Neutral Atoms in Optical Tweezers as Messenger Qubits for Scaling up a Trapped Ion Quantum Computer
提出用光镊穿梭中性原子作为确定性信使,在模块化囚禁离子量子寄存器间执行原子-离子纠缠门,实现比光子互连快两个数量级的远程纠缠。
2025-01-08 quant-ph
Fast universal two-qubit gate for neutral fermionic atoms in optical tweezers
光学微阱中的超冷中性原子阵列是一种很有前途的量子计算平台。该平台的主要瓶颈之一是相邻原子之间的弱耦合强度,这限制了双量子比特门的速度。在这里,我们提出了一种方法来执行快速通用平方根交换门与费米子原子。门的基本思想是将原子释放到位于两个原子之间的谐波势中。通过适当地剪裁相互作用参数,原子之间的碰撞过程产生纠缠,并产生所需的门。我们分析地证明了在宽原子波包的极限下,门的保真度接近于1。我们用数值方法证明,在典型的实验参数下,我们的门可以在微秒级的时间尺度上工作,并达到高于0.998的保真度。此外,门持续时间是独立的原子之间的初始距离。具有这些特征的门是中性原子量子计算中全对全连接和容错的重要里程碑。
2020-08-22 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Entangling identical bosons in optical tweezers via exchange interaction
我们首先设计了一个方案,通过光镊捕获的原子量子比特对之间的受控碰撞来实现通用纠缠门。其次,我们提出了一个修改方案,允许通过选择性激发原子贝尔对的准备,适合于不需要通用性的量子信息处理应用。这两个计划是由相同的复合粒子的固有对称性,最初提出的Hayes等人。我们的计划提供了一种技术,用于产生加权图状态,纠缠资源的量子通信,和一个有前途的方法来执行一个“无漏洞”贝尔测试在一个实验室。
2007-12-15 quant-ph
Trapped Ion Quantum Computing using Optical Tweezers and Electric Fields
我们提出了一种新的可扩展的架构,囚禁离子量子计算,结合光镊提供量子位态依赖的本地电位与振荡电场。由于电场允许仅由离子晶体的质心运动介导的远程量子位-量子位相互作用,因此其固有地可扩展到大离子晶体。此外,我们提出的方案不依赖于任何基态冷却或Lamb-Dicke近似。我们研究了离子晶体的不完全冷却的影响,以及不必要的量子位运动纠缠的作用,并讨论了在实验室中实现状态依赖的镊子的前景。
2021-06-14 physics.atom-ph quant-ph
Gate-based Readout and Cooling of Neutral Atoms
California Institute of Technology(加州理工学院)
本研究提出了一种基于辅助原子的工具箱,通过高保真性Rydberg纠缠门和辅助原子缓解中性原子阵列中的硬件限制,实现了多次辅助原子读取、量子信息转换和算法冷却。
2026-03-23 quant-ph
Scalable multilayer architecture of assembled single-atom qubit arrays in a three-dimensional Talbot tweezer lattice
本文提出基于微透镜Talbot光镊晶格的三维原子阵列平台,实现多层无缺陷组装,每层超750个量子比特位点,三维可达10000个,支持动态控制与并行寻址,适用于量子科技。
2023-05-12 physics.atom-ph quant-ph
Manipulating phonons of a trapped-ion system using optical tweezers
我们提出了一个实验架构,其中的光镊阵列提供了一个传统的射频离子阱的限制电位的网站依赖性的控制。依赖于位点的控制使得能够对离子的声子模式进行可编程操纵,在量子信息处理(QIP)和热力学中具有许多潜在应用。我们描述了用于编程光镊阵列以获得具有高精度的一组目标声子模式的协议。我们提出了这样的控制在模拟量子热力学粒子的可编程有效质量通过Jarzynski的平等和提高效率的交感神经冷却和量子逻辑门在不同质量的多物种离子系统。我们讨论了所需的光学参数在一个现实的离子阱系统和潜在的不利影响的光镊QIP。我们的方案扩展了囚禁离子作为量子计算和模拟平台的实用性。
2021-03-09 quant-ph
Two-dimensional transport and transfer of a single atomic qubit in optical tweezers
量子计算机有能力在某些计算问题上超越经典计算机。已经提出了几种可扩展的量子计算架构。一个有吸引力的架构是一组物理上独立的量子位,排列在三个空间区域中,其中(i)初始化的量子位存储在寄存器中,(ii)两个量子位被放在一起以实现门,以及(iii)执行量子位的读出。对于基于中性原子的架构,连接这些区域的一种自然方法是使用光镊在系统内移动量子位。在这封信中,我们演示了量子比特的相干传输,编码在一个亚微米镊子中捕获的原子上,在一个典型的光阱阵列中原子之间的距离。此外,我们在两个镊子之间转移一个量子比特,并表明这种操作也保持了量子比特的相干性。
2007-05-02 quant-ph
Fast and scalable quantum information processing with two-electron atoms in optical tweezer arrays
原子系统,从捕获离子到超冷原子和里德伯原子,在单粒子水平上提供了对内部和外部自由度的前所未有的控制。它们被认为是实现量子模拟和计算平台的最重要的候选者之一,这些平台可以在特定任务中超过经典计算机。在这项工作中,我们描述了一个现实的实验工具箱量子信息处理与中性碱土类原子的光镊阵列。特别是,我们提出了一个全面的和可扩展的架构的基础上可编程阵列的碱土类原子,利用他们的电子时钟状态作为一个精确和强大的辅助自由度,从而允许有效的全光学一个和两个量子位核自旋量子位之间的操作。由于高保真寄存器初始化、快速自旋交换门和读出错误检测,该平台具有优异的性能。作为一个基准和应用程序的例子,我们计算的预期保真度的后续SWAP门的最佳参数,它可以用来分配阵列内的远程原子之间的纠缠。
2019-01-21 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Quantum computer architecture with ions in tweezer arrays
Max-Planck-Institut für Quantenoptik(马克斯·普朗克量子光学研究所);Munich Center for Quantum Science and Technology (MCQST)(慕尼黑量子科学与技术中心);Duke University(杜克大学);IonQ, Inc.(IonQ公司);University of Innsbruck(因斯布鲁克大学);Institute for Quantum Optics and Quantum Information (IQOQI), Austrian Academy of Sciences(奥地利科学院量子光学与量子信息研究所)
提出一种基于光学镊子阵列中离子的量子计算机架构,利用有效电偶极子间的库仑相互作用实现纠缠门,并展示了可扩展的离子镊子量子处理器路径。
2026-06-26 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Quantum Sensing in Tweezer Arrays: Optical Magnetometry on an Individual-Atom Sensor Grid
本研究构建了含数百个单原子位点的可扩展光镊阵列量子传感平台,实现二维磁场高分辨并行映射,支持亚微米级单原子扫描,测得98(29)nT磁场分辨率与25μT/Hz^1/2灵敏度。
2024-03-08 quant-ph
Pulse-based optimization of quantum many-body states with Rydberg atoms in optical tweezer arrays
该研究面向光镊阵列里德堡原子,提出基于随机脉冲分割的自适应VQE,并结合变分量子门形成脉冲级混合方案,可在十量子比特内精确制备多类自旋模型基态并高效估计哈密顿量代价。
2025-07-25 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Cooling a single atom in an optical tweezer to its quantum ground state
我们报道了在光镊中单个中性原子冷却到三维振动基态的过程。在采用拉曼边带冷却数十毫秒后,我们通过边带光谱测量了~ 90%的三维基态占据。我们进一步观察到囚禁原子的自旋和运动态的相干控制。我们的演示表明,一个光镊,形成一个简单的紧密聚焦的光束,创建足够的限制有效的边带冷却。这种基态中性原子的来源将有助于许多量子模拟和逻辑应用,需要一个多功能的平台来存储和操纵超冷的单个中性原子。例如,这些结果将改善目前研究原子-光子耦合和里德伯量子逻辑门的光镊实验,并可能提供新的机会,如快速生产单偶极分子或在镊子阵列中进行量子模拟。
2012-11-29 physics.atom-ph quant-ph
Controlling Rydberg excitations using ion core transitions in alkaline earth atom tweezer arrays
在利用里德伯原子阵列进行量子计算和可编程量子模拟的领域中,对门操作的可扩展的局部控制是一个突出的挑战。一种方法是使用全局场将原子激发到里德伯态,并通过局部光位移调节单个原子的共振和共振。在这项工作中,我们指出,如果光位移施加到里德伯态,而不是基态,这可以实现在里德伯态的碱土金属原子利用光跃迁的离子芯的光子散射误差可以显着减少。作为一个概念验证,我们实验证明了全球控制的里德堡激发在Yb光镊阵列通过光位移诱导的激光调谐附近的Yb $^+$ $6s\rightarrow6p_{1/2}$过渡。我们还进行详细的光谱的诱导光移和散射率的$6sns$ $^3$ S $_1$里德堡态,并揭示存在的卫星线的自电离的损失被强烈抑制。这项工作可以很容易地扩展到实现里德伯原子阵列中的局域门操作。
2021-10-13 physics.atom-ph quant-ph
Dipolar spin-exchange and entanglement between molecules in an optical tweezer array
由于其固有的电偶极矩和丰富的内部结构,超冷极性分子是有希望的候选量子比特的量子计算和广泛的量子模拟。它们的长寿命分子转动态形成了强大的量子比特,而分子之间的长程偶极相互作用提供了量子纠缠。使用分子光镊阵列,可以移动单个分子并使用光场和微波场分别寻址量子位操作,从而创建可扩展的量子平台。在这里,我们展示了长程偶极自旋交换相互作用的CaF分子被困在一个光镊阵列对。通过将有效的自旋- $\frac{1}{2}$系统编码到分子的转动态中,控制各向异性相互作用,实现自旋-$\frac{1}{2}$量子XY模型.我们展示了一个两量子比特(两分子)门产生纠缠确定性,所有量子信息应用的基本资源。采用交错镊子阵列,我们表现出高保真的单网站分子寻址能力。
2022-11-17 physics.atom-ph quant-ph
Recapture Probability for anti-trapped Rydberg states in optical tweezers
本文研究了中性原子量子计算机中光镊反陷俘里德堡原子的丢失问题,通过量子力学描述计算了激光陷阱开关状态下的重俘获概率,发现在执行纠缠操作的时间内可实现约100%重俘获。
2023-03-15 quant-ph
Supercharged two-dimensional tweezer array with more than 1000 atomic qubits
本研究通过平铺多个独立激光驱动的微透镜光镊阵列,实现了超过1000个原子量子比特的大规模量子处理架构,显著提升了量子比特数量与初始填充比例,并成功展示了多达441个量子比特簇的无缺陷组装与持续稳定。
2024-02-09 quant-ph
Spin-Cat Qubit with Biased Noise in an Optical Tweezer Array
Kyoto University(京都大学);Yaqumo, Inc.(Yaqumo公司);The Hakubi Center for Advanced Research, Kyoto University(京都大学博雅研究高级中心);The University of Tokyo(东京大学)
研究展示了¹⁷³Yb自旋-猫量子比特在光镊阵列中的单量子比特控制,实现了高保真度门操作,并验证了其在偏置定制量子错误纠正中的可行性。
2026-02-26 physics.atom-ph quant-ph
Ion-mediated interaction and controlled phase gate operation between two atomic qubits
本文提出离子-原子混合量子系统模型,利用里德伯激发实现离子介导的远距离原子间相互作用,并演示了保真度97%的双量子比特受控相位门。
2024-12-09 quant-ph
Controlling the dynamics of ultracold polar molecules in optical tweezers
光镊中捕获的超冷分子在量子技术和精密测量的实现方面显示出巨大的前景。我们研究了一个典型的情况下,两个相互作用的极性分子放置在单独的陷阱控制使用外部电场。例如,这使得量子计算方案成为可能,在该方案中,旋转结构被用于对量子比特状态进行编码。我们估计,典型的操作时间尺度所需的状态工程在几微秒的范围内。我们进一步强调的两体状态的空间结构的重要作用,具有显着的门加速采用陷阱诱导共振的潜力。
2021-12-14 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Optical multi-qubit gate operations on an excitation blockaded atomic quantum register
我们考虑一个多量子位原子或离子系统,其中有两个计算基态和一个相互作用的激发态,在所谓的封锁制度,使得只有一个量子位可以被激发在任何一个时间。这种系统的例子是稀土离子掺杂的晶体和镊子阵列中捕获的中性原子。我们提出了一个简单的激光激发协议,产生一个复杂的相位因子上的任何所需的多量子位产品的状态,并可用于实现多量子位门,如n位Toffoli门。该操作仅使用两个脉冲来执行,其中每个脉冲同时寻址所有量子位。通过使用复杂的双曲正割脉冲,我们的计划是强大的,并允许完全转移到和从激发态,尽管相互作用参数的变化。详细分析了多量子比特门的性能。
2022-10-12 quant-ph
Fast and robust two-qubit gates for scalable ion trap quantum computing
提出了一种基于激光相干控制技术的双量子比特门的新概念。门对离子的温度不敏感,也在Lamb-Dicke制度之外工作,不需要单独的激光寻址,并且可以比陷阱周期快几个数量级。
2003-06-01 quant-ph
Quantum logic via optimal control in holographic dipole traps
我们提出了一个量子逻辑的方案,中性原子存储在一个阵列的全息偶极陷阱的原子的位置可以重新安排,通过使用全息光镊。特别地,这允许将两个原子传输到相同的阱,其中外部控制场用于经由原子之间的分子相互作用来执行栅极操作。我们表明,最优控制技术允许快速实施的门具有高保真度。
2005-03-22 quant-ph
Scalable uniform construction of highly-conditional quantum gates
我们提出了一种可扩展的统一技术,用于构建捕获离子量子位的高度条件C $^n$ -非量子门,如Toffoli门,而不使用辅助状态和过多数量的级联一个和两个量子位门的电路。除了初始的内部量子位态与振动声子和声子的基态的最终恢复的敷料,我们的技术需要的目标量子位上的应用程序只有一个单一的复合脉冲,是适用于内外的Lamb-Dicke制度。我们设计了特殊的窄带复合脉冲,抑制了目标量子位的条件跃迁以外的所有跃迁,并且显著提高了空间寻址选择性。
2011-08-16 quant-ph
Realization of Scalable Cirac-Zoller Multi-Qubit Gates
量子计算中的普适性定理指出,任何量子计算任务都可以分解为在一个和两个量子比特上操作的有限逻辑门集合。然而,这种分解的过程通常是低效的,通常导致指数级地多个门来实现任意计算任务。实际的处理器设计极大地受益于多量子位门的可用性,该多量子位门在多于两个量子位上操作以实现期望的电路。1995年,Cirac和Zoller提出了一种在囚禁离子系统中实现多量子位控制的$Z$门的方法,该方法对门所利用的运动模的基态冷却有严格的要求。另一种方法是Mølmer-Sørensen门,它对残余运动激励具有鲁棒性,并且已经成为许多高保真门演示的基础。这个门不能很好地扩展到两个量子比特以上,当用于构建许多目标算法时会产生额外的开销。在这里,我们利用长离子链的新性能优势来实现完全可编程和可扩展的高保真Cirac-Zoller门。
2023-01-18 quant-ph
Implementation of the iFREDKIN gate in scalable superconducting architecture for the quantum simulation of Fermionic systems
我们提出了一个超导平面架构的量子模拟(SPARQS)旨在实现一个可扩展的量子比特布局的量子模拟器。为此,我们将iFREDKIN门描述为用于费米系统的模拟的受控纠缠器,如果它可以直接实现,则是有利的。使用最优控制,我们表明,以及如何这个门可以有效地实现在SPARQS电路,使之成为一个有前途的平台和控制方案的量子模拟。这样的量子模拟器可以用当前的量子技术来构建,以推进分子和量子材料的设计。
2017-01-26 quant-ph
A feasible gate for scalable linear optics quantum computation using polarization optics
Knill、Laflamme和Milburn(KLM)证明了仅使用线性光学元件和条件动力学就可以构建可扩展的通用量子计算机[Nature(London){ \bf 409},46(2001)\cite{Knill} ]。然而,该方案的量子逻辑门的实际实现在技术上仍然是困难的。一个主要的困难是要求联锁干涉仪的亚波长级稳定。根据我们最近的实验工作[物理。{ \bf 92},017902(2004)\cite{Sanaka2} ]中,我们描述了一种更可行的方案来实现大大降低实验稳定性要求的门。该方案仅使用偏振分束器和半波片。
2004-01-18 quant-ph
Programmable Assembly of Ground State Fermionic Tweezer Arrays
Max Planck Institute of Quantum Optics(马克斯·普朗克量子光学研究所);Munich Center for Quantum Science and Technology (MCQST)(慕尼黑量子科学与技术中心)
研究通过确定性制备费米子双极子阵列中的任意两组分产物态,实现超过98.5%的运动基态保真度,展示了高保真度的量子态工程方法。
2026-06-29 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Method for implementation of universal quantum logic gates in a scalable Ising spin quantum computer
我们提出了一个可扩展的固态伊辛自旋量子计算机的通用量子门的实现协议的任意叠加的量子态。自旋链由1/2相同的自旋组成,相邻自旋之间存在伊辛相互作用。自旋的选择性激发由外部磁场的梯度提供。协议是由矩形射频脉冲构建的。相位和不必要的过渡所造成的概率误差被最小化,并计算数值。
2002-12-11 quant-ph
Implementation of local and high-fidelity quantum conditional phase gates in a scalable two-dimensional ion trap
我们提出了一个方案,以实现高保真度条件相位门对被困离子浸没在一个二维库仑晶体,利用所有轴向模式介导的相互作用,没有边带寻址。通过数值计算表明,通过对激光束进行整形,仅能激发局域模实现纠缠门,从而使量子门的复杂度不随系统尺寸的增加而增加。这些结果为在二维陷阱结构中实现大规模容错量子计算提供了一种有希望的途径。
2009-11-10 quant-ph
Scalable long-distance quantum fan-out gates with reduced resource overhead
Shijiazhuang Tiedao University(石家庄铁道大学);University of Science and Technology Beijing(北京科技大学)
该研究提出一种高效方案,利用预共享的n量子比特GHZ态等实现空间分离各方的n量子比特扇出门,减少了门资源开销,开发的光学架构提升了成功概率,为长距离量子计算提供实验可行路径。
2026-10-14 quant-ph
Scalable protocol to mitigate $ZZ$ crosstalk in universal quantum gates
针对固态量子系统中$ZZ$串扰损害量子操作的问题,提出一种可扩展协议,通过解析推导缓解条件将含噪哈密顿量转换为抑制串扰的框架,实现高保真通用量子门,数值模拟验证了其在多门并发场景下的有效性。
2024-02-10 quant-ph
A simple, robust, and scalable quantum logic gate with quantum dot cavity QED systems
我们提出了一种方法来制定一个确定性的,测量免费的,光学产生的控制相位门上的两个量子比特定义的单电子被困在大面积量子点在一个平面微腔。该方法对光学量子点的不均匀性具有鲁棒性,仅需要一个适度的$Q$平面腔,仅使用单个激光脉冲,并且允许在一个半导体芯片上集成许多纠缠量子比特。我们提出的门的绝热演化和几何相位的上下文中,并计算性能的退化中存在的自发发射和腔损耗。
2009-10-26 quant-ph
Scalable randomized benchmarking of non-Clifford gates
随机基准测试是一种广泛使用的实验技术,用于表征量子操作的平均误差。缩放以能够表征$n$ -量子位电路的基准测试过程依赖于用于操纵这些电路的有效过程,并且因此已经限于Clifford群的子组。然而,通用量子计算机需要额外的非Clifford门来近似任意的幺正变换。我们定义了一个可扩展的随机基准测试程序在$n$ -量子比特酉矩阵,对应于一类稳定码的保护非Clifford门。我们提出了有效的方法来表示和组成组元素,采样均匀,并合成相应的$\mathrm{poly}(n)$大小的电路。该程序提供了实验访问两个独立的参数,共同表征一组元素的平均门保真度。
2015-10-09 quant-ph
Scalable quantum computation with fast gates in two-dimensional microtrap arrays of trapped ions
我们从理论上研究了在二维微阱结构中使用快脉冲双量子比特门进行囚禁离子量子计算。在一个维度上,这样的快速门是最佳的最近的邻居之间时,我们研究的推广到一个二维的几何形状。我们证明,快速脉冲门能够实现高保真度的纠缠操作离子在相邻的陷阱比捕获周期更快,实验证明激光重复率。值得注意的是,我们发现,在不增加门的持续时间,高保真门是可以实现的,即使在大型阵列与数百个离子。为了证明这个建议的有用性,我们调查这些门的应用程序的40模费米-哈伯德模型的数字模拟。这也证明了为什么连接任意离子对所需的较短的门链使这种几何形状非常适合大规模计算。
2020-07-02 quant-ph
Scalable, chip-based optically-controlled gates for quantum information processing
在这里,我们提出了一个简单而强大的方法来建立在飞行中可配置的量子门的基础上的量子节点之间的光子交换。该想法是基于布拉格光栅结构在谐振波长附近的高反射率。通过施加外部强非谐振甚至静态电磁场并利用克尔效应来施加控制。当非线性相移足够强时,布拉格反射镜消失,从而允许波包从一个节点传输到另一个节点。提供了一个依赖于这个框架的量子逻辑门协议的例子。
2016-10-25 quant-ph
Universal quantum logic gates in a scalable Ising spin quantum computer
我们考虑量子计算机的模型,它被表示为一个伊辛自旋晶格,其中量子比特(自旋半系统)被隔离器(两个自旋半系统)分开。在空闲模式或单比特操作时,隔离器的总自旋为0。不需要复杂的协议来校正由于量子位之间的永久相互作用而引起的相位和概率误差。我们提出的协议,实现通用量子门的矩形射频脉冲。
2008-02-25 quant-ph
Parallel Quantum Gates via Scalable Subsystem-Optimized Robust Control
Shenzhen University(深圳大学);Quantum Science Center of Guangdong-Hong Kong-Macao Greater Bay Area (Guangdong)(粤港澳大湾区量子科学中心(广东))
本文提出了一种基于子系统优化鲁棒控制的并行量子门实现方法,通过减少计算成本并抑制串扰影响,实现了高保真度的并行量子操作。
2026-01-05 quant-ph
A fiber array architecture for atom quantum computing
本文提出一种用于原子量子计算的光纤阵列架构,实现单原子完全独立控制,实验展示了对十个单原子的捕获与独立寻址,单量子比特门平均保真度达0.9966(3),为高效执行量子算法奠定基础。
2024-11-13 quant-ph
Protocols of coherent motion control for an interaction-driven Rydberg gate
Institute for Molecular Science, National Institutes of Natural Sciences(国立自然科学研究所分子科学研究所);ETH Zürich(苏黎世联邦理工学院);RIKEN Center for Quantum Computing (RQC)(理化学研究所量子计算中心)
研究如何在中性原子量子计算机中产生两比特纠缠,提出结合光镊和二维光学晶格及多脉冲序列的相干控制技术,可降低门误差、减少原子加热,对误差和热激发有鲁棒性,为新里德堡门开辟道路。
2026-07-28 physics.atom-ph quant-ph
Quantum computing architecture with Rydberg gates in trapped ions
提出利用Rydberg态高电极化率实现线性晶体中任意离子对的全连接纠缠门方案,通过态相关频移和电波形实现微秒级操作,并可与可扩展处理器架构结合重新配置量子比特寄存器。
2024-11-29 quant-ph
Quantum logic via the exchange blockade in ultracold collisions
核自旋可以充当量子开关,即使在核自旋之间以及核自旋与电子自旋之间都没有相互作用的情况下,也可以打开或关闭原子之间的超冷碰撞。这种“交换封锁”是实现量子逻辑门的一种新机制,它源于复合全同粒子的对称性,而不是量子比特之间的直接耦合。我们研究了基于这种机制的纠缠$\sqrt{\text{SWAP}}$门的实现,并将其应用于自旋为1/2的$^1S_0$双原子光镊系统中。我们评估了基于一维双高斯阱绝热演化的原理验证协议,计算了操作保真度与相互作用强度、门时间和温度的函数关系。
2006-12-04 quant-ph
Surface trap with adjustable ion couplings for scalable and parallel gates
本文设计了一种表面电极Paul阱,通过调节直流电压实现离子运动分离或耦合,支持并行MS纠缠门,并验证了其可扩展性及在声子占据和频率漂移下的性能。
2024-01-17 quant-ph
Surface-Code Quantum Error Correction for Molecular Tweezer Arrays: Encoding, Layout, and Correlated Noise
Department of Physics, Indian Institute of Technology Patna(印度巴特那理工学院物理系)
本文针对分子光镊阵列的表面码量子纠错,构建了编码映射,对比不同旋转量子位维度的编码,揭示关联损耗空间嵌入的重要性及单扇区基准的局限性。
2026-08-25 quant-ph
Toffoli and C$^\text{n}$NOT (n$>2$) gates in a neutral-atom platform using Rydberg coupling and dark state resonances
本文提出在中性原子光镊平台利用里德堡强相互作用和暗态共振实现高保真Toffoli门,并借助里德堡反阻塞机制扩展实现多控制比特C$^\ ext{n}$NOT门,为量子计算中的多量子比特受控操作提供新途径。
2025-07-03 quant-ph
Boosted fusion gates above the percolation threshold for scalable graph-state generation
本文首次实验实现理论成功率75%的增强型融合门,突破58.98%逾渗阈值,为可扩展线性光学量子计算奠定基础。
2024-12-25 quant-ph
High-efficiency loading of 2,400 Ytterbium atoms in optical tweezer arrays
Peking University(北京大学)
本研究通过高效率加载2400个钇原子到光学镊子阵列,展示了其在量子计算中的潜力和广泛适用性。
2026-08-06 physics.app-ph physics.atom-ph physics.optics
Scalable native multiqubit gates via engineered noncomputational-state interactions in superconducting fluxonium qubits
Quantum Science Center of Guangdong-Hong Kong-Macao Greater Bay Area(粤港澳大湾区量子科学中心);Institute of Quantum Information and Technology, Nanjing University of Posts and Telecommunications(南京邮电大学量子信息与技术研究院);State Key Laboratory of Quantum Optics Technologies and Devices, Shanxi University(山西大学量子光学技术与器件国家重点实验室);Key Laboratory of Atomic and Subatomic Structure and Quantum Control (Ministry of Education), Guangdong Basic Research Center of Excellence for Structure and Fundamental Interactions of Matter, and School of Physics, South China Normal University(华南师范大学原子与亚原子结构及量子控制教育部重点实验室、广东省物质结构与基本相互作用卓越研究中心物理学院);Guangdong Provincial Key Laboratory of Quantum Engineering and Quantum Materials, Guangdong-Hong Kong Joint Laboratory of Quantum Matter, and Frontier Research Institute for Physics, South China Normal University(华南师范大学广东省量子工程与量子材料重点实验室、粤港澳量子物质联合实验室前沿物理研究所);Nanjing University of Posts and Telecommunications(南京邮电大学);Shanxi University(山西大学);South China Normal University(华南师范大学)
通过工程化非计算态相互作用,在超导fluxonium量子比特中实现可扩展的原生多量子比特门,支持任意数量控制量子比特,降低容错量子计算的物理开销。
2026-01-23 quant-ph
Demonstrating scalable randomized benchmarking of universal gate sets
本文提出基于随机镜像电路的可扩展随机基准测试技术,可对包含非Clifford门的通用门集进行基准测试,并在4量子比特和27量子比特设备上验证其可扩展性,量化了串扰对错误率的影响。
2023-10-11 quant-ph
Scalable linearized gate set tomography
Quantum Performance Laboratory, Sandia National Laboratories(桑迪亚国家实验室量子性能实验室)
本文提出一种可扩展的线性化门集层析法,用于多量子比特系统的误差表征,通过稀疏误差模型和浅层电路数据实现高效拟合,验证了其在相干和随机误差下的准确性及鲁棒性。
2026-05-11 quant-ph
High-fidelity and robust controlled-Z gates implemented with Rydberg atoms via echoing rapid adiabatic passage
本文提出一种基于里德伯原子的回波快速绝热跃迁方案,实现高保真度(>0.9995)的CZ门,并可扩展至多比特门,具有强鲁棒性。
2024-08-29 quant-ph
Scalable Constant-Time Logical Gates for Large-Scale Quantum Computation Using Window-Based Correlated Decoding
本文提出一种结合延迟修复线路与窗口相关解码的架构,实现可扩展常数时间逻辑门,降低解码频率和持续时间,并支持时间最优容错量子计算,适用于离子阱等大规模量子计算系统。
2025-01-02 quant-ph
Minimally Destructive Fast Imaging of Single Atoms in an Optical Tweezer Array with Coherent Excitation
Kyoto University(京都大学);Yaqumo Inc.(Yaqumo公司);The Hakubi Center for Advanced Research, Kyoto University(京都大学博雅研究高级中心)
提出一种通过交替反向传播π脉冲实现确定性相干激发的方法,用于光镊阵列中单原子的最小破坏性快速成像,实验演示了在17.6微秒内达到99.89%的鉴别保真度和98.80%的存活概率,且加热率仅为非相干激发方案的一半。
2026-06-04 physics.atom-ph quant-ph
Astigmatism-free 3D Optical Tweezer Control for Rapid Atom Rearrangement
University of California, Berkeley(加州大学伯克利分校);Challenge Institute for Quantum Computation(量子计算挑战研究所);JILA(JILA研究所);National Institute of Standards and Technology(美国国家标准与技术研究院);University of Colorado, Boulder(科罗拉多大学博尔德分校)
本研究提出一种三维光学镊子控制方法,实现快速原子重构,提升量子计算性能。
2026-01-09 physics.atom-ph physics.optics quant-ph