Routing thermal noise through quantum networks
目前，人们对在量子机制中操作设备有很大的兴趣，在量子机制中，它们的行为不能通过经典力学来解释。包括纠缠态在内的量子态是脆弱的，容易受到过大的热噪声的干扰。在这里，我们解决的问题是，是否有可能创建非互易设备，鼓励热噪声流向或远离网络中的特定量子设备。我们的工作利用级联系统的形式主义来回答这个问题的肯定，展示了如何三端口器件可以用作一个有效的热晶体管，并说明了这种形式主义如何映射到一个实验上可实现的光学机械系统。我们的研究结果为更有弹性的量子器件和使用热噪声作为资源铺平了道路。
2018-06-04 quant-ph
Suppressing non-Markovian noises by coupling the qubit to a chaotic device
为了抑制耦合到非马尔可夫噪声中的固态量子比特的退相干，我们提出了一种将量子比特与混沌器件耦合的策略，该策略利用量子比特在高频域的宽功率分布来冻结噪声，就像动态解耦控制（DDC）方法一样。与DDC相比，该混沌装置在低频场的驱动下也能产生高频分量，并且不需要优化控制场来产生复杂的控制脉冲。作为超导电路的应用，我们发现，在宽频域中的各种噪声，包括低频$1/f$，高频欧姆，亚欧姆和超欧姆噪声，可以有效地抑制耦合到Duffing振荡器的量子比特，量子比特的退相干率有效地降低了约100倍的幅度。
2011-01-17 quant-ph
Reshaping quantum device noise via repetition code circuits
本文研究利用重复码电路重塑囚禁离子量子处理器中双量子比特纠缠门噪声，并通过分析与数值方法及IonQ Aria-1硬件实验验证其可行性。
2025-05-19 quant-ph
Manipulating the flow of thermal noise in quantum devices
最近，人们对使用复杂量子系统来创建有效的非互易动力学产生了极大的兴趣。有人提出了实现光子和声子的人工磁场的建议;实验进展迅速，使这些建议成为现实。许多工作集中在使用这样的系统来控制信号流，以创建用于光信号的隔离器或定向放大器。在本文中，我们在这项工作的基础上，但在不同的方向移动。我们发展了量子系统中热噪声可控流的理论，并讨论了一种可能的实现。我们从理论上证明了量子级联系统中热噪声的单向流动是可能的。将光机平台视为级联系统，我们可以最终控制热噪声流的方向。通过适当地设计机械谐振器，其充当人工水库，热噪声的流动可以被约束到期望的方向，从而产生热整流器。所提出的量子热噪声整流器可以潜在地用于开发诸如用于纳米电子器件和超导电路的热调制器、热路由器和热放大器之类的器件。
2018-02-07 quant-ph
Mitigating realistic noise in practical noisy intermediate-scale quantum devices
量子误差抑制（QEM）对于噪声中尺度量子（NISQ）器件至关重要。虽然大多数传统的QEM方案假设离散的基于门的电路与噪声出现在每个门之前或之后，假设是不合适的描述现实的噪声，可能有很强的门依赖性和复杂的非局部效应，和一般的计算模型，如模拟量子模拟器。为了解决这些挑战，我们首先扩展的情况下，每个计算过程，无论是数字或模拟，描述了一个连续的时间演变。对于工程哈密顿量或额外的噪声算子的缺陷的噪声，我们表明它可以有效地抑制一种新的随机QEM方法。由于我们的方法只假设精确的单量子比特控制，因此它适用于所有数字量子计算机和各种模拟模拟器。同时，利用Richardson外推法可以有效地抑制减载过程中的误差.当我们在能量弛豫和退相噪声下用各种哈密顿算子以及具有额外两个量子比特串扰的数字量子线路对我们的方法进行数值测试时，我们显示出模拟精度提高了两个数量级。我们评估了我们的方案的资源成本，并得出结论，精确的量子计算与NISQ设备的可行性。
2020-12-22 quant-ph
Efficient reconstruction, benchmarking and validation of cross-talk models in readout noise in near-term quantum devices
本文提出量子探测器重叠层析成像协议，高效表征近-term量子设备读出噪声中的k-局域串扰，并在79比特Rigetti和127比特IBM设备上验证，实现约20%的读出错误缓解改进。
2023-11-17 quant-ph
Learning correlated noise in a 39-qubit quantum processor
本文提出一种提取量子器件检错子提取线路中噪声信息的方法，在39比特超导器件上构建图模型精确学习相关噪声，并证明准确的关联噪声模型对预测量子纠错亚阈值行为至关重要。
2023-03-01 quant-ph
Device-independent quantum secret sharing with noise preprocessing and postselection
针对现有设备无关量子秘密共享（DI QSS）缺乏实际通信场景性能表征的问题，提出带噪声预处理与后选择的三方DI QSS协议，有效降低探测效率阈值、提升噪声阈值，放宽实验要求并增强抗噪性，具备实验应用潜力。
2024-10-10 quant-ph
Error-mitigated fermionic classical shadows on noisy quantum devices
针对噪声量子设备中经典阴影算法估计费米子哈密顿量受噪声干扰的问题，提出基于GTM噪声假设的误差缓解费米子经典阴影算法，提升噪声鲁棒性，经模拟验证适用于近期量子设备。
2024-04-18 quant-ph
Origin of electrical noise near charge neutrality in dual gated graphene device
本文通过双栅hBN封装石墨烯器件研究低频1/f噪声，发现噪声峰出现在电荷不均匀性区域，并证明电荷中性点附近噪声来源于电荷数与迁移率涨落的共同作用。
2023-09-21 cond-mat.mes-hall quant-ph
One-Sided Device-Independent Quantum Key Distribution over Noisy Metropolitan Links: Noise Thresholds and Purification-Assisted Recovery
Hamad Bin Khalifa University（哈马德·本·哈利法大学）
本研究提出抗噪声的1SDIQKD方案，通过引入噪声模型并结合纠缠纯化协议，提高了实际量子网络中的安全密钥率和效率要求。
2026-09-25 quant-ph
Noise Mitigation with Delay Pulses in the IBM Quantum Experience
当前量子计算硬件面临的最大挑战之一是如何从嘈杂的设备中获得可靠的结果。最近的一篇论文[A。Kandala等人，Nature 567，491（2019）]描述了一种通过拉伸门时间来注入噪声的方法，从而能够计算量子期望值作为IBM-Q器件中噪声量的函数。外推到零噪声导致与精确结果非常一致。这里描述了一种替代方案，该方案采用有意添加的身份脉冲，周期性地暂停设备，以便逐渐使量子计算受到增加的噪声水平的影响。该方案在IBM-Q器件上的一个量子比特电路中实现。它被确定，这是一个有效的方法，用于控制添加噪声，并进一步，使用噪声的结果来执行外推可以导致最终输出的改善，提供了仔细的注意是如何进行外推。
2020-05-26 quant-ph
Mitigation of readout noise in near-term quantum devices by classical post-processing based on detector tomography
我们提出了一个简单的方案，以减少在实验中的量子系统与有限数量的测量结果的读出误差。我们的方法依赖于执行经典的后处理，其之前是量子探测器断层扫描，即，描述给定量子测量设备的正算子值测度（POVM）的重建。如果测量设备仅受可逆经典噪声的影响，则可以校正在同一设备上执行的未来实验的结果统计。为了支持这一计划的实际适用性，近期量子设备，我们在IBM的和Rigetti的量子处理器中实现的测量的特征。我们发现，对于这些设备，基于超导transmon量子比特，经典噪声确实是读出误差的主要来源。此外，我们分析了相干误差和有限统计量的存在对我们的错误缓解过程的性能的影响。将我们的方案应用于IBM的5量子比特设备，我们观察到一些单量子比特和双量子比特任务的结果有了显着的改善，包括量子态断层扫描（QST），量子过程断层扫描（QPT），非投影测量的实现，以及某些量子算法（Grover搜索和Bernstein-Vazirani算法）。最后，我们提出的结果表明，在五个量子比特的情况下，某些概率分布的实施改进。
2020-03-25 quant-ph
Detection efficiency and noise in semi-device independent randomness extraction protocol
本文分析了半器件无关量子信息处理协议中的几个关键问题。在实际的实验实现中，只有当所使用的检测器的效率高于某个阈值时，才有可能在该场景中生成随机性。我们的分析表明，在对称设置中的临界检测效率为0.7071，而在不对称设置中，如果其中一个碱基具有完美的临界检测效率，则另一个可以任意接近0。我们还分析了半设备无关的随机数生成效率的基础上不同的平均猜测概率。为了产生更多的随机性，应该应用适当的平均方法。它的选择取决于某个维度见证的价值。更重要的是，给出了最大平均猜测概率与维数证据之间的一般解析关系。
2015-02-05 quant-ph
Dephasing Noise Simulation for Coherence-Generating Devices
本文通过定理完整刻画量子门中退相噪声集合及其模拟条件，解析计算量子比特门的量化器，并结合实验数据证明存在不可约化为输入输出态退相的门退相噪声，从而推进相干生成资源理论。
2024-03-28 quant-ph
Readout of quantum devices with a sideband microwave interferometer immune to systematic noise
微波测量的准确性不仅对电信和雷达应用至关重要，而且对未来的量子计算机也至关重要。诸如超导量子比特或自旋量子比特之类的量子比特技术需要检测微小的信号，通常通过将微波音调反射离开耦合到量子比特的谐振器来实现。来自布线和放大的噪声，例如来自温度变化的噪声，可能对读出保真度有害。提出了一种基于载波信号的两个一阶边带产生的微波音调的差分测量来检测被测器件的相位和幅度变化的方法。两个微波音调通过同一电缆发送到被测设备，该设备对一个边带显示窄带响应，而另一个不受影响。反射的边带受到载波下变频的干扰。通过选择边带的幅度和相位，可以实现对公共幅度或公共相位噪声的抑制，从而允许快速、稳定地测量谐振器的频移和品质因数。在25 mK的NbN超导谐振器上进行了测试测量，以校准和校准实验装置，并研究其谐振频率随时间的波动。
2023-03-13 quant-ph
Markovian Noise Modelling and Parameter Extraction Framework for Quantum Devices
提出一种与硬件无关的马尔可夫噪声建模与参数提取框架，可在基准测试中实时、可靠地同时校准多个量子硬件参数，并在 IBM Quantum 上验证。
2024-02-16 quant-ph
Noise tailoring for Robust Amplitude Estimation
通用容错量子计算机有望加速经典计算机上难以处理的计算问题;然而，在接下来的十年左右，我们的访问仅限于嘈杂的中间尺度量子计算机（NISQ），也许还有早期容错（EFT）量子计算机。这激发了许多近期量子算法的发展，包括鲁棒幅度估计（RAE），这是一种用于估计期望值的量子增强算法。使用RAE的一个障碍是缺乏将实际误差模型纳入该算法的方法。到目前为止，设备噪声对RAE的影响被纳入其子程序之一，作为一个指数衰减模型，这是不现实的NISQ设备，也许，EFT设备，这阻碍了RAE的性能。而不是试图明确模拟现实的噪声效应，这可能是不可行的，我们绕过这个障碍，通过定制设备噪声产生一个有效的噪声模型，其对RAE的影响非常类似的指数衰减模型。使用嘈杂的模拟，我们表明，我们的噪声定制的RAE算法能够重新获得改进的偏差和精度，预计RAE。此外，在IBM的量子计算机上，我们的算法在减少偏差方面优于标准估计技术。因此，我们的工作扩展了RAE在NISQ计算机上的可行性，从而使我们更接近使用这些设备实现量子优势。
2022-08-24 quant-ph
State-dependent Routing Dynamics in Noisy Quantum Computing Devices
路由在编程有噪声的中间尺度量子（NISQ）设备中起着重要作用，其中通过在位置之间交换量子信息来克服寄存器中的有限连接。然而，使用噪声门路由量子态引入了非平凡的噪声动态，并且决定最佳路由以最小化累积误差需要估计预期的状态保真度。在这里，我们验证了一个模型，在NISQ处理器的基础上相关的二进制噪声的状态相关的路由动态。我们开发了一个可组合的，状态相关的噪声模型CNOT和SWAP操作，可以有效地使用成对的实验测量的特点，我们比较模型预测与层析成像状态重建从量子设备。这些结果捕获的状态依赖的路由动态，需要引导路由决策NISQ设备的近实时操作。
2021-05-13 quant-ph
Noise-robust exploration of many-body quantum states on near-term quantum devices
我们描述了一种资源有效的方法来研究多体量子态的噪声，中等规模的量子设备。我们采用了一个连续的生成模型，使我们能够约束的范围内产生的多体量子态的相关性。从这一点上，我们的特点的情况下，估计当地的可观的不需要整个国家的准备。相反，可以生成更小的状态补丁，从中可以估计可观测量。这可以潜在地减少用于计算状态的物理性质的电路大小和量子比特的数量。此外，我们表明，噪声的影响减少沿计算。我们的研究结果适用于广泛的一类广泛研究的张量网络状态，并可以直接应用于短期实现的变分量子算法。
2021-03-04 quant-ph
Machine learning of noise-resilient quantum circuits
噪声的缓解和减少对于从近期量子计算机中获得有用的答案至关重要。在这项工作中，我们提出了一个基于机器学习的一般框架，用于减少量子硬件噪声对量子线路的影响。我们的方法，称为噪声感知电路学习（NACL），适用于电路设计计算一个幺正变换，准备一组量子态，或估计一个多量子比特状态的观察。给定一个任务和一个设备模型，该模型捕获有关设备中量子比特的噪声和连接性的信息，NACL输出一个优化的电路，以在存在噪声的情况下完成该任务。它通过最小化电路深度和电路结构上的特定于任务的成本函数来实现。为了证明NACL，我们构建电路弹性细粒度的噪声模型来自门集断层扫描的超导电路量子器件，应用包括量子态重叠，量子傅立叶变换，W-状态的准备。
2021-02-21 quant-ph
Enhancing noise robustness in device-independent conference key agreement with asymmetric parity-CHSH inequalities
Keio University（庆应义塾大学）；Technical University of Denmark（丹麦技术大学）；National Institute of Information and Communications Technology (NICT)（信息通信研究机构）
本文提出非对称奇偶-CHSH不等式，结合噪声预处理，提升设备无关会议密钥协议对探测低效、局域及全局去极化噪声的鲁棒性，解决其实现难度大的问题。
2026-09-04 quant-ph
Robustness of quantum randomness expansion protocols in the presence of noise
在本文中，我们研究了几个随机数生成协议的设备无关的框架中的属性。使用贝尔型不等式，可以证明由不可信设备生成的数字确实是随机的。我们提出了一个选择的证书，保证两个比特的随机性，每次运行的实验在无噪声的情况下，并要求各方共享一个最大的纠缠态。为了比较它们，我们研究了它们在白噪声存在下的效率。我们发现，对于不同数量的噪声，不同的运营商是最佳的证明最随机性。因此，设备供应商应根据预期发生的噪声量使用不同的协议。我们发现的另一个特别有趣的结果是，使用一个单一的贝尔运营商作为品质因数很少是最佳的。
2013-05-01 quant-ph
Spectral analysis for noise diagnostics and filter-based digital error mitigation
我们使用频谱分析和经典信号处理工具研究了噪声对参数化量子线路的影响。对于不同的噪声模型，我们量化了由器件误差引起的输出信号中的附加高频模式。我们表明，过滤这些噪声引起的模式有效地减轻了设备的错误。当与现有的方法相结合时，这产生了改进的无噪声变分景观的重建。此外，我们描述了这些技术的经典和量子资源的要求，并测试其有效性的应用程序驱动的量子硬件电路。
2022-11-10 quant-ph
The impact of noise on the simulation of NMR spectroscopy on NISQ devices
HQS Quantum Simulations GmbH（HQS量子模拟有限公司）
本文在 IBM 与 IonQ Aria 云量子平台上模拟小型有机分子 NMR 光谱，分析噪声影响并提出可由保真度指标计算的有效退相干率，以确定算法噪声容忍阈值。
2025-10-20 quant-ph
Device-Independent Quantum Secret Sharing Protocol Enhanced by Advantage Distillation
Henan Key Laboratory of Quantum Information and Cryptography（河南省量子信息与密码学重点实验室）；Synergetic Innovation Center of Quantum Information and Quantum Physics, University of Science and Technology of China（中国科学技术大学量子信息与量子物理协同创新中心）
本文提出了一种通过优势蒸馏技术改进的设备无关量子秘密分发协议，提高了协议的噪声容忍度和安全性，扩展了最大安全通信距离。
2026-05-21 quant-ph
Methods for measuring noise, purity changes, and entanglement entropy in quantum devices and systems
我们目前的方法来评估量子演化过程中由于耦合到环境（耗散下文）的数量的变化率。该协议基于重复给定的量子线路（或量子操作）两次、三次等，并且在每次重复之后测量期望值。我们首先应用这种方法来测量量子线路中的纯度变化率。这提供了关于电路质量的直接信息。此外，所提出的方案能够提取耗散的贡献，如能量和相干性的量的变化。特别地，这可以应用于特定量子位的局部哈密顿。因此，我们的方法可以用来定位“热点”的耗散发生。这种方法的一个变体可以用来测量量子线路中的纠缠积累。这些方法是可扩展的，因为它们只涉及一些在NISQ设备中相对容易测量的可观测量。
2021-12-01 quant-ph
Noisy quantum input loophole in measurement-device-independent entanglement witnesses
纠缠见证是一种有效的方法，可以在实验室中局部检测纠缠，而无需事先知道完整的密度矩阵。然而，可分离的状态可以被错误地指示为纠缠在这样的检测中存在错误的测量或检测器中的损失。独立于测量设备的纠缠见证者（MDI-EWs）即使在错误的测量和特定类型的有损检测器下也不会检测到假纠缠。在使用MDI-EW忠实地检测纠缠的情况下，一个关键的假设是产生“量子输入”的准备设备是完美的，并且在它们的传输期间没有噪声，“量子输入”是附加到要检测其纠缠的量子态的输入。在这里，我们放松了这些假设，并提供了一个通用的框架来研究噪声对量子输入的影响，调用均匀和非均匀噪声模型。在均匀噪声映射上，我们得到了保持MDI-EW特征的充分条件。我们发现，在非均匀和纠缠噪声的背景下，假纠缠检测是可能的，即使是MDI-EW。我们还研究了局域噪声的各种范例模型，并找到了在Werner态类中揭示纠缠的条件。
2020-12-16 quant-ph
Noise Aware Utility Optimization of NISQ Devices
本文提出一种将用户提供的CNOT和读出误差要求转换为合规分区的方法，通过选择更少、更高质量的资源来延长NISQ设备的效用寿命，在长度为50量子比特的随机CNOT链上实现了高达52%的保真度提升。
2024-04-29 quant-ph
Towards a realistic GaAs-spin qubit device for a classical error-corrected quantum memory
基于数值优化的真实器件门和参数，我们研究了砷化镓（GaAs）量子点线性阵列上的相位翻转（重复）代码的性能。我们首先检查的预期性能的代码使用简单的错误模型的电路级和现象学噪声，报告，例如，电路级去极化噪声阈值约为3%。然后，我们使用最大似然和最小权重匹配解码器进行密度矩阵模拟，以研究实际设备移相，读出错误，准静态以及快速门噪声的影响。考虑到量子比特读出误差和移相时间（T2）之间的权衡测量时间，我们确定了一个亚阈值区域的相位翻转代码，位于实验范围内。
2020-02-12 quant-ph
Devitalizing noise-driven instability of entangling logic in silicon devices with bias controls
硅中的量子比特（qubit）的质量非常容易受到电荷噪声的影响，电荷噪声在半导体器件中无处不在，并且原则上难以抑制。对于一个实际尺寸的量子点系统的基础上的硅锗异质结构，其限制是操纵与施加在顶部电极上的电偏压，我们计算探讨的噪声鲁棒性的2量子比特纠缠操作的重点是控制X（CNOT）逻辑，这是必不可少的门为基础的通用量子逻辑电路的设计。与器件模拟的基础上增强与电子结构计算的物理体半导体，我们不仅量化的退化的保真度的单步CNOT操作相对于电荷噪声的强度，但也讨论了一种策略的设备工程，可以显着提高噪声鲁棒性的CNOT操作，几乎没有牺牲的速度相比，单步的情况下。这项工作提出的设备设计和控制的细节可以为使用电极驱动的量子点平台保护硅基量子处理器的潜在努力建立一个罕见但实用的指南。
2022-03-25 cond-mat.mes-hall quant-ph
A Simulation Framework for Noise and Error-Correction Analysis in Device-Independent Quantum Key Distribution
University of Information Technology, Ho Chi Minh City, Vietnam（胡志明市信息技术大学）；Vietnam National University, Ho Chi Minh City, Vietnam（胡志明市越南国立大学）；Faculty of Computer Science and Engineering, Thuyloi University, Hanoi, Vietnam（河内水利大学计算机科学与工程系）；Nara Institute of Science and Technology, Nara, Japan（日本奈良先端科学技术大学院大学）；Le Quy Don Technical University, Hanoi, Vietnam（河内黎贵敦技术大学）
研究噪声对CHSH值的影响及级联错误校正的有效性，提升DIQKD系统的纠错能力。
2026-09-22 quant-ph
Training Quantum Neural Networks on NISQ Devices
噪声中尺度量子（NISQ）器件的出现为量子算法的发展提供了至关重要的机会。在这里，我们评估了两个量子神经网络（QNN）架构的IBM的NISQ设备，即耗散QNN（DQNN）的积木感知器是一个完全积极的地图，和量子近似优化算法（QAOA）的噪声容忍度。我们比较这两种方法来学习一个未知的单一。虽然这两个网络都成功地完成了这个学习任务，但我们发现DQNN比QAOA更可靠地学习未知的酉，并且不太容易受到门噪声的影响。
2021-04-13 quant-ph
Quantifying Hidden Nonlinear Noise in Integrated Photonics
我们目前的实验和模拟结果，以量化的非线性噪声的影响，在集成光子器件依赖于自发四波混频。我们的研究结果强调了需要设计规则的调整，以减轻否则内在的减少量子态纯度。在具有多个并行光子源的设备中的最佳策略是严格限制光子在源外部的产生。否则，我们的结果表明纯度可降低至40%以下。
2022-09-28 quant-ph
Few-Shot Cross-Device Transfer for Quantum Noise Modeling on Real Hardware
United International University（国际联合大学）
本文提出利用少量数据实现跨设备量子噪声迁移学习，通过残差神经网络减少噪声差异，实验显示在20个样本下KL散度显著降低，揭示CX门误差是跨设备不匹配的主要原因。
2026-04-27 cs.LG quant-ph
Learning the noise fingerprint of quantum devices
University of Florence（佛罗伦萨大学）；European Laboratory for Non-Linear Spectroscopy (LENS)（欧洲非线性光谱实验室（LENS））；University of Lisbon（里斯本大学）；Instituto de Telecomunicações（电信研究所）；Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati (SISSA)（国际高等研究学院（SISSA））
噪声源必然会影响任何量子技术设备。噪声的主要特征预计将严格取决于量子设备实现的物理平台，以可区分的指纹的形式。噪声源也会随着时间的推移而演变和变化。在这里，我们首先识别并通过实验表征IBM云可用量子计算机的噪声指纹，通过诉诸机器学习技术，旨在使用测量结果概率的时间顺序序列对噪声分布进行分类。
2021-09-23 cs.AI cs.LG quant-ph
Reliable Devices Yield Stable Quantum Computations
本文研究量子设备噪声时空变化对计算稳定性的影响，提出用海林格距离量化设备可靠性，并验证其与期望值稳定性的解析界关系，通过IBM washington transmon模型模拟证明稳定性度量始终受该距离上界约束。
2023-07-10 quant-ph
Charge noise and spin noise in a semiconductor quantum device
模拟二能级原子的固态系统正在积极开发中。提高这些系统的量子相干性，例如使用半导体量子点的自旋量子比特或单光子发射器，涉及处理噪声。噪声源是半导体固有的，并且是复杂的。电荷噪声在量子位的位置处导致波动的电场，自旋噪声在波动的磁场中，并且两者都可以导致光学和自旋状态的退相和退相干。我们使用一种微创、超灵敏的局部探针：来自单个量子点的共振荧光来研究超纯半导体中的噪声。我们区分电荷噪声和自旋噪声通过其光学签名的关键区别。推导了电场和磁场的噪声谱。电荷噪声的噪声谱可以完全由半导体中的局部电荷缺陷系综中的波动来描述。我们证明了"半导体真空"的光学跃迁在50 kHz以上的频率：通过在足够高的频率下操作的设备，我们证明了变换限制的量子点光学线宽。
2013-01-27 cond-mat.mes-hall quant-ph
Star network non-n-local correlations can resist consistency noises better
本文发现星形网络量子非n-局域关联比多边形和线性网络更能抵抗一致性噪声，其源数量持久性趋近无穷，并研究了部分一致性噪声下最大源数量的变化规律。
2023-09-06 quant-ph
Clapton: Clifford-Assisted Problem Transformation for Error Mitigation in Variational Quantum Algorithms
针对NISQ设备误差影响变分量子算法精度的问题，提出Clapton框架，通过Clifford辅助的哈密顿量变换缓解噪声影响，在多类科学应用中实现初始化性能显著提升。
2024-06-22 quant-ph
Second-harmonic enhanced feedforward intensity noise eater
量子非破坏理论已经被很好地理解了几十年，然而，由于这些技术要求的复杂性增加，这些技术的应用仍然有限。本文利用量子非破坏理论研究了一种实际器件--电光前馈强度噪声吸收器的性能。它示出，通过更换在这样的设备中的典型的分束器与单通二次谐波产生其次是一个分色镜的噪声吞噬器的性能可以显着提高，即使具有低的转换效率。
2017-02-09 quant-ph
Suppression of 1/f noise in solid state quantum devices by surface spin desorption
在固体量子技术中，由于材料界面处的虚假二能级系统（TLS）引起的噪声和退相干是一个长期存在的问题。由于缺乏足够灵敏的表面分析工具来识别其化学和物理性质，减轻TLS影响的努力受到阻碍。在这里，我们测量超导谐振器的介电损耗，频率噪声和电子自旋共振（ESR）谱，并证明表面自旋的解吸伴随着频率噪声几乎减少了十倍。我们提供的实验证据，同时揭示了吸附的磁矩的化学签名，并证明其耦合通过电场自由度的谐振器，导致介电（电荷）噪声在固态量子器件。
2017-05-25 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Noiseless nonreciprocity in a parametric active device
诸如环行器和隔离器等非互易器件属于一类重要的微波元件，用于低温下介观电路的测量等应用。测量协议通常涉及一个放大链，该放大链依赖于循环器来分离输入和输出通道，并抑制来自被测样品的不同阶段的反作用。在这些设备中，通常的电路倒易对称性被基于磁性材料和磁场的法拉第旋转现象打破。然而，磁体不利于片上集成，并且磁场对精密的超导器件有害。在这里，我们提出了一个新的建议相结合的两个阶段的参数调制仿真的环行器的行动。它没有磁性元件，适合于片上集成。由于该设计不含任何耗散元件，并且基于可逆操作，因此该器件无噪声地操作，使其在量子信息处理应用中具有优于其他非互易有源器件的重要优势。
2010-10-08 cond-mat.mes-hall quant-ph
NAC-QFL: Noise Aware Clustered Quantum Federated Learning
针对分布式量子机器学习的噪声、设备容量及通信成本问题，提出噪声感知聚类量子联邦学习系统，通过噪声建模、聚类、电路划分与切割提升性能降成本，还构建含噪数据集验证噪声影响。
2024-06-20 cs.DC quant-ph
The origins of noise in the Zeeman splitting of spin qubits in natural-silicon devices
RIKEN, Center for Quantum Computing (RQC)（理化学研究所量子计算中心）；RIKEN, Center for Emergent Matter Science (CEMS)（理化学研究所涌现物质科学中心）；Slovak Academy of Sciences, Institute of Physics（斯洛伐克科学院物理研究所）；Tokyo Institute of Technology, Tokyo Tech Academy for Super Smart Society（东京工业大学超级智慧社会学院）；Department of Physics, University of Basel（巴塞尔大学物理系）
研究揭示了自然硅器件中自旋量子比特Zeeman分裂噪声的起源，发现低频噪声主要由超精细耦合主导，同时揭示了电荷噪声和谷自由度的影响。
2024-08-25 cond-mat.mes-hall quant-ph
Noise-aware selection of circuit cutting strategies under hardware noise non-uniformity
Indian Institute of Science, Bangalore（印度科学研究所）；IBM Quantum , IBM India Research Lab（IBM量子，IBM印度研究实验室）；IBM Research, India（IBM印度研究院）
本文提出一种考虑硬件噪声非均匀性的电路切割框架，通过统一的门和线切割方法，减少执行开销并保持与低噪声区域的对齐，实现高效电路切割。
2026-04-27 cs.ET quant-ph
Quantum Noise from a Bohmian perspective: fundamental understanding and practical computation in electron devices
在文献中，量子器件中电子输运的研究主要致力于直流特性。电流在这些直流值附近的波动，即所谓的量子噪声，很少被分析。量子噪声的计算与我们理解/计算多次测量的量子系统的时间演化的能力有着内在的联系（通过时间相关性）。有几种量子理论提供了不同的（但经验上等价的）理解/计算波函数在测量时的扰动的方法。在这项工作中，量子噪声相关的电子撞击在一个透明的障碍解释使用玻姆力学（处理波函数和点状粒子）。从这个结果出发，讨论了对玻姆轨道量子噪声的基本认识和实际计算。数值模拟的低频和高频特性的量子散粒噪声在共振隧穿二极管（通过BITLLES模拟器），显示的Bohmian方法的实用性。
2015-03-10 cond-mat.mes-hall quant-ph
Low-noise kinetic inductance traveling-wave amplifier using three-wave mixing
我们研制了一种基于超导动力学电感行波器件的宽带宽、高动态范围、低噪声低温放大器。该器件由NbTiN制成，由硅芯片上的长共面波导组成。通过添加DC电流和RF泵浦音调，我们能够使用三波混频产生参量放大。该器件在4至8 GHz的瞬时带宽内表现出超过15 dB的增益。总的可用增益带宽，包括信号-空闲增益区的两侧，大于6 GHz。与器件的输入有关的噪声接近量子极限，具有小于1个光子的过量噪声。与类似构造的四波混频放大器相比，这些器件在RF泵浦下以低$\sim$ 20 dB的功率和远离信号的频率工作。这将允许更容易地集成到大规模量子位和检测器应用中。
2015-09-30 cond-mat.supr-con quant-ph
Spatial Noise Correlations in a Si/SiGe Two-Qubit Device from Bell State Coherences
我们研究了具有集成微磁体的Si/SiGe双量子比特器件中的空间噪声关联。我们的方法依赖于无消相干子空间的概念，据此，我们测量两个不同的Bell状态的相干时间，设计为仅分别对相关或反相关噪声敏感。从这些测量中，我们发现作用在两个量子比特上的低频噪声存在弱相关性，而在高频噪声中没有检测到相关性。理论模型和数值模拟进一步深入了解了多个独立（反）相关噪声源对两个量子比特的非对称效应的加性效应。考虑到数据和我们对该系统物理的理解，这种情况是合理的。这项工作是高度相关的自旋量子位在量子点阵列的优化量子纠错码的设计，以及为优化未来的量子点阵列的设计。
2019-06-06 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum simulation of dynamical phase transitions in noisy quantum devices
Leibniz Universität Hannover（汉诺威莱布尼茨大学）
本文研究了在噪声量子设备中使用零噪声扩展方法模拟非平衡多体动力学时动态相变行为的变化，揭示了该方法的优缺点，并展示了其在恢复量子复兴和获取无噪声的位间相关性方面的潜力。
2026-05-18 cond-mat.str-el quant-ph
Thermal Noise in Electro-Optic Devices at Cryogenic Temperatures
超导量子计算机所基于的量子比特（qubit）具有与GHz频率的光子相对应的能量尺度。千兆赫域中的光子能量太低，不允许通过嘈杂的室温环境传输，其中信号将在热噪声中丢失。另一方面，可见光子具有更高的能量，并且可以使用高效的单光子探测器来检测信号。因此，从微波到光学频率的转换是量子器件的潜在使能技术。然而，在这样的设备中，光泵可能是热噪声源，从而降低保真度;输入微波状态与输出光状态的相似性。为了研究这种效应的大小，我们模拟了基于锂硼酸盐回音壁模式谐振器的电光换能器的亚开尔文热行为。我们发现，有一个最佳的连续泵的功率水平，而脉冲操作的泵增加了保真度的转换。
2020-08-20 physics.optics quant-ph
Low-Noise Cascaded Frequency Conversion of $637.2$ nm Light to the Telecommunication C-Band in a Single-Waveguide Device
针对量子网络状态转导需求，提出基于单泵浦周期极化铌酸锂波导的两步转换器件，实现金刚石NV色心簇637.2 nm荧光到电信C波段1559.6-1565.2 nm可调波长的低噪声差频转换，外部/内部效率达3.0±0.1%/20.5±0.8%。
2025-02-20 physics.optics quant-ph
Current Oscillations in Quasi-2D Charge-Density-Wave 1T-TaS2 Devices: Revisiting the "Narrow Band Noise" Concept
本文报道了准二维（2D）1 T-TaS 2电荷密度波器件中的电流振荡现象。振荡的MHz频率范围和振荡频率对电流的线性依赖关系非常类似于“窄带噪声”，这在经典的块状准一维（1D）三硫属化物电荷密度波材料中经常观察到。在大块准一维材料中，“窄带噪声”被解释为电荷密度波滑动的直接证据。尽管有相似之处，我们认为，在准二维1 T-TaS 2的MHz振荡的性质是不同的“窄带噪声。“对偏置条件和电流的分析表明，所观察到的振荡与电流不稳定性有关，这是由于电压引起的从几乎相称的电荷密度波相位到不相称的电荷密度波相位的转变。
2020-02-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Noise-Adaptive Quantum Compilation Strategies Evaluated with Application-Motivated Benchmarks
量子编译是将输入的量子线路转换为最有效的等效电路的问题，同时考虑到将执行计算的设备的特性。编译策略由执行布局、布线和优化任务的顺序传递组成。噪声自适应编译器确实会考虑设备的噪声统计数据，对于某些或所有通道。噪声静校正量可以从校准数据中获得，并且在每次设备校准之后更新。在本文中，我们提出了一种新的噪声自适应编译策略，是计算效率。所提出的策略假设量子器件耦合映射使用重六边形晶格。此外，我们提出了应用程序为动机的基准的建议噪声自适应编译策略，与一些最先进的最先进的方法相比。所提出的结果似乎表明，我们的编译策略是特别有效的深电路和平方电路。
2021-08-26 cs.CC cs.DS quant-ph
