P. Navez, A. G. Balanov, S. E. Savel'ev, A. M. Zagoskin
Using an analytically solvable model, we show that a qubit array-based detector allows to achieve the fundamental Heisenberg limit in detecting single photons. In case of superconducting qubits, this opens new opportunities for quantum sensing and communications in the important microwave range.
机构、总结、中文摘要均由AI分析而来，可能存在错误，请以论文正文为准。
继续探索
Variable-frequency-controlled coupling in charge qubit circuits: Effects of microwave field on qubit-state readout
为了实现量子信息处理，通常使用微波场来操纵超导量子比特。我们研究了如何通过变频磁场控制超导电荷量子比特之间的耦合。我们还研究了微波场对电荷量子比特态读出的影响。电荷-量子比特态的测量可以用来证明光子的统计特性。
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。
Multiplexing Superconducting Qubit Circuit for Single Microwave Photon Generation
我们报告的设备，集成八个超导transmon量子位在λ/4超导共面波导谐振器从一个共同的馈线馈电。使用这种多路复用架构，每个谐振器和量子位都可以单独寻址，从而减少了所需的硬件资源，并允许通过光谱方法对其进行单独表征。测量的器件参数与设计值一致，谐振器和量子比特表现出良好的相干性和强耦合，当与谐振器共振时，量子比特的弛豫速率由Purcell效应控制。我们的分析表明，该电路是适合于产生单微波光子的需求与效率超过80%。
Violation of Bell inequality for thermal states of interaction qubits via a multi-qubit Heisenberg model
研究了多量子位海森堡模型中量子位热态对贝尔不等式的违反，并讨论了热态对温度和外磁场的影响。与纠缠态不同，这种破坏不能通过增加温度或磁场来实现。发现破坏的阈值温度小于纠缠的阈值温度。我们还考虑了一个现实的腔QED模型，这是一个特殊的情况下，多量子比特海森堡模型。
Generating entanglement between microwave photons and qubits in multiple cavities coupled by a superconducting qutrit
讨论了如何利用超导量子比特耦合的四个\textrm{microwave}共振器\textrm{(a.k.a. cavities)}产生纠缠相干态。我们还展示了四个超导量子位嵌入四个不同谐振器\textrm{can be created with this scheme}的GHZ态\textrm{that}。原则上，可以扩展\textrm{the proposed method}以创建$n$谐振器的纠缠相干态，并制备分布在量子网络中的$n$腔上的$n$量子位的Greenberger-Horne-Zeilinger（GHZ）态。此外，注意，由耦合器量子比特耦合的四个谐振器可以用作基本电路块以构建二维量子网络，这对于可扩展的量子信息处理是有用的。
Teleportation via thermally entangled state of a two-qubit Heisenberg XX chain
我们发现，利用两量子比特海森堡XX链的热纠缠态作为资源，可以实现比任何经典通信协议更好的保真度的量子隐形传态。然而，具有更大量的热纠缠的热状态不一定产生更好的保真度。它取决于两量子比特海森堡XX模型的谱中可分态和最大纠缠态之间的混合量。
High Fidelity Qubit Readout with the Superconducting Low-Inductance Undulatory Galvanometer Microwave Amplifier
描述了基于超导低电感波动电流计（SLUG）的微波放大器对超导量子比特的高保真色散测量。与最先进的HEMT放大器相比，SLUG放大器的增益达到19 dB，信噪比提高9 dB。我们证明了在700 ns的分离保真度为99%相比，59%的HEMT单独。SLUG显示了大的动态范围，输入饱和功率对应于读出腔中的700个光子。
By consistently applying the formalism of quantum electrodynamics we developed a comprehensive theoretical framework describing the interaction of single microwave photons with an array of superconducting transmon qubits in a wave guide cavity resonator. In particular, we analyze the effects of microwave photons on the arrays response to a weak probe signal exciting the resonator. The study reveals that a high quality factor cavities provide better spectral resolution of the response, while cavities with moderate quality factor allow better sensitivity for a single photon detection. Remarkably…
Thermal Entanglement between Alternate Qubits of a Four-qubit Heisenberg XX Chain in a Magnetic Field
研究了在均匀磁场B作用下，四比特海森堡XX链中两个交替量子比特的纠缠。研究发现，当B接近于零时，交替量子比特之间不存在热纠缠。在一定范围内，磁场可以诱导出反铁磁和铁磁纠缠。在零温附近，随着磁场B的增加，纠缠度经历了两次突变。这是由于基态的变化。这种新的性质可以作为量子纠缠开关。系统中的各向异性也会导致两个交替量子比特之间的纠缠。
Analytical results for entanglement in the five-qubit anisotropic Heisenberg model
在不使用Bethe Answer的情况下，我们求解了五量子比特各向异性海森堡模型的本征值问题，并给出了两个最近邻量子比特纠缠和混合的解析结果。对于零（有限）温度的情况，纠缠在Delta=（Delta>1）处达到最大值，Delta是各向异性参数。相反，对于零（有限）温度的情况，混合度在Delta=1（Delta>1）处取其最小值。
Quantum teleportation via two qubit Heisenberg XY chain - Effects of anisotropy and magnetic field
本文研究了各向异性对两量子比特Heisenberg XY链在热平衡时的纠缠度的影响，该纠缠度可作为标准量子隐形传态的传输资源.我们证明了通过调节外部磁场强度超过某个临界强度所产生的非零热纠缠是一种有用的资源。我们还考虑了通过两个两量子比特海森堡XY链的纠缠隐形传态。
Teleportation via thermally entangled state of a three-qubit Heisenberg XX ring
我们考虑了利用三比特海森堡XX环的热纠缠态作为资源的量子隐形传态。我们的研究揭示了量子纠缠的有趣的方面，而不是由状态的成对热并发反映。特别是，两个不同的W态对的混合物，导致相同的并发，可以产生非常不同的平均隐形传态能力。
Microwave-induced coupling of superconducting qubits
研究了微波辐射下两个耦合超导量子比特系统的量子动力学行为。我们发现，当量子比特运行在电荷共简并点时，系统的量子演化可以用一个新的有效哈密顿量来描述，该有效哈密顿量具有两个耦合的量子比特的形式，它们之间的耦合是可调的。该哈密顿量可用于宏观纠缠的实验测试和实现量子门。
We present a novel method to realize a multi-target-qubit controlled phase gate with one microwave photonic qubit simultaneously controlling $n-1$ target microwave photonic qubits. This gate is implemented with $n$ microwave cavities coupled to a superconducting flux qutrit. Each cavity hosts a microwave photonic qubit, whose two logic states are represented by the vacuum state and the single photon state of a single cavity mode, respectively. During the gate operation, the qutrit remains in the ground state and thus decoherence from the qutrit is greatly suppressed. This proposal requires onl…
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）.
Three-qubit Thermal Entanglement via Entanglement Swapping on Two-qubit Heisenberg XY chains
本文利用Zukowski { \it et al.}的纠缠交换方案，研究了三量子比特类GHZ热态的产生. [Ann. N. Y. Acad. Sci. { \bf 755}，91（1995）]到三对双量子位海森堡XY链。通过分析量子纠缠态作为Karlsson { \it et al.}的量子隐形传态协议中的资源时的量子隐形传态保真度，研究了三量子比特纠缠态的质量. [Phys.Rev.A { \bf 58}，4394（1998）]。我们发现，即使在原来的两个量子比特状态的热噪声被放大的纠缠交换过程中，我们仍然能够实现非经典的各向异性海森堡XY链在越来越高的温度下，通过调整外部磁场的强度。这对量子计算机的固态实现具有积极意义。
Entanglement Creation and Storage in Two Qubits Coupling to an Anisotropic Heisenberg Spin Chain
研究了两个自旋量子比特同时耦合到各向异性海森堡XXZ自旋链环境中时纠缠度的时间演化。如果磁场大于临界值，则可以产生两个自旋量子比特的纠缠，并且纠缠是时间的周期函数。如果两个自旋量子比特处于Bell态，即使在磁场很大的情况下，纠缠也可以以相对大的值存储。
Tunable quantum gate between a superconducting atom and a propagating microwave photon
我们提出了一个在超导原子和传播的微波光子之间的双量子比特量子逻辑门。原子量子比特在其最低的两个级别上编码，光子量子比特在其载波频率上编码。门操作在光子反射时确定性地完成，并且通过驱动场的{ \it in situ}控制来实现各种双量子位门（SWAP、$\sqrt{\rm SWAP}$和Identity）。所提出的门适用于超导原子网络的构建，这使得非相邻原子之间的门操作成为可能。
Entanglement teleportation via thermally entangled states of two-qubit Heisenberg XX chain
最近，纠缠隐形传态已在物理学评论Lett。84，4236（2000）。本文研究了两量子比特海森堡XX链的两个热纠缠态的纠缠隐形传态。我们建立了量子纠缠隐形传态所需满足的条件。对于某一固定强度的交换耦合，所需的最小热纠缠量是磁场和温度的函数。
Quantum teleportation via a two-qubit Heisenberg XXZ chain-effects of anisotropy and magnetic field
研究了在非均匀磁场作用下通过两量子比特海森堡XXZ链实现的量子隐形传态。我们首先考虑了纠缠态的隐形传态，然后重点研究了不同条件下的隐形传态保真度。各向异性和磁场的影响，均匀和不均匀的，进行了讨论。我们还发现，尽管纠缠隐形传态确实需要纠缠的量子信道，但最小纠缠的非零临界值并不总是必要的。
Magnetic field effects on the optimal fidelity of standard teleportation via the two qubits Heisenberg XX chain in thermal equilibrium
研究了外磁场作用下含磁性杂质的两量子比特海森堡XX链，计算了通过热平衡态实现标准量子隐形传态的最佳保真度.研究发现，磁性杂质和外加磁场的共同作用可以无限制地提高纠缠和量子隐形传态的临界温度。揭示了两种临界温度之间的关系。
In many-body quantum systems, the quantum Fisher information an observer can obtain is susceptible to decoherence. Consequently, quantum enhanced metrology, such as Heisenberg scaling, cannot usually be achieved. We show, via two distinct methods, that by applying periodic quantum error corrections, we can achieve the Heisenberg scaling for an extended period of time on a three-qubit Tavis-Cumming Model, where three two-level atoms interact with a single cavity mode, under certain approximations. The generalization to arbitrary number of atoms case is also discussed.
The swap operation in the two-qubit Heisenberg XXZ model-effects of anisotropy and magnetic field
本文研究了非均匀磁场作用下两量子比特各向异性XXZ模型中的交换操作。我们建立了交换操作可行的各向异性参数的范围。分析了非均匀场引起的交换误差。
All-microwave leakage reduction units for quantum error correction with superconducting transmon qubits
针对超导量子电路的泄露问题，实现并扩展了全微波泄露减少单元（LRU），在220 ns内以99%的功效降低transmon激发态泄露，并首次在量子纠错中应用多个LRU，有效降低错误检测率并将泄露积累抑制在1%以内。
Josephson junction microwave modulators for qubit control
我们展示了基于约瑟夫森结的双平衡混频器和移相器电路，工作在6-10 GHz，并集成这些组件来实现单片幅度/相位矢量调制器和正交混频器。这些器件由通量信号驱动，不消耗芯片上的功率，输入饱和功率超过1 nW，并为超导量子位的集成控制提供低温微波调制解决方案。
Improving gate performance is vital for scalable quantum computing. The universal quantum computing also requires the gate fidelity to reach a high level. For superconducting quantum processor, which operates in the microwave band, the single-qubit gates are usually realized with microwave driving. The crosstalk between microwave pulses is a non-negligible error source. In this article, we propose an error mitigation scheme to address this crosstalk issue for single-qubit gates. There are three steps in our method. First, by controlling the detuning between qubits, the microwave induced classi…
Heisenberg limited measurements with superconducting circuits
我们描述了一个包含在单模腔中的N个超导量子比特的组件。在色散状态下，腔场和每个量子位之间的相关性导致量子位之间的有效相互作用，可以用于动态地生成最大纠缠态。只有集体操作，我们展示了如何创建最大纠缠的量子态，以及如何使用这些状态，以达到海森堡极限的量子比特偏置控制参数（门电荷的电荷量子比特，外部磁通量的rf-SQUID）的确定。
Anisotropy and Magnetic Field Effects on the Genuine Multipartite Entanglement of Multi-Qubit Heisenberg {\it XY} Chains
研究表明，对于两量子比特海森堡XY模型，通过调节外部磁场超过某个有限的临界强度，各向异性和磁场可以一起用于产生任何有限温度下的纠缠。这个有趣的结果来自于使用Wootters并发度的分析，Wootters并发度是两个量子比特状态的纠缠的可计算度量。最近，Mintert { \em et al.}提出了Wootters并发多体状态的推广。这些MKB并发具有数学性质，使人们能够理解这种特征行为的起源。本文首先利用MKB共存研究了各向异性和磁场对四量子比特海森堡XY链多体热纠缠的影响。我们表明，该模型表现出的特征行为类似于双量子比特模型。此外，我们表明，这可以再次理解使用相同的数学属性。接下来，我们证明了六量子比特海森堡XY链也具有使其具有特征行为所必需的性质。最重要的是，可以直接测量纯态的多体MKB共存。这可能为我们的猜想提供了实验验证，即对于任何偶数量子比特的海森堡XY链，通过施加足够大的磁场，总是可以在任何有限温度下获得非零的真正的多体纠缠。
Engineering entangled microwave photon states via multiphoton interactions between two cavity fields and a superconducting qubit
结果表明，微波场与具有破缺的势能反转对称性的超导量子比特之间不仅存在横向耦合，而且存在纵向耦合。利用纵向耦合场诱导的多光子过程和频率匹配条件，我们设计了一个通用的算法，在两个独立的传输线谐振器中产生微波场的双模光子态的任意叠加，这两个谐振器耦合到一个超导量子比特.基于我们的算法，我们分析了均匀布居态和NOON态的产生。与其他仅采用单光子过程的方案相比，我们提供了一种在超导量子比特与微波场的超强相互作用下产生纠缠微波态的有效方法.
Multi-Qubit Gate with Trapped Ions for Microwave and Laser-Based Implementation
提出了一种基于修饰态的相位门和Mølmer-Sørensen（MS）门的设计方案。为了实现多量子比特的相互作用，需要强磁场梯度来将声子总线耦合到量子比特态。使用谐振微波驱动场连同射频（RF）驱动场或附加的失谐微波驱动场来执行门。该门是鲁棒的环境磁场波动，由于所施加的谐振微波驱动场。此外，该门对微波拉比频率的波动是鲁棒的，并且由于共振RF或失谐的微波驱动场而与声子退相解耦。这使得这种新的门的高保真微波为基础的多量子比特门的实施有吸引力的候选人。该建议也可以在基于激光的装置中实现。
Microwave-activated two-qubit gates for fixed-coupling and fixed-frequency transmon qubits
针对固定频率transmon量子比特架构扩展面临的控制灵活性不足等问题，提出仅向固定频率耦合器施加微波脉冲的两量子比特门方案，可在150ns内实现保真度超0.999的CZ门并有效抑制态泄漏。
Qubit flip game on a Heisenberg spin chain
我们研究了一个量子版本的硬币翻转游戏中使用的控制参数的海森堡模型中的哈密顿。此外，我们通过引入辅助自旋来扩展这个游戏，这些辅助自旋可以用来改变系统的行为。我们表明，一个球员知道的复杂结构的系统用于实现游戏可以使用这些知识，以获得更高的平均回报。
Time-local Heisenberg-Langevin equations and the driven qubit
利用时间定域Heisenberg-Langevin方程导出了受驱动玻色子系统与玻色子环境相互作用的时间定域主方程。由于系统与环境相互作用的线性度丧失，驱动量子比特的扩展失败了-除了弱激发。我们发现，一个报告的时间本地主方程的驱动量子位是不正确的。作为一个推论，我们的演示，我们还发现奇怪的渐近行为的“重新包装”的时间局部动力学驱动到一个远离平衡的稳定状态的系统：密度算子变得稳定，而与时间相关的系数振荡（周期性奇点）永远。
Learning Hamiltonians in the Heisenberg limit with static single-qubit fields
该研究提出了一种利用静态单量子比特场在海森堡极限下学习量子哈密顿量的新方法，克服了传统方法对多量子比特操作和频率强度的限制，通过数学证明和实验验证实现了最优缩放。
In this work we will study the Local quantum Fisher information and the local quantum uncertainty in two-qubit Heisenberg XYZ spin chain model with Dzyaloshinskii Moriya (DM) interaction in z direction. Here we show that the DM interaction and spin interactions along the x, y, and z axis can increase and maintain local quantum Fisher information and local quantum uncertainty. It is also shown that because of thermal fluctuations local quantum Fisher information and local quantum uncertainty are decreased by increasing temperature. They are equal to one at very low temperature and starts to dec…
All-Microwave Control and Dispersive Readout of Gate-Defined Quantum Dot Qubits in Circuit Quantum Electrodynamics
发展快速准确的控制和读出技术是利用半导体量子比特进行量子信息处理的一个重要挑战。本文研究了GaAs/AlGaAs双量子点（DQD）电荷量子比特与高阻抗SQUID阵列谐振器强耦合的动力学和相干特性。我们用合成的微波脉冲驱动量子比特跃迁，并通过量子比特在色散耦合谐振器上产生的依赖于状态的频移来执行量子比特读出。我们进行拉比振荡，拉姆齐条纹，能量弛豫和哈恩回波测量，并发现显着降低退相干率下降到$γ_2/2π\sim 3\,\rm{MHz}$对应的相干时间高达$T_2 \sim 50 \, \rm{ns}$的电荷状态在门定义的量子点量子比特。
Purcell effect with microwave drive: Suppression of qubit relaxation rate
我们分析了耦合到谐振器的超导量子比特的Purcell弛豫速率，该谐振器耦合到传输线并由外部微波驱动器泵浦。考虑到量子比特测量的典型机制，我们专注于量子比特频率与谐振器频率显著失谐的情况。令人惊讶的是，当微波驱动的强度增加时，Purcell速率降低。这种抑制在非线性区域变得显著。在存在微波驱动的情况下，光子到传输线的损失也会导致量子比特的激发;然而，激发速率通常远小于弛豫速率。我们的分析也适用于一个更一般的情况下，一个两能级量子系统耦合到一个腔。
Improving quantum gate fidelities by using a qubit to measure microwave pulse distortions
提出了一种新的方法来确定超导量子比特中的脉冲缺陷，并提高单门保真度。通过施加连续的正和负$π$脉冲，我们放大了由于微波脉冲失真引起的量子比特演化，这导致量子比特状态围绕垂直于预期旋转轴的轴旋转。测量这些旋转作为脉冲周期的函数，使我们能够重建到达样品的微波脉冲的形状。使用提取的响应对输入信号进行预失真，我们能够改善脉冲形状，并达到高于99.8%的平均单量子位门保真度。
Microwave-activated conditional-phase gate for superconducting qubits
我们引入了一个新的纠缠门之间的两个固定频率的量子位静态耦合通过微波谐振器总线，它结合了以下理想的品质：全微波控制，可观的量子位分离，减少串扰和泄漏错误，并能够作为一个两个量子位条件相位门。在两个transmon量子比特的较高能量（非计算）状态之间明确设计了一个固定的、始终开启的相互作用，然后通过微波驱动器在未受扰动的量子比特子空间上“激活”一个条件相位门。我们实现这种微波激活的条件相位门的保真度从量子过程层析成像的87%。
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。
Thermal entanglement in three-qubit Heisenberg models
研究了三比特海森堡模型中的两两热纠缠，得到了纠缠度的解析表达式。我们发现反铁磁$XXZ$模型和具有各向异性参数$Δ\ge 1$的铁磁$XXZ$模型都不存在热纠缠。详细讨论了热纠缠存在的条件、简并度的作用以及磁场对热纠缠和量子相变的影响。具体地说，我们发现磁场可以在反铁磁$XXX$模型中诱导纠缠，但不能在铁磁$XXX$模型中诱导纠缠.
We present protocols to generate quantum entanglement on nonlocal magnons in hybrid systems composed of yttrium iron garnet (YIG) spheres, microwave cavities and a superconducting (SC) qubit. In the schemes, the YIGs are coupled to respective microwave cavities in resonant way, and the SC qubit is placed at the center of the cavities, which interacts with the cavities simultaneously. By exchanging the virtual photon, the cavities can indirectly interact in the far-detuning regime. Detailed protocols are presented to establish entanglement for two, three and arbitrary $N$ magnons with reasonabl…
Optimal teleportation via thermal entangled states of a two-qubit Heisenberg Chain
研究了在Dzyaloshinsky-Moriya（DM）各向异性反对称相互作用下，通过两量子比特海森堡XXX链的热态实现基于Bell测量的最优隐形传态，得到了最优幺正变换.给出了输出态和量子态保真度的显式表达式，并与标准协议的输出态和量子态保真度进行了比较。结果表明，在该方案中，量子隐形传态的保真度总是较大的，并在零温度下达到单位保真度。DM相互作用可以在有限温度下提高隐形传态的保真度，而不是在标准协议中的相互作用的效果。其他类型的各向异性的情况下也进行了讨论。
Transport of Entanglement Through a Heisenberg-XY Spin Chain
利用Heisenberg-XY自旋哈密顿动力学研究了自旋链的纠缠动力学。在时间演化态中，从没有纠缠的初始态和恰好一对最大纠缠的量子比特开始，解析地计算了两量子比特纠缠的各种度量。链末端的一对量子比特之间的可定域纠缠捕获了链上纠缠传输的本质特征，并且它显示了无纠缠的初始状态与具有一对最大纠缠量子比特的初始状态之间的差异。
Accurate Microwave Control and Real-Time Diagnostics of Neutral Atom Qubits
我们证明了精确的单量子位控制的原子量子位被困在一个光晶格的合奏。量子比特由微波辐射驱动，它们的动力学由光学探针偏振测量法跟踪。实时诊断对于最小化系统误差和优化单量子位门的性能至关重要，从而使单量子位π旋转的精确度达到0.99。我们表明，通过使用复合旋转，可以实现增加的鲁棒性大，故意引入的错误。然而，在正常操作期间，在较长脉冲序列期间非常小的固有误差和额外的退相干的组合排除了我们当前实验中的任何显著的性能增益。
Two qubit density matrices, which are of X-shape, are a natural generalization of Bell Diagonal States (BDSs) recently simulated on the IBM quantum device. We generalize the previous results and propose a quantum circuit for simulation of a general two qubit X-state, implement it on the same quantum device, and study its entanglement for several values of the extended parameter space. We also show that their X-shape is approximately robust against noisy quantum gates. To further physically motivate this study, we invoke the two-spin Heisenberg XYZ system and show that for a wide class of initi…
Crosstalk is a major concern in the implementation of large-scale quantum computation since it can degrade the performance of qubit addressing and cause gate errors. Finding the origin of crosstalk and separating contributions from different channels are essential prerequisites for figuring out crosstalk mitigation schemes. Here, by performing circuit analysis of two coupled floating transmon qubits, we demonstrate that, even if the stray coupling, e.g., between a qubit and the drive line of its nearby qubit, is absent, microwave crosstalk between qubits can still exist due to the presence of …
We study the reciprocal of the mean quantum Fisher information (RMQFI), $χ^2$ for general three qubit states, having graph and hypergraph states as special cases, for identifying genuine multi party entanglement characterized by $χ^2 <1$. We demonstrate that the most symmetric graph state and the GHZ state have the lowest RMQFI values leading to the highest statistical speed showing that both these states attain the Heisenberg limit in phase sensitivity. Unlike the GHZ state, graph states have the same RMQFI values for measurement through different parameters, a property shared by the hypergra…
Quantum Dynamics of a Microwave Driven Superconducting Phase Qubit Coupled to a Two-Level System
我们提出了一个分析和全面的描述耦合到一个微观两能级系统（TLS）的微波共振驱动超导相位量子比特的量子动力学，涵盖了广泛的外部微波场强度。我们的模型预测了几个有趣的现象，在这样一个交流驱动的四能级二分系统，包括反常拉比振荡，高对比度拍拉比振荡，和非凡的双光子跃迁。我们在耦合量子位TLS系统中的实验结果与理论模型的预测在定量上非常一致。
Thermal entanglement in the two-qubit Heisenberg XYZ model
研究了温度T下处于热平衡的两量子比特一维XYZ海森堡链的纠缠。我们得到了该系统的纠缠度随哈密顿量和T参数变化的解析表达式。我们表明，依赖于耦合常数之间的关系，它是可能的，以增加系统的纠缠量增加其各向异性。我们还用数值方法证明了对于所有的耦合常数，纠缠都是温度T的单调递减函数，证明了我们必须至少在z方向上有一个外部磁场，才能得到纠缠随温度T增加的行为.
Quantum Steering vs Entanglement and Extracting Work in an Anisotropic Two-Qubit Heisenberg Model in Presence of External Magnetic Fields with DM and KSEA Interactions
该研究分析非均匀磁场及 DM、KSEA 相互作用下两量子比特 Heisenberg XYZ 热平衡模型，比较量子操控与 concurrence，并量化功提取和理想效率。
Thermal entanglement in a two-qubit Heisenberg XXZ spin chain under an inhomogeneous magnetic field
研究了在非均匀磁场\emph{b}作用下两量子比特海森堡\emph{XXZ}自旋链的热纠缠.我们证明了基态纠缠与\emph{z} -分量$J_{z}$的相互作用无关。随着$J_{z}$的增加，在固定温度下的热纠缠增强。严格证明了对于任意温度的\emph{T}和$J_{z}$，纠缠关于零非均匀磁场是对称的，临界非均匀磁场$b_{c}$与$J_{z}$无关.临界磁场$B_{c}$随$|b|$的增大而增大，但系统所能达到的最大纠缠值变小。
Pairwise Entanglement and Local Polarization of Heisenberg Model
通过研究有限量子比特情形下的海森堡XX模型，讨论了基态的两两纠缠和局域极化。结果表明：基态是由总自旋最小为0（对偶数比特）或1/2（对奇数比特）的微态组成的，局域极化（LP）与微态在基态中的几率有密切关系，LP越强几率越小，相同的LP对应相同的几率，基态的两两纠缠在所有本征矢中最大.我们发现当量子比特数较小时，态的简并会降低两两纠缠度，奇偶量子比特链之间的纠缠度有很大的差别;当量子比特数较大时，量子比特数对两两纠缠度的影响消失，极限值约为0.3424。
Measuring the quality factor of a microwave cavity using superconduting qubit devices
提出了一种利用单模微波腔场与超导电荷量子比特相互作用产生两个宏观量子态叠加的方法。这种叠加的退相干可以通过测量腔场的维格纳函数或电荷量子比特态来确定。然后由叠加态的退相干可以推知腔的品质因数Q。即使当$Q$值相对较低并且量子位与腔场之间的相互作用较弱时，所提出的方法在当前技术内也是实验上可实现的。
Thermal entanglement and teleportation properties in non-inertial frames are investigated when a two-qubit Heisenberg XXX model with Dzyaloshinski-Moriya (DM) interaction is used as the quantum channel. We find that thermal entanglement and the teleportation fidelity of a teleported state decrease with the acceleration parameter or temperature, in other words, the quantum entanglement teleportation will degenerate in non-inertial frames. Furthermore, our results also show that the average fidelity may be promoted by DM interaction for the ferromagnetic case, which is opposite to the antiferrom…
We consider the two-step method [A. R. Kuzmak and V. M. Tkachuk, Phys. Lett. A 378 (2014) 1469] for preparation of an arbitrary quantum gate on two spins with anisotropic Heisenberg interaction. At the first step, the system evolves during some period of time. At the second step, we apply pulsed magnetic field individually to each spin. We obtain the conditions for realization of SWAP, iSWAP, $\sqrt{SWAP}$ and entangled gates. Finally, we consider the implementation of this method on the physical system of ultracold atoms in optical lattice.
Heisenberg-limited qubit readout with two-mode squeezed light
我们展示了如何使用双模压缩光来指数增强基于腔的色散量子比特测量。我们的计划，使真正的海森堡有限缩放的测量，至关重要的是，不限于小色散耦合或不切实际的长测量时间。它涉及将一个量子比特分散地耦合到两个腔，并利用联合腔正交体（所谓的量子力学自由子系统）动力学中的对称性。我们讨论了该计划的基本缩放及其对缺陷的鲁棒性，以及在电路量子电动力学的现实实现。
With the long coherence time, the fixed-frequency transmon qubit is a promising qubit modality for quantum computing. Currently, diverse qubit architectures that utilize fixed-frequency transmon qubits have been demonstrated with high-fidelity gate performance. Nevertheless, the relaxation times of transmon qubits can have large temporal fluctuations, causing instabilities in gate performance. The fluctuations are often believed to be caused by nearly on-resonance couplings with sparse two-level-system (TLS) defects. To mitigate their impact on qubit coherence and gate performance, one direct …
Microwave-Induced Amplitude and Phase Tunable Qubit-Resonator Coupling in Circuit Quantum Electrodynamics
在电路量子电动力学体系结构中，可以通过外部电场和磁场控制超导量子比特的谐振频率和与微波场模式的耦合，以探索宽参数范围内的量子比特-光子动力学。在这里，我们通过实验证明和分析了一个方案，用于调谐之间的耦合transmon量子比特和微波谐振器使用一个单一的相干驱动音。我们将transmon视为一个三能级系统，量子比特子空间由基态和第二激发态定义。如果驱动频率与谐振器和量子比特频率之间的差匹配，则诱导Jaynes-Cummings型相互作用，其在幅度和相位上都是可调谐的。我们表明，在我们的设置中可以实现约10 MHz的耦合强度，仅受transmon量子位的非谐性的限制。该方案已成功地用于产生具有受控时间形状的微波光子[Pechal等人，Phys.Rev.X4，041010（2014）]，并且可以直接用超导量子器件实现，该超导量子器件具有更大的非谐性以获得更高的耦合强度。
Thermal and ground-state entanglement in Heisenberg XX qubit rings
研究了具有磁场的Heisernberg $XX$量子比特环中的热态和基态纠缠。研究结果表明，对于偶数环，最近邻量子比特间的两两纠缠与交换作用常数的符号和磁场的符号无关。作为一个例子，我们研究了四量子比特模型中的纠缠，发现在没有磁场的情况下，该模型的基态是一个四体最大纠缠态，用$N$ -纠缠度量。
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