting Qubits
我们结合量子比特编码和色散动力学的思想，使强大的和简单的量子信息处理（QIP）对超导充电盒共享一个共同的偏置引线。我们在这些量子比特上建立了一个无退相干的子空间，并通过与LC谐振器的色散相互作用和编码量子比特之间的电感耦合引入了通用门。这些门保留了代码空间，只需要建立局部对称性和控制电压偏置。
2003-07-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Copper waveguide cavities with reduced surface loss for coupling to superconducting qubits
近年来，利用三维微波波导腔与transmon量子比特耦合，超导量子比特相干时间得到了显著的改善。虽然在这个方向上的许多测量都利用超导铝腔，但最近的其他工作涉及耦合到铜腔的量子位，其相干时间接近0.1 ms。铜为腔壁和量子位芯片的热化提供了良好的路径，尽管大量的腔损耗使传统的色散量子位测量具有挑战性。我们正在探索各种方法来提高三维铜腔的品质因数，包括电解抛光和涂覆超导锡层。我们已经在多次冷却时表征了这些空腔，并发现镀锡是坚固的。此外，我们在这些腔中对transmon量子比特进行了相干测量，并观察到了有希望的性能。
2014-09-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Tunable interaction of superconducting flux qubits in circuit QED
我们提出利用腔辅助相互作用和强驱动来实现超导磁通量子比特的可调谐相互作用。量子位具有三能级λ组态，由于有效的大失谐，激发态的衰减将被极大地抑制。实现的相互作用对腔场状态不敏感，并且可以通过调制量子比特驱动场的相位差来控制。特别是，我们的方案是基于典型的电路QED设置，因此将提供一个简单的方法对超导量子比特的可调相互作用。最后，我们考虑了在典型退相干效应的影响下，利用构造的相互作用产生两个和四个量子比特的纠缠态。
2015-11-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Quantum Heating of a nonlinear resonator probed by a superconducting qubit
利用超导人工原子作为探针，测量了泵浦非线性谐振腔中的量子涨落。量子位激发谱提供了对腔内场波动的频率和温度的访问。这些被发现与理论预测一致，特别是我们实验观察到的量子加热现象。
2012-10-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Quantum information processing with superconducting qubits in a microwave field
本文研究了在非经典微波场中具有超导环的库珀对盒的量子动力学。我们证明了单光子和多光子过程中拉比振荡的存在，并提出了一种新的基于微波耦合约瑟夫森量子比特的量子计算方案（包括1比特和条件2比特门）.
2003-09-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Parametric longitudinal coupling between a high-impedance superconducting resonator and a semiconductor quantum dot singlet-triplet spin qubit
由超导谐振器介导的长距离双量子比特耦合是基于半导体材料中的自旋在量子计算机中执行纠缠操作的领先范例。在这里，我们展示了一种新的，可控的自旋光子耦合的基础上的纵向相互作用的自旋量子比特和谐振器。我们表明，耦合一个单重态-三重态量子比特的高阻抗超导谐振器可以产生所需的纵向耦合时，量子比特被驱动接近谐振器的频率。我们测量的量子位的能量分裂作为一个函数的驱动振幅和频率的微波信号施加在谐振器的波腹附近，揭示了由于纵向耦合接近谐振器频率的显着效果。通过调整驱动器的幅度，我们达到了纵向耦合超过$1$ MHz的状态。这证明了量子位-谐振器耦合的新机制，并代表了由超导谐振器介导的高保真双量子位门的垫脚石。
2021-07-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con 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
Quasienergies and dynamics of superconducting qubit in time-modulated field
我们分析了超导量子比特的动力学和存在时间调制外场时的多阶拉比振荡现象。这样的场也被呈现为由两个光谱分量组成的双色场，这两个光谱分量从量子比特共振频率对称地失谐。这种方法导致获得定性的量子效应，超出了单色激发量子位的情况。计算了“超导量子比特+时间调制场”复合系统在不同共振态下的Floquet态和准能量。我们分析了准能与外场振幅的依赖关系，证明了准能之间的差异零点。我们表明，作为一项规则，量子比特状态的人口表现出非周期性振荡，但我们证明了特定的重要制度，其中人口的动态成为定期。
2013-10-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Voltage-Controlled Superconducting Quantum Bus
我们展示了外延超导体纳米线作为场效应开关来调谐超导腔的能力。两个超导门子量子比特耦合到腔体，腔体充当量子总线。使用栅极电压来控制超导开关在接通和关断状态之间的量子位-量子位耦合中产生高达8倍的变化，而不会对量子位相干性产生不利影响。耦合开关在纳秒时间尺度上的高带宽操作会降低量子比特的相干性。
2018-02-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Approaching Unit Visibility for Control of a Superconducting Qubit with Dispersive Readout
在超导量子比特的拉比振荡实验中，我们表明量子比特激发态布居的可见性可以达到90%以上。我们通过将量子比特非共振地耦合到传输线谐振器并探测谐振器的透射谱来执行量子比特状态的色散测量。测量过程被很好地表征和定量地理解。在测量Ramsey条纹时，量子比特的相干时间大于500 ns。
2005-02-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Observation of flux qubit states with the help of a superconducting differential double contour interferometer
提出了利用超导差分双轮廓干涉仪（DDCI）观测磁通量子比特的量子态。磁通量子比特和超导量子干涉器件（DC-SQUID）在DDCI中通过波函数的相位而不是通过磁通量连接。由于这种相位耦合，DC-SQUID的临界电流应该在磁通量子比特状态变化时变化到最大值。临界电流和电压的大幅跳变使得能够连续观察通量量子位的状态随时间的变化。这一观测对于研究宏观量子态的叠加态具有重要意义。
2019-09-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Macroscopic Many-Qubit Interactions in Superconducting Flux Qubits
超导磁通量子比特被用来研究宏观多量子比特相互作用。基于电流态的多量子比特态可以通过每个超导回路中的电流-相位关系来操纵。对于由$N$量子比特环组成的磁通量子比特系统，根据量子比特的低能级和多量子比特态之间的宏观量子隧穿，给出了低能哈密顿量的一般表达式.通过{ \em伊辛型-或隧道-}交换相互作用分类的多量子位相互作用可以通过实验观察到。通量量子比特系统可以提供各种人工自旋系统来研究自然无法找到的多体系统。
2007-03-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Quantum Zeno effect with a superconducting qubit
研究了用超导量子比特验证量子芝诺效应的详细方案。超导量子比特受到频谱为1/f的退相噪声的影响，因此超导量子比特的衰减过程由于1/f噪声的无限相关时间而表现出自然的非指数行为。由于投影测量可以很容易地影响具有这种非指数特性的衰变动力学，超导量子比特是一个有希望观察量子芝诺效应的系统。我们研究了一系列投影测量如何改变退相过程，并提出了用超导量子比特观察量子芝诺效应的实验方法。在现有技术下，我们的预测是有可能实现的。
2010-10-06 cond-mat.supr-con quant-ph
Superconducting qubits can be coupled and addressed as trapped ions
利用超导约瑟夫森结的固有非线性，我们提出了一个可扩展的电路与超导量子位（SCQ），这是非常相似的，现在被用于捕获离子的成功。SCQ耦合到由超导LC电路或其等效物（例如，SQUID）。单量子比特旋转和量子比特-LC-电路耦合/耦合都可以通过时间相关的磁通量的频率来控制。该电路是可扩展的，因为由LC电路介导的量子比特-量子比特相互作用可以选择性地执行，并且信息传输可以以可控的方式实现。
2007-11-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Superconducting qubits II: Decoherence
这是一个介绍基本的退相干理论，因为它通常适用于超导量子比特。
2006-03-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
A metastable superconducting qubit
我们提出了一个超导量子位的设计，基于一个可调谐的RF-SQUID和纳米线动力学电感器，它有一个显着减少的横向电磁耦合到它的环境，使其激发态应该是亚稳态。如果电磁相互作用实际上是超导量子比特当前激发态衰减速率的原因，那么这种设计应该会导致量子比特寿命比目前可能的寿命长几个数量级。此外，由于超导量子位的精确操纵和读出目前受到自发衰变的限制，因此利用这种设计可以实现高得多的结晶度。
2009-09-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
A proposal for realizing a 3-qubit controlled-phase gate with superconducting qubit systems coupled to a cavity
提出了一种利用超导量子比特系统耦合到腔体中实现3量子比特量子相位控制门的方法。该方案不需要调整量子位能级间距或相同的量子位-腔耦合常数。此外，由于仅应用谐振相互作用，因此可以在$\sim $ 10纳秒内快速执行门控。这个提议是相当普遍的，它可以应用于各种类型的超导量子比特，被困在腔中的原子，或耦合到谐振器的量子点。
2012-08-07 cond-mat.supr-con quant-ph
Interaction-free measurements with superconducting qubits
描述了一种用于由超导量子比特和读出约瑟夫森结组成的量子线路的无相互作用测量协议。通过测量量子位的状态，可以确定在先前时间通过电路的电流脉冲的存在，而量子位和脉冲之间没有任何能量交换。
2008-04-03 cond-mat.supr-con quant-ph
Coherent Control of a Superconducting Qubit with Dynamically Tunable Qubit-cavity Coupling
我们演示了耦合到超导共面波导谐振器的超导量子比特的相干控制和测量，该超导共面波导谐振器具有动态可调的量子比特-腔耦合强度。拉比振荡测量几个耦合强度，表明量子位跃迁可以关闭的因素超过1500。我们展示了如何通过快速通量脉冲在关闭状态下仍然可以访问量子位。我们用同步快通量脉冲在设备上进行脉冲延迟测量，并观察到$T_1$和$T_2$时间分别为1.6和1.9 $μ$ s。这项工作演示了如何将这种量子比特纳入量子计算架构。
2011-08-12 cond-mat.supr-con quant-ph
Protocol for universal gates in optimally biased superconducting qubits
我们提出了一个新的实验协议，用于在由固定的片上线性电抗耦合的超导量子比特寄存器中执行通用门。量子比特具有固定的失谐拉莫尔频率，并且在整个门操作期间可以保持偏置在其最佳工作点，在该最佳工作点处，由于控制参数的波动引起的退相干被抑制到一阶。双量子比特门通过以适当的幅度和相位在其各自的拉莫尔频率下同时照射两个量子比特来执行，而单量子比特门通过通常的单量子比特照射脉冲来执行。
2004-12-01 cond-mat.supr-con quant-ph
Encoding a qubit with Majorana modes in superconducting circuits
马约拉纳费米子是人们长期寻找的奇异粒子，它们是自己的反粒子。在这里，我们建议利用超导电路来构建两个超导量子比特阵列，其中Majorana模式可以发生。一个所谓的马约拉纳量子比特是通过使用不成对的马约拉纳模式来编码的，这种模式出现在马约拉纳费米子表示中链的左右两端。我们还显示了这个马约拉纳量子比特的自旋表示和它的优势，在一个单一的超导量子比特，关于量子相干性。此外，我们建议使用四个超导量子比特作为最小的系统来演示编织的马约拉纳模式，并显示如何编织马约拉纳之前和之后的状态可以区分。
2014-09-20 cond-mat.supr-con quant-ph
Implementation of adiabatic Abelian geometric gates with superconducting phase qubits
基于超导相位量子比特系统中的非简并能量本征态，我们发展了一种绝热阿贝尔几何量子计算策略。在模拟超导相位量子比特电路中存在热涨落的情况下，对所设计的量子门的保真度进行了评估，发现其对随机误差具有相当的鲁棒性。此外，还阐明了设计的绝热演化中的Berry相可以通过为超导量子比特开发的量子态层析成像直接检测。
2007-08-07 cond-mat.supr-con quant-ph
Processing Quantum Information in Hybrid Topological Qubit and Superconducting Flux Qubit System
研究了一个由Majorana型半导体纳米线和超导磁通量子比特组成的复合系统。研究发现，这两个子系统之间的耦合可以通过电学方法控制，为实现基于Majorana拓扑的π/8相位门提供了一种方便的方法.我们还提出了一个利用朗道-齐纳跃迁将信息从通量量子比特转移到拓扑量子比特的方案。此外，我们还提出了一种名为top-flux-flux的拓扑结构来检索存储在拓扑量子比特中的信息。随着两个拓扑量子比特纠缠的演示，利用这种混合系统进行量子信息处理是非常有希望的。
2012-12-11 cond-mat.supr-con quant-ph
Coherent operation of superconducting flux qubits
研究了微波辐射下耦合超导磁通量子比特的量子操作。磁通量子比特可以描述为磁偶极矩在弱微波场振幅的限制符合通常的实验情况。利用耦合量子比特在微波场中的哈密顿量，我们证明了强耦合可以实现高性能的受控非门操作。从实际的量子计算出发，分析了微波对相位耦合量子比特开关函数的影响。
2009-07-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Superconducting qubits
从物理学家的角度来看，量子计算研究中最有趣的部分可能是探索量子世界和经典世界之间边界的可能性。所涉及的结构越宏观越好。到目前为止，在实验室中研究的最“宏观”的量子比特原型是某些类型的超导量子比特。为了感受这些系统的宏观程度，量子叠加中的通量量子比特的状态对应于由超导回路中反向流动的10^5-10^6个电子组成的电流。到目前为止，实现的非超导量子比特基本上都是微观的。
2008-05-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Relativistic Motion with Superconducting Qubits
我们展示了如何在电路量子电动力学架构的量子位场耦合强度的动态调制模仿量子位在相对论速度的运动。这使我们能够提出一个现实的实验来检测来自模拟加速辐射的微波光子。此外，通过将这种技术与动态Casimir物理相结合，我们增强了研究超导电路量子场论中相对论现象的工具箱。
2015-03-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con gr-qc
Geometrical dependence of low frequency noise in superconducting flux qubits
本文采用一种直接测量复合约瑟夫森结超导磁通量子比特低频（10 Hz以下）磁通噪声的通用方法，对85个不同设计的器件进行了研究。在具有相同设计的量子位组之间的通量噪声的变化被观察到是小的。然而，通量噪声的水平在量子位设计之间系统地变化，强烈依赖于量子位布线长度和布线宽度。此外，在超导接地层上制造的量子比特比没有这种层的量子比特产生更低的噪声。这些结果支持了量子比特布线附近的局部磁性杂质是超导器件中低频磁通噪声的关键来源的假设。
2008-12-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Using Superconducting Qubit Circuits to Engineer Exotic Lattice Systems
我们提出了一种基于超导量子比特和谐振器的架构，用于实现各种奇异的晶格系统，如自旋和哈伯德模型在更高或分形维数和更高的属拓扑结构。自旋系统自然地使用量子比特来实现，而超导谐振器可以用于实现玻色-哈伯德模型。这些设计的基本要求，例如任意量子位对之间的可控相互作用，最近已经在实验室中实现，使我们的建议在当前技术下可行。
2010-11-25 cond-mat.supr-con quant-ph
Two-qubit gate operations in superconducting circuits with strong coupling and weak anharmonicity
我们从理论上研究了在两个耦合超导量子比特系统中实现两个量子比特门的问题。特别是，我们在耦合强度与量子位的非谐性相当甚至更大的条件下分析了两量子位门操作。通过数值求解含时的薛定谔方程，得到了在量子比特-量子比特直接耦合和间接耦合两种情况下，两量子比特门的保真度与系统参数的关系.我们的数值结果可以用来确定“安全”的参数制度，在这些系统中实验实现高保真度的双量子比特门。
2012-08-21 cond-mat.supr-con quant-ph
High coherence hybrid superconducting qubit
我们测量了一种新的超导量子比特{ \em低阻抗通量量子比特}的相干性，发现了$T_2^* \sim T_1 \sim 1.5μ$。它是一个三结通量量子比特，但结临界电流的比例被选择为使量子比特的势具有单阱形式。其大分流电容的低阻抗保护其免受退相干。该量子比特具有适度的非谐性，与所有其他流行的量子比特设计相比，其符号是相反的。量子位以$λ/2$配置电容耦合到高Q谐振器，这允许量子位的状态被分散地读出。
2010-03-16 cond-mat.supr-con quant-ph
Fast quantum gate with superconducting flux qubits coupled to a cavity
我们提出了一种快速实现双量子比特控制相位门的方法，该方法将超导磁通量子比特耦合到腔体中。该提议的一个显著特征是，由于仅使用量子比特-腔共振相互作用和量子比特-脉冲共振相互作用，因此与先前的提议相比，门可以更快地执行。该提议不需要在门操作期间调整量子比特水平间距。此外，该提议既不需要量子位参数的均匀性，也不需要量子位在腔中的精确放置。
2012-07-29 cond-mat.supr-con quant-ph
A perspective on semiconductor-based superconducting qubits
在演示了可通过电气手段完全调谐的基于半导体的约瑟夫森结之后，为混合半导体-超导体量子比特的研究开辟了新的路线。这些包括基于自旋的transmon量子比特，单自旋Andreev量子比特和基于Majorana零模式的容错拓扑量子比特。从这个角度来看，我们回顾了最近的进展，朝着这种新颖的量子位设计的道路。经过一个简短的介绍和一个简短的题外话的历史路线图，导致了实验的最先进的，重点放在超导量子比特的基础上半导体纳米线
2020-10-26 cond-mat.supr-con quant-ph
Tunable coupling in circuit quantum electrodynamics with a superconducting V-system
超导量子比特的最新进展已经证明了这些器件在未来量子信息处理中的潜力。量子计算的一个期望特征是量子位相互作用以及量子位能量的独立控制。我们展示了一种新型的超导电荷量子比特，它具有V形能谱，并使用量子干涉来提供对量子比特能量和偶极耦合到超导腔的独立控制。我们展示了动态访问强耦合制度调谐耦合强度从小于200 kHz到超过40 MHz。这种可调谐耦合可以用于保护量子位免受腔诱导的弛豫，并避免多量子位系统中不必要的量子位-量子位相互作用。
2010-11-18 cond-mat.supr-con quant-ph
Entanglement and Bell States in Superconducting Flux Qubits
我们从理论上研究了两个超导磁通量子比特中的宏观量子纠缠。为了操纵两个磁通量子比特的状态，在耦合量子比特的连接环中引入了约瑟夫森结。增加约瑟夫森结的耦合能量使得有可能实现量子位之间相对强的耦合，从而导致两个量子位的隧穿过程甚至在两个量子位的状态下比单量子位的隧穿过程占主导地位。结果表明，由于双量子比特隧穿过程，耦合磁通量子比特的基态和激发态都可以是Bell型态，并具有最大纠缠。根据磁通量和约瑟夫森耦合能讨论了贝尔态的参数区域。
2007-05-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Simple quantum error detection and correction for superconducting qubits
我们分析了简单的量子错误检测和量子纠错协议相关的超导量子比特的电流实验。我们证明了对于具有能量弛豫的量子比特，重复N量子比特码不能用于量子纠错，但可以用于量子检错。在后一种情况下，仅使用两个量子比特进行编码就足够了。在分析中，我们展示了一种有用的技术，解开量子位能量弛豫到“松弛”和“无松弛”的情况。此外，我们提出并数值分析了几个双量子比特算法的量子错误检测/校正，这可以很容易地实现在当今水平的相位量子比特技术。
2012-05-08 cond-mat.supr-con quant-ph
Entanglement of superconducting qubits via microwave fields: classical and quantum regimes
本文用解析和数值方法研究了两个固定耦合的量子比特在量子场或经典场照射下的问题。在经典的情况下，我们推导出一个有效的哈密顿量，并构造复合脉冲序列导致一个CNOT门。在量子情形下，我们证明了在很低的功率（一个量子的激发）下驱动系统可以获得量子比特-量子比特-光子的多粒子纠缠和最大纠缠的两个量子比特态。我们的结果可以应用到各种系统的两个超导量子比特耦合到谐振器。
2008-12-15 cond-mat.supr-con quant-ph
Tuning coupling between superconducting resonators with collective qubits
通过同时耦合多个二能级人工原子到两个超导谐振器，我们设计了一个量子开关，调谐谐振器-谐振器耦合强度从零到一个大的值成比例的量子比特的数量。这个过程是通过将量子比特设计成不同的亚辐射态来实现的，其中来自不同量子比特的微波光子衰减相互破坏性地干涉，使得谐振器-谐振器耦合强度在开放环境中保持稳定。基于一个三步控制方案，我们在纳秒内切换不同的耦合强度之间的值，而不改变量子比特的跃迁频率。我们也将量子开关应用于超导共振器网络，并展示其在量子模拟和量子信息存储与处理方面的潜在应用。
2018-03-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con physics.atom-ph
Suppression of Tunneling in a Superconducting Persistent-Current Qubit
我们考虑一个由三结超导环组成的超导持续电流量子比特，它位于外加磁场中。我们表明，通过选择适当的场，约瑟夫森耦合和偏移电荷，我们可以完美地抑制两个相反方向的循环电流状态之间的隧穿，导致两个量子比特状态之间的分裂消失。抑制出现沿不同路径的隧道之间的干扰，并且类似于先前预测的半整数自旋的磁性粒子。
2007-12-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Superconducting pi qubit with a ferromagnetic Josephson junction
固态量子比特具有大规模集成和量子计算布局灵活的潜力。然而，由于与环境的耦合，它们的短退相干时间仍然是一个需要克服的重要问题。我们提出了一种新的超导量子比特，它结合了一个自旋电子器件：量子比特由一个超导环与铁磁π结，其中有一个金属接触和一个正常的约瑟夫森结与绝缘势垒。这样，在没有外加磁场的情况下，可以形成量子相干二能级态。量子位的这个特征和简单的结构使得可以减小其尺寸，从而导致长的退相干时间。
2004-10-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Quantum Codes for Simplifying Design and Suppressing Decoherence in Superconducting Phase-Qubits
我们引入简单的量子比特编码和逻辑门，消除了超导相位量子比特中某些困难的单量子比特操作的需要，同时保持了普遍性。最简单的编码是每个逻辑量子比特使用两个物理量子比特。提出了用于其实现的两种架构：一种采用N个物理量子位，其中N/2是固定在量子位中的附属物。|1>状态，另一个采用N/2+1个物理量子位，其中一个是连接到所有其他量子位的总线量子位。给出了通用编码逻辑操作的最小集合的细节，以及需要纳秒脉冲的再耦合方案。给出了一种推广到具有更高的逻辑量子比特/物理量子比特比的码。兼容的消相干和噪声抑制策略进行了讨论。
2002-09-04 cond-mat.supr-con quant-ph
Superconducting Nanocircuits for Topologically Protected Qubits
为了成功实现量子计算机，它的构建块（量子比特）应该同时是可扩展的，并充分免受环境噪声的影响。最近，已经提出了一种新的方法来保护超导量子比特。这个想法是为了防止在“硬件”层面上的错误，通过建立一个无故障（拓扑保护）的逻辑量子比特从“故障”的物理量子比特与适当的工程相互作用。已经预测，受保护的逻辑量子比特与局部噪声的解耦将随着物理量子比特的数量呈指数增长。在这里，我们报告的概念验证实验的原型设备，其中包括由纳米级约瑟夫森结制成的12个物理量子位。我们观察到，由于适当调谐的量子涨落，这个量子比特受到保护，免受磁通量变化远远超过线性秩序，与理论预测一致。这些结果证明了拓扑保护超导量子比特的可行性。
2008-02-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Quantum theory of the low-frequency linear susceptibility of interferometer-type superconducting qubits
我们使用密度矩阵方法分析了干涉型超导量子比特与高质量储能电路的相互作用，其频率远低于量子比特的带隙频率。我们从超导磁通量和电荷量子比特的基态特性开始。然后，利用修饰态方法，我们描述了量子比特在被调谐到带隙频率的微波场辐照时的光谱。本文的最后一部分是专门用于连续监测量子比特状态，通过使用DC SQUID在感应模式。
2008-04-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Tunable Superconducting Qubits with Flux-Independent Coherence
研究了低频磁通量噪声对不同可调谐度的超导transmon量子比特的影响。我们发现，具有较弱的可调谐性的量子位表现出失相，是不太敏感的磁通噪声。这种见解被用于制造量子位，其中由于通量噪声引起的失相被抑制在其他失相源之下，导致在~340 MHz的可调谐范围内的通量无关的失相时间T2* ~ 15 us。这种可调量子位有可能创建高保真、容错的量子位门，并从根本上提高量子处理器的可扩展性。
2017-02-21 cond-mat.supr-con quant-ph
Landau-Zener-Stückelberg Spectroscopy of a Superconducting Flux Qubit
提出了一种测量超导磁通量子比特能谱的新方法。与传统的频谱方法不同，该方法利用短三角脉冲驱动量子比特通过反交叉，产生朗道-齐纳-施托克堡干涉图样，从中提取能谱信息。不安装微波线，可以简化实验装置，减少不必要的噪声影响。此外，该方法可以应用于其他量子系统，从而打开了用线性脉冲校准和操纵量子比特的可能性。
2010-09-22 cond-mat.supr-con quant-ph
