Pulse engineering via projection of response functions
本文提出一种基于响应函数投影的量子最优控制方法，以无超参数方式计算保真度梯度并进行多参数更新，相比GRAPE算法显著提升收敛性和最优保真度。
2025-02-05 quant-ph
Gate fidelity of arbitrary single-qubit gates constrained by conservation laws
最近的研究表明，守恒定律限制了量子计算中门运算的精度。在角动量守恒定律下的不可避免的误差到目前为止已经针对自旋1/2量子比特的CNOT、Hadamard和NOT门进行了评估，而SWAP门没有约束。在这里，我们将上述结果推广到一般的单量子比特门。我们得到了在任意守恒律下实现的任意单量子比特门的门保真度的上界，该上界由守恒定律的几何形状和Bloch球上的门操作以及辅助的大小确定。
2009-04-16 quant-ph
Engineering integrated photonics for heralded quantum gates
按比例放大线性光学量子计算将需要多光子门，其紧凑、相位稳定、表现出优异的量子干涉，并且通过检测辅助光子而取得成功。我们调查的最佳已知的门设计，满足这些要求的实施：Knill控制的Z门，实现在集成激光写入波导阵列。我们表明，器件性能是更敏感的耦合器反射率的小偏差，所产生的公差值的制造方法，比在电路中的相位变化。模式保真度也被证明是不敏感的反射率和相位误差比工艺保真度。我们最好的器件在理想的4x 4酉电路中实现了0.931+/-0.001的保真度，在理想的计算基础工艺中实现了0.680+/-0.005的工艺保真度。
2015-02-11 quant-ph
Improving the efficiency of quantum engineering of SCSs by adding two demultiplexed input photons
本文提出利用单模压缩真空态和两个解复用光子，通过测量诱导量子工程高效生成振幅大于2.5、保真度超过0.99的偶/奇相干态叠加，并显著提升输出保真度和成功概率。
2025-09-18 quant-ph
High-fidelity interconversion between Greenberger-Horne-Zeilinger and $W$ states through Floquet-Lindblad engineering in Rydberg atom arrays
本研究针对Greenberger-Horne-Zeilinger态与W态无法通过局域操作互转的问题，提出基于里德伯原子阵列Floquet-Lindblad工程的耗散转换协议，兼具高保真度与鲁棒性，可提升量子网络资源利用与计算效率。
2023-06-13 quant-ph
Inverse engineering and composite pulses for magnetization reversal
我们提出了一种方法，实现快速和强大的磁化反转的纳米磁体，通过结合反求工程和复合脉冲。首先在短时间内对频率随时间变化的微波产生的磁场进行反向设计，并进一步引入复合脉冲，通过减小磁各向异性的影响来提高保真度。通过数值例子说明了高保真的磁化反转，并在布洛赫球上可视化。最后，基于Landau-Lifshitz-Gilber方程讨论了阻尼参数对脉冲序列的影响。这些结果为实现精确而快速的磁化反转或开关，以及在高密度信息存储和处理中的应用奠定了基础。
2017-03-10 quant-ph
Robust Coherent Superposition of States using Quasiadiabatic Inverse Engineering
我们利用基于不变量的逆工程方法，在准绝热条件下产生了稳健的、高保真度的量子态相干叠加。逆向工程提供了所需的量子态演化的捷径，而准绝热性提供了相对于错误的鲁棒性。我们得到简单的脉冲与低面积，这是强大的脉冲面积和失谐。
2017-08-15 quant-ph
Hamiltonian Engineering with Constrained Optimization for Quantum Sensing and Control
虽然量子设备依赖于组成子系统之间的交互以及与其环境的交互来操作，但仅本地交互通常无法提供目标性能。相干脉冲控制提供了定制有效相互作用的能力，称为哈密顿工程。我们提出了一种哈密顿工程方法，最大限度地提高所需的相互作用，同时减轻有害的进行脉冲序列搜索使用约束优化。优化配方采用脉冲序列长度和基数罚款符合线性或整数规划。我们将一般技术应用于具有固态自旋系综的磁力测量，其中感测自旋之间的非均匀相互作用限制了相干性。定义宽带Ramsey磁强计的品质因数，我们提出了新的脉冲序列，优于已知的技术，自旋1/2和自旋-1系统的homomands自旋去耦。当应用于金刚石中的氮空位（NV）中心时，该方案部分地保留塞曼相互作用，同时使带负电荷的NV $^{\text -}$中心之间的偶极耦合归零。这种方案对于已经达到NV $^\text{-}$ -NV $^\text{-}$耦合极限的NV $^\text{-}$磁力计是有意义的。我们讨论了NV合奏的实验实施，以及目前的方法更一般的自旋浴解耦和超导量子位控制的适用性。
2019-02-28 quant-ph
Fast population transfer engineering of three-level systems
我们利用基于不变量的逆向工程设计了共振激光脉冲，实现了三能级系统中的快速布居转移。的效率和激光强度检查不同的协议。量化了提高保真度的能量成本。通过填充中间态和多模驱动可以降低激光强度。
2012-07-12 quant-ph
Fast CZ Gate via Energy-Level Engineering in Superconducting Qubits with a Tunable Coupler
Information Engineering University（信息工程大学）
本文提出通过可调耦合器的能级工程实现快速高保真CZ门，有效抑制非谐振偏移影响，拓展电路执行深度。
2026-03-09 quant-ph
Noise-resistant quantum memory enabled by Hamiltonian engineering
量子点中的核自旋是快速和可扩展的量子存储器的有希望的候选者。利用中心电子与周围原子核之间的超精细相互作用，可以将量子信息转移到原子核的集体态并长期存储。然而，部分极化核浴中的核自旋涨落会使量子存储保真度恶化。在这里，我们介绍了一种抗噪声协议，通过哈密顿工程实现快速和高保真的量子存储器。通过解析和数值计算，我们证明了在相对较低的核极化下，由于核自旋噪声的强抑制，电子和核自旋之间的高保真量子态转移是可以实现的.对于具有$10^4$核自旋的现实量子点，在低至30%的偏振下，超过80%的保真度是可能的。我们的方法降低了对高核极化的需求，使得在量子点中实验实现量子存储更加可行。
2023-01-02 cond-mat.mes-hall quant-ph
Photonic Reservoir Engineering via 2D $Λ$-Type Atomic Arrays in Waveguide QED
Hanoi University of Science and Technology（河内科技大学）；Institute of Science and Technology Austria（奥地利科学技术研究所）
本文提出利用二维Λ型原子阵列与光子晶体波导耦合，实现结构化光子共振库的工程化，提升量子存储保真度和非线性光学效率。
2026-01-02 quant-ph
Channel-Constrained Markovian Quantum Diffusion Model from Open System Perspective
University of Electronic Science and Technology of China（电子科技大学）；Institute of Electronics and Information Industry Technology of Kash（喀什电子信息产业技术研究所）；Henan University（河南大学）；Henan Academy of Sciences（河南省科学院）
本文提出信道约束马尔可夫量子扩散模型，基于开放量子系统动力学框架设计，通过Stiefel流形优化保证量子信道物理有效性，在多类量子系统上实现了噪声下保真度超0.998的高保真量子态生成。
2025-11-15 quant-ph
Single step quantum state engineering in traveling optical fields
我们提出了一个通用的实验量子态工程方案，用于高保真度有条件地产生大量的各种非经典态的旅行光场。它包含一个单一的测量，从而实现了高的成功概率。所生成的状态被编码在装置的物理可控参数的最佳选择中。这些参数值通过数值优化确定。
2018-08-18 quant-ph
Robust Preparation of Bell States by Time Boundary Effect
School of Physics, Beijing Institute of Technology（北京理工大学物理学院）；School of Physics Science and Technology, Kunming University（昆明大学物理科学与技术学院）；National Laboratory of Solid State Microstructures, Department of Physics, and Collaborative Innovation Center of Advanced Microstructures, Nanjing University（南京大学固体微结构物理国家重点实验室、物理系和先进微结构协同创新中心）
提出一种基于时间边界工程和动量空间投影测量的动力学框架，在Su-Schrieffer-Heeger系统中制备对环境和参数涨落具有鲁棒性的贝尔态，实现近乎完美的量子保真度。
2026-10-28 quant-ph
High production rate of single-photon and two-photon Fock states for quantum state engineering
我们报告的单光子和双光子态的高速率源的实施。结合短脉冲和腔的优点，单光子的探测速率可达250 kHz，保真度达88%，双光子的探测速率可达800 Hz，保真度达82%。此外，我们开发了一种装置，其中零差测量的条件是预示的量子态，使大多数预示事件的检测。这使得光子源的表征速度更快，导致单光子和双光子Fock态的量子效率分别增加到91%和88%。如此高的基本Fock态的产生速率和结晶度可能为复杂量子态的产生开辟道路。
2018-07-16 quant-ph
High-fidelity multipartite entanglement creation in non-Hermitian qubits
本文理论研究非厄米超导量子比特中多体纠缠的生成，通过驱动场与耦合作用，在低衰减率下实现接近1保真度的GHZ态，展示了非厄米系统产生最大多体纠缠的潜力。
2024-12-02 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
Mitigating quantum operation infidelity through engineering the distribution of photon losses
MESA+ Institute for Nanotechnology, University of Twente（特温特大学 MESA+ 纳米技术研究所）
研究通过分析不同光子损失分布对量子操作保真度的影响，发现非对称损失结构可降低保真度不忠，揭示保真度与成功概率的可量化权衡。
2025-12-15 physics.optics quant-ph
Quantum state transfer in disordered spin chains: How much engineering is reasonable?
量子态通过自旋链的传输是实现量子信息技术的一个重要环节。传输的速度和保真度是设备必须实现的主要目标，即使在任何制造过程中都存在不可避免的缺陷。为了达到这些目标，已经提出了几种自旋链，它们在系统参数的微调或工程化程度上有所不同。在这项工作中，我们提出了一个系统的研究，这类链的两个重要类别。在一类中，只有在链的末端的自旋耦合必须被调整到不同于本体耦合常数的值，而在另一类中，每个耦合必须具有特定的值。我们表明，配置从两个不同的类可能会执行类似的，当受到相同的一种混乱，尽管在工程上的努力，以准备系统的巨大差异。我们确定负责这些相似性的系统功能，我们进行了详细的研究的传输保真度作为链长和无序强度的函数，产生经验的比例尺的保真度是类似的所有种类的链和所有的无序模型。这些结果有助于确定给定量子信息传输任务的最佳自旋链。特别是，它们有助于判断与仅调整边界耦合相比，是否值得设计链中的所有耦合。
2015-01-09 quant-ph
Iterative $C_Z$-gate-based protocol for squeezed Schrödinger cat state engineering
ITMO University（ITMO大学）；SMARTS-Quanttelecom LLC（SMARTS-Quanttelecom有限责任公司）；Saint-Petersburg State Institute of Technology（圣彼得堡国立技术学院）；Research and Education Center of Photonics and Optical IT, ITMO University（ITMO大学光子学与光学信息技术研究与教育中心）
提出一种测量辅助门，通过非高斯小振幅压缩猫态辅助和量子非破坏纠缠操作及外差测量，生成高保真度、尺寸可控的压缩薛定谔猫态，并引入迭代外差条件 $C_Z$ 协议实现猫态放大。
2026-06-01 quant-ph
Hamiltonian engineering for robust quantum state transfer and qubit readout in cavity QED
量子态到存储器的传输、通过量子总线的长距离状态穿梭以及高保真读出是量子技术的重要任务。实现这些任务是具有挑战性的现实耦合到环境的存在。在这里，我们介绍和评估协议，可用于腔QED执行高保真量子态传输和快速量子非破坏量子比特读出通过哈密顿工程。我们发现，即使在由于非均匀加宽而导致的强退相的极限下，也可以在腔和单个量子比特之间进行高保真的状态转移。我们将这一结果推广到一个腔和一个逻辑量子比特之间的状态转移，该逻辑量子比特编码在一个大的$N$物理量子比特系综的集体模式中。根据去耦序列，我们表明，在合奏的不均匀性耦合两个集体明亮的状态，只有两个其他集体模式，剩下的$N-3$单激发态暗。此外，我们表明，大的信噪比和高的单次保真度可以实现在基于腔的量子位读出，即使在弱耦合限制。这些想法对于将单自旋耦合到微波腔的新系统可能是重要的。
2017-02-21 cond-mat.mes-hall quant-ph
From Entanglement Purification Scheduling to Fidelity-constrained Multi-Flow Routing
本文研究量子网络中的纠缠纯化调度与路由问题，提出了单跳最优纯化调度算法、多跳purify-and-swap策略的最优性条件，以及构建ε-最优保真度约束路径的多项式时间算法，并通过仿真验证了有效性。
2024-08-22 cs.NI quant-ph
Limits to Quantum Gate Fidelity from Near-Field Thermal and Vacuum Fluctuations
针对金属门引发的热与真空涨落噪声限制量子门保真度问题，提出基于体积分方程的数值方法量化倏逝波约翰逊噪声，并利用Lindbladian工程优化脉冲序列以抑制噪声影响，逼近双自旋量子比特门保真度极限。
2023-06-08 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
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
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
Near perfect noisy quantum teleportation by one-sided environment engineering
Chennai Institute of Technology（金奈理工学院）；Techno Main Salt Lake（泰克诺梅因萨尔塔莱克）；Raman Research Institute (RRI)（拉曼研究所）；Bose Institute（玻色研究所）
本研究提出了一种在噪声环境下实现近完美量子态传送的协议，通过优化贝尔基测量和本地噪声参数，确保高保真度，适用于多种纠缠态资源。
2026-09-14 quant-ph
Degree-Guided Adiabatic Quantum Algorithm for MIS with Neutral Atoms
Racah Institute of Physics, Hebrew University of Jerusalem（拉卡物理研究所，耶路撒冷希伯来大学）；School of Computer Science and Engineering, Hebrew University of Jerusalem（计算机科学与工程学院，耶路撒冷希伯来大学）；Institute of Applied Physics, Hebrew University of Jerusalem（应用物理研究所，耶路撒冷希伯来大学）
本文提出了一种混合自适应算法，利用Rydberg原子阵列求解最大独立集问题，通过设计局部控制来优先激发邻居较少的原子，从而提高求解效率和成功率。
2026-10-20 quant-ph
High-fidelity gates in a transmon using bath engineering for passive leakage reset
本文通过片上七阶切比雪夫滤波器将transmon泄漏态寿命降低三个数量级，同时保持量子比特寿命和门保真度，实现无源泄漏重置，将泄漏错误转化为可纠正错误。
2024-11-06 quant-ph
Stabilizing entanglement via symmetry-selective bath engineering in superconducting qubits
巴斯工程，利用耦合到量子系统中的损耗模式来产生非平凡的稳态，是一个诱人的替代门和测量为基础的量子科学。在这里，我们证明了耗散稳定的两个超导transmon量子比特之间的纠缠在一个选择性的方式。我们利用工程对称性的耗散环境，以稳定的目标贝尔状态，我们进一步证明了抑制贝尔状态的相反对称性，由于奇偶选择规则。这种实现是资源高效的，实现了稳态保真度$\mathcal{F} = 0.70$，并且可扩展到多个量子位。
2015-11-02 quant-ph
Engineering of maximally entangled orbital angular momentum states via path identity
Helmholtz-Institut Jena（亥姆霍兹耶拿研究所）
针对基于轨道角动量的路径身份纠缠缺乏态分布工程化设计研究的空白，结合泵浦光空间工程与路径身份方法确定最大纠缠态最优维度，揭示高维目标态保真度限制并证明两类双光子纠缠态等价，助力高维最大纠缠态优化制备。
2025-11-14 quant-ph
A Quantum Optimal Control Problem with State Constrained Preserving Coherence
在这项工作中，我们解决的问题，最大限度地提高保真度的量子态的转换过程中控制的方式，以保持在给定的范围内的退相干。研究了具有非幺正退相干通道的三能级$Λ$型原子的马尔可夫退相干。我们引入保真度作为量子态转换过程的性能指标，因为目标是最大化最终态密度算符与所需目标态的相似性。我们制定了量子最优控制问题的状态约束，后者反映了退相干水平保持在一个预定义的范围内的事实。最优性条件的形式的最大值原则的庞特里亚金在Gamkrelidze的形式。这些提供了一套完整的关系，使计算的最佳控制策略。这是量子系统背景下的一种新方法。
2022-03-24 quant-ph
Characterization of conditional state-engineering quantum processes by coherent state quantum process tomography
条件量子光学过程使得从高度非经典态的产生到量子逻辑运算的实现的广泛技术成为可能。在实际实现中可以实现的过程保真度取决于多个系统参数。在这里，我们实验研究Fock状态过滤，一个典型的例子，一个广泛的类条件量子操作作用于一个单一的光场模式。这种操作是基于在分束器处待操纵的模式与辅助单光子状态的干涉，从而导致两个输出模式的纠缠。在一个输出模式下对单个光子的条件投影测量预示着该过程的成功。该操作实现了测量引起的非线性，能够抑制任意量子态的特定光子数概率幅度。我们采用相干态过程层析成像来确定在我们的实验中实现的精确操作。为了确定实验不完美的关键来源，我们开发了一个模型的过程，并确定了三个主要的贡献，显着妨碍其功效。重建的张量与模型的过程中考虑到源的实验不完美的保真度优于0.95。这使我们能够确定在实现高保真度滤波器时要克服的三个关键挑战-即辅助状态的单光子性质，高模式重叠，以及在预示时需要进行数分辨检测。结果表明，该滤波器确实表现出与输入光子数成函数的非线性响应，并保持了输出态Fock层之间的相位关系，为未来的应用提供了希望。
2014-10-25 quant-ph
Machine-learning-inspired quantum optimal control of nonadiabatic geometric quantum computation via reverse engineering
本文提出基于平均保真度、以周期特征增强神经网络为拟设的量子最优控制方法，显著提升猫态非绝热几何量子计算单比特门保真度与抗噪性，并支持玻色系统级联多比特门。
2023-09-28 quant-ph
Hybrid quantum device with a carbon nanotube and a flux qubit for dissipative quantum engineering
我们描述了一个由微米尺寸的碳纳米管（CNT）纵向耦合到通量量子比特组成的混合量子系统。我们证明了这种设备的有用性，通过耗散量子工程产生高保真度的CNT非经典状态。CNT的边带冷却到它的基态和产生压缩的基态，作为光学压缩真空的机械模拟，是这里研究的耗散量子工程的另外两个例子。此外，我们展示了如何生成一个长寿的宏观不同的叠加（即，薛定谔类猫）状态。在某些条件下，这种猫态可以被捕获在暗态中，这可以通过检测控制场的光学响应来验证。
2017-05-13 quant-ph
Engineering quantum states with neutral atoms
本研究在QuEra的Aquila模拟量子仿真平台上，设计了生成纠缠态、构建含缺陷$Z_2$态、优化激发态制备等实验协议，验证了读出误差缓解技术的效果，实验结果与理论吻合，展现了该平台的复杂量子仿真能力。
2024-10-04 quant-ph
Avoiding irreversibility: engineering resonant conversions of quantum resources
我们确定和探索内产生的纠缠，相干性和热力学资源理论的资源共振的有趣的属性。虽然所考虑的理论是可逆的渐近，这通常是不正确的，在现实的情况下，可用的资源是有限的。造成这种不可逆性的有限尺寸效应可能会阻止小型量子信息处理器或热机充分发挥其潜力。尽管如此，我们在这里表明，通过仔细设计的资源相互转换过程中，任何这样的损失可以大大抑制。我们的结果预测的资源相互转换率和实现保真度之间的权衡高阶扩展，并通过适当的近似优化条件的精确数值优化验证。
2018-10-04 quant-ph
Reliable Interval Estimation for the Fidelity of Entangled States in Scenarios with General Noise
针对量子网络中一般噪声导致纠缠态保真度估计不确定的问题，提出联合随机抽样、思想实验与贝叶斯推断构建可信区间，并结合后验分布偶数阶矩提升精度，分析了影响精度的因素及测量比例的确定。
2024-11-15 quant-ph
Robust and High-Fidelity Controlled Two-Qubit Gates via Asymmetric Parallel Resonant Excitation
Soochow University（苏州大学）；China Mobile (Suzhou) Software Technology Co., Ltd.（中国移动（苏州）软件技术有限公司）；Shanghai University（上海大学）
本文提出一种鲁棒的共振方案，利用非对称激发和脉冲工程实现任意受控双量子比特门，实验显示在170kHz频移范围内门保真度超过99%。
2026-04-08 quant-ph
Generation of Four-Component Schrödinger Cat States via Floquet Engineering in a Hybrid Ferromagnet-Superconductor System
针对固态平台难以制备四分量薛定谔猫态的问题，提出混合铁磁体-超导体系统中的 Floquet 工程方案，并证明在退相干下仍可高保真生成该态。
2025-08-30 quant-ph
Engineering Entanglement: The Fast-Approach Phase Gate
最佳控制技术和快速接近方案被用来实现碰撞控制相位门的模型中的冷原子在光晶格，显着减少门时间相比，绝热演化，同时保持高保真度。给出了新的目标泛函的最佳路径的演化，产生一个控制相位门单原子拉比位移。此外，在最近的实验中，快速接近程序被用来设计一条路径，以显着提高非绝热传输的保真度。此外，相位门的纠缠功率进行了量化。
2005-05-26 cond-mat.mes-hall physics.atom-ph quant-ph
Quantum State Engineering with Continuous-Variable Post-Selection
我们提出了一个方案，有条件地工程的光量子系统，通过连续变量测量。该方案从单光子和双光子Fock态分别得到高保真压缩单光子和相干态的叠加。利用分束器实现了输入Fock态与辅助压缩真空态的相互作用。我们通过对辅助态的连续可观测测量结果进行后选择来变换量子系统。我们用实验证明了这个方案的原理，使用位移相干态和测量实验的量子资源，只能实现。
2006-04-07 quant-ph
Quantum engineering of a synthetic thermal bath for bosonic atoms in a one-dimensional optical lattice via Markovian feedback control
提出并研究了一种基于马尔可夫反馈控制的一维光晶格中玻色量子气体的合成热浴方案。我们的计划的性能量化的系统的稳态和有效的热状态之间的保真度。对于无相互作用的双阱和三阱系统，其稳态是一个精确的热态，这是由于所有耦合本征态对之间的转移率满足细致平衡条件。当有更多的晶格位置时，情况发生变化，其中细致平衡条件不再成立，但仍然是一个精确的近似。值得注意的是，我们的计划表现得非常好，在低温和高温制度，保真度接近1。在中间温度区（其中发生到玻色凝聚区的交叉）的性能稍差，保真度随着系统尺寸的增加而缓慢下降。我们还讨论了相互作用的情况。与非相互作用的情况相比，该方案被发现在较高的温度下执行得更好。另一个区别是，可以设计的最低温度是非零的，并且随着相互作用强度的增加而增加。
2022-05-12 cond-mat.quant-gas quant-ph
Inverse Engineering Control in Open Quantum Systems
提出了一种开放量子系统的逆工程控制方案。从一个待定的时间演化算符出发，导出了一个含时的哈密顿量，以引导系统在预定的时间到达任意的目标态。我们分析了我们的控制协议的保真度在噪声相对于随机波动的线性参数的哈密顿量在时间演化。对于一类特殊的二能级系统的哈密顿量，我们证明了系统在噪声作用下的控制演化可以分为两个标准的退相干过程：退相和去极化，对于马尔可夫和非马尔可夫条件都是如此.特别是，我们通过分析工程目标状态的鲁棒性来说明我们的形式主义。
2013-12-10 quant-ph
Reverse engineering of one-qubit filter functions with dynamical invariants
我们通过使用动力学不变量理论和哈密尔顿逆向工程推导出任意单量子比特门的滤波传递函数的积分表达式。我们使用这个结果来定义一个成本函数，可以有效地优化，以产生一个量子位控制脉冲，对噪声功率谱密度的指定频带是鲁棒的。我们证明了我们的结果产生的最佳控制脉冲，旨在抑制宽带失谐和脉冲幅度噪声的效用。我们报告了一个数量级的改善门保真度与已知的复合脉冲序列相比。更广泛地说，我们也使用相同的理论框架来证明非绝热几何量子门在特定的误差模型和控制约束下的鲁棒性。
2022-09-15 quant-ph
A Neutral Atom-Based Hybrid Classical-Quantum Approach for the Entanglement Routing Problem
Pasqal（帕斯卡尔）；Thales SIX GTS France（泰雷兹六世GTS法国）
针对量子网络中的保真度约束纠缠路由问题，提出将中性原子量子优化作为列生成框架中的定价预言机，在小型基准上实现低于1%的最优性差距，验证了混合经典-量子方法的可行性。
2026-09-30 quant-ph
Intelligent Control of Collisional Architectures for Deterministic Multipartite State Engineering
KT One；Tokyo International University（东京国际大学）；University of South Florida（南佛罗里达大学）；Department of Physics, Koç University（科奇大学物理系）；TÜBİTAK Research Institute for Fundamental Sciences (TBAE)（土耳其科学技术研究委员会基础科学研究院（TBAE））；Nanoelectronics Research Center（纳米电子学研究中心）
本文提出了一种智能控制框架，用于在碰撞模型架构中确定性生成多体态，通过优化碰撞参数在噪声环境下实现高保真度。
2026-02-09 quant-ph
Pulse engineering via projection of response functions at infinite nonlinear order
Zentrum für Optische Quantentechnologien, Universität Hamburg（汉堡大学光学量子技术中心）；Institut für Quantenphysik, Universität Hamburg（汉堡大学量子物理研究所）；The Hamburg Centre for Ultrafast Imaging（汉堡超快成像中心）
针对量子计算最优控制问题，提出无超参数和梯度的PEPRino算法，利用响应理论框架，通过确定无限阶响应函数的控制格局并有效评估，应用于多量子比特系统实现QFT，相比CRAB算法在迭代步骤和计算时间上收敛更快。
2026-07-28 cond-mat.other quant-ph
Engineering unsteerable quantum states with active feedback
本研究提出带主动反馈的量子态制备操控协议，采用局部保真度项优化代价函数，通过探测器Bell测量调控纠缠，可制备包括N量子比特W态在内的被动不可操控量子态。
2024-02-07 cond-mat.mes-hall quant-ph
Floquet-engineered quantum state manipulation in a noisy qubit
绝热演化是一种常用的量子态操纵策略，已被广泛应用于量子模拟、计算和退火等领域。然而，绝热演化本质上是缓慢的，因此容易受到退相干的影响。现有的加速绝热演化的方法需要复杂的多体算子，或者难以构造多能级系统。利用Floquet工程的工具，我们设计了一个高保真度的量子态操纵方案，只利用原始哈密顿量中可用的相互作用。我们将这种方法应用于量子比特，并通过金刚石中氮空位中心的电子自旋实验证明了它的性能。我们的Floquet设计协议实现了$0.994 \pm 0.004$的状态准备保真度，与传统快进协议处于同一水平，但对作用于量子位的外部噪声更具鲁棒性。Floquet工程为在复杂和有噪声的量子系统中进行高保真量子态操纵提供了一个强大的平台。
2018-11-24 cond-mat.other quant-ph
High fidelity one-qubit operations under random telegraph noise
我们解决的问题，实现高保真的单量子比特操作的量子比特能量分裂的时间依赖性噪声。我们用明确的数值结果表明，高保真位翻转和单量子位非门可以通过施加有界控制场产生。对于比pi脉冲的时间短的噪声相关时间，时间最佳的pi脉冲产生最高的保真度。对于很长的相关时间，保真度损失近似是由于系统误差，这是有效地解决了补偿与脉冲序列（CORPSE）的非谐振。对于噪声相关时间的中间范围，我们发现，短的CORPSE，这是不太准确的CORPSE在纠正系统误差，产生更高的精度。使用梯度上升脉冲工程的脉冲序列的数值优化导致位翻转的精确度的显著改善和非门的边际改善。
2005-08-05 cond-mat.other quant-ph
Quantum fidelity and quantum phase transitions in matrix product states
矩阵乘积态是量子自旋链数值模拟中的一个重要组成部分，它为量子相变工程提供了一个有趣的工具。在其组成矩阵所依赖的控制参数的临界值处，尽管基态能量是解析的，但某些可观测量的期望值可能出现奇异性。对于这类广义量子相变，我们测试最近推出的保真度方法的有效性，其中的重叠模量的基态对应于略有不同的参数被认为是。我们讨论了几个例子，成功地识别所有目前的过渡。我们还研究了保真度导数的有限尺寸标度，指出其在提取临界指数方面的相关性。
2006-11-28 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph
Momentum-space engineering of gaseous Bose-Einstein condensates
我们展示了如何气态玻色-爱因斯坦凝聚体的动量分布可以通过施加驻波激光脉冲序列的形状。我们提出了一个理论，其有效性在早期的实验中得到了证明[L.]。Deng等人，\prl { \bf 83}，5407（1999）]中，研究了动量空间中双脉冲序列对凝聚波函数的影响。我们推广以前的结果的情况下，任意强度的任意间隔分开的$N$脉冲，并显示这些参数可以被设计成产生所需的最终动量分布。我们发现，几个动量分布，重要的原子干涉应用，可以工程高保真度与两个或三个脉冲。
2010-11-19 cond-mat.quant-gas quant-ph
