Enumeration of all superconducting circuits up to 5 nodes
University of Colorado Boulder（科罗拉多大学博尔德分校）；Beijing Academy of Quantum Information Sciences（北京量子信息科学研究院）；The University of Melbourne（墨尔本大学）
本文枚举了所有不超过5个节点的非线性超导电路，通过哈密顿类分类编目设计空间，并基于三节点电路搜索新型量子比特，为电路设计提供起点。
2026-09-21 quant-ph
Quantum State Preparation Circuit Optimization Exploiting Don't Cares
本文提出一种利用量子态制备电路中无关项条件的窥孔优化算法，通过替换不影响最终结果的局部酉操作，将双量子比特门数量较先前方法减少36%。
2024-09-02 quant-ph
Controllable non-Hermitian qubit-qubit Coupling in Superconducting quantum Circuit
该研究提出在超导量子电路中通过高损耗谐振器实现可控非厄米耦合，可调谐能级吸引、奇异点位置及非互易性，为探索非常规量子效应提供新方法。
2024-12-17 quant-ph
Multi-frequency control pulses for multi-level superconducting quantum circuits
超导量子线路，例如超导相位量子位，具有多个量子态，其可以干扰理想量子位操作。从理论上探讨了利用多状态系统的能量差谐振的多频率控制脉冲。一种分析方法来设计这样的控制脉冲的开发，使用的Floquet方法的推广到多个频率控制。该方法适用于优化超导量子比特和量子比特的控制，并被发现是在良好的协议与时间相关的数值模拟。
2009-09-08 quant-ph
Efficient modeling of superconducting quantum circuits with tensor networks
我们引入一个有效的张量网络工具箱来计算大规模超导量子线路的低能量激发，达到所需的精度。我们基准的fluxonium量子比特，超导量子线路的基础上的约瑟夫森结阵列超过一百结的算法。作为这个数值工具提供的可能性的一个例子，我们计算由于电荷噪声和相干量子相位滑移的fluxonium量子比特的纯退相相干时间，考虑到阵列自由度对应于大到$~15^{180}$的希尔伯特空间。我们的算法适用于各种各样的电路QED系统，并可能是一个有用的工具，按比例放大超导量子比特技术。
2019-12-02 quant-ph
Superfluid-Mott-insulator transition in superconducting circuits with weak anharmonicity
从理论上研究了含有弱非谐性在位超导量子比特的二维超导电路阵列的基态性质。特别地，我们分析了这种非谐性对莫特绝缘体到超流量子相变的影响。在平均场近似下给出了完整的基态相图。有趣的是，SQs的非谐性对Mott瓣的影响很大，当非谐性为零时，单激励Mott瓣消失。研究结果可用于指导基于超导电路的量子模拟的实现，超导电路具有良好的集成性和灵活性。
2017-12-19 quant-ph
Variational tight-binding method for simulating large superconducting circuits
我们推广固态紧束缚技术的频谱分析的大型超导电路。我们发现紧束缚态比电荷基态更适合于近似低能激发，如电流镜电路的有趣例子所示。紧束缚的使用可以显着降低收敛到真实谱所需的希尔伯特空间维数，并允许精确模拟电荷基对角化无法达到的较大电路。
2021-04-29 quant-ph
Electromagnetically induced acoustic transparency with a superconducting circuit
本文报道了将超导人工原子耦合到一维声表面波传输线上的机械场的电磁感应透明现象。电磁微波驱动器被用作控制场，使得超导transmon量子比特对声学探测束透明。由于上能级的弛豫被抑制，声耦合的强频率依赖性使得EIT能够处于梯形配置。我们的研究结果表明，超导电路可以被设计成与声场的参数制度不容易访问纯电磁系统。
2020-06-23 quant-ph
Light-Matter Interaction in dispersive Superconducting Circuit QED
针对电路 QED 量子化模型忽视超导能隙附近色散的问题，提出纳入频率依赖表面阻抗的量子化方法，揭示超导色散会影响有效光–物质相互作用截止。
2025-05-15 quant-ph
Moving beyond the transmon: Noise-protected superconducting quantum circuits
由超导电路实现的人造原子提供了以高保真度存储和处理量子信息的独特机会。其中，利用本征噪声保护的电路的实现近年来得到了迅速发展。这些噪声保护器件构成了一类新的量子比特，其中计算状态在很大程度上与本地噪声通道解耦。工程设计此类系统的主要挑战是同时防止位翻转和相位翻转错误，并确保高保真量子位控制。虽然部分噪声保护在依赖于单个量子自由度的超导电路中是可能的，但是完全保护的承诺只能通过实施多模或混合电路来实现。这一观点回顾了这些新量子比特核心的理论原理，描述了最近的实验，并强调了超导量子比特中量子信息的鲁棒编码的潜力。
2021-06-18 quant-ph
Decoherence of the flux-based superconducting qubit in an integrated circuit environment
超导的、基于磁通量的量子比特是构建大规模量子计算机的有希望的候选者。我们提出了一个明确的量子力学计算的相干行为的通量为基础的量子比特在嘈杂的实验环境中，如一个集成电路包含偏置和控制电子。我们表明，非热噪声源，如偏置电流波动和磁耦合到附近的主动控制电路，将导致退相干的基于磁通量的量子比特的时间尺度上的最近的实验相干时间测量。
2003-04-04 quant-ph
Finding Broken Gates in Quantum Circuits---Exploiting Hybrid Machine Learning
目前量子逻辑门的实现可能是高度错误的，并引入错误。为了纠正这些错误，有必要首先识别故障门。我们展示了一个程序，以诊断门故障发生在电路中使用的混合量子和经典的K-近邻（KNN）机器学习技术。我们使用诊断电路和选定的输入量子位来完成这个任务，以获得一组输出状态和参考状态之间的保真度。然后，可以存储电路的结果以用于经典的KNN算法。我们在数值上证明了在具有超过30个门和多达9个量子位的电路中定位故障门的能力，准确率超过90%。
2020-01-29 quant-ph
Computer-aided quantization and numerical analysis of superconducting circuits
新的超导电路的开发和现有电路的改进依赖于光谱特性的准确建模，这是实现量子比特性能所需进步的关键。在集总元件水平上的系统电路分析，从电路网络开始，并以适当描述电路的量子特性的哈密顿量为终点，是一个完善的程序，但对于较大的电路来说，手动执行很麻烦。我们目前的工作，利用符号计算机代数和数值对角化例程多才多艺，足以应付各种电路。这项工作的结果可以通过scqubits包的一个新发布的模块访问。
2022-07-02 quant-ph
Normal modes of a superconducting transmission-line resonator with embedded lumped element circuit components
本文提出了一种识别超导传输线耦合简正模的方法。我们评估的有效传输线的非线性的情况下，克尔类约瑟夫森相互作用的电路中，并在嵌入式电路构成量子位自由度的情况下，这是拉比耦合到传输线中的字段。我们的理论定量地解释了在最近的实验中观察到的非常高的正克尔非线性[M。Kazak等人，应用物理信函104，162604]，并且我们可以评估实验电路的修改版本的成就。
2016-07-18 quant-ph
Fermionic Models with Superconducting Circuits
提出了一种对含超导电路的费米子系统进行有效量子模拟的方法。它包括适当使用乔丹-维格纳映射，特罗特分解和多量子比特门，使用量子总线或直接电容耦合。我们将我们的方法应用到一维和二维费米-哈伯德模型的典型情况下，涉及耦合与最近和次最近的邻居。此外，我们提出了一个最佳的架构，这个模型，并讨论了在现实的电路量子电动力学设置的模拟基准。
2015-03-31 quant-ph
Detecting non-Abelian statistics of topological states on a chain of superconducting circuits
拓扑保护态的非阿贝尔统计由于其重要性和广泛的应用前景，近年来引起了人们的广泛关注。然而，由于固态材料的操作困难，非阿贝尔统计的实验实现是缺乏的。超导量子线路系统具有可扩展性和可控性，是一个很有前途的量子模拟平台。在这里，我们提出了一个计划，以证明非阿贝尔统计的拓扑保护的零能量边缘模式的超导电路链。具体地说，我们可以通过改变链中的跳跃强度和磁场来实现拓扑相变，并且实现的非阿贝尔操作可以用于拓扑量子计算。考虑到超导量子线路的优点，我们的协议可能会揭示量子计算的拓扑保护状态。
2020-02-13 quant-ph
Optimal Measurements of Magnetic Flux in Superconducting Circuits and Macroscopic Quantum Mechanics
本文讨论了一个表现隧穿的超导电路中磁通量的重复量子测量模型。由于以前的测量磁通量的扰动总是存在的，除非量子非破坏测量进行。通过用这个条件取代经典的非侵入性概念，时间类贝尔不等式允许人们在实在论和量子理论之间的冲突的宏观水平上测试可观测性。
1995-02-01 quant-ph
Utilizing discrete variable representations for decoherence-accurate numerical simulation of superconducting circuits
Joint Quantum Institute (JQI)（联合量子研究所）；Department of Physics, University of Maryland（马里兰大学物理系）；Joint Center for Quantum Information and Computer Science (QuICS)（量子信息与计算科学联合中心）；Maryland Quantum Materials Center (QMC)（马里兰量子材料中心）；National Institute of Standards and Technology (NIST)（美国国家标准与技术研究院）
本文提出利用离散变量表示法对超导电路进行去相干准确的数值模拟，展示了其在效率和收敛性上的优势。
2025-03-13 quant-ph
Stoquastic simulations of non-stoquastic superconducting flux circuits
Raymond and Beverly Sackler School of Physics and Astronomy, Tel Aviv University（特拉维夫大学雷蒙德和贝弗利·萨克勒物理与天文学学院）；Information Sciences Institute, University of Southern California（南加州大学信息科学研究所）；Department of Physics and Astronomy and Center for Quantum Information Science & Technology, University of Southern California（南加州大学物理与天文学系及量子信息技术科学中心）
本研究通过直接模拟非退相干超导磁通电路，消除了符号问题，挑战了超导磁通电路作为通用绝热量子计算机的可行性。
2026-01-13 quant-ph
Suppression of Qubit Crosstalk in a Tunable Coupling Superconducting Circuit
超导量子器件中的寄生串扰是量子门的主要限制。我们证明了在两个量子比特，两个耦合器超导电路，其中的可调谐耦合器的频率可以调整，使得从每个耦合器的ZZ相互作用相消干涉的静态ZZ串扰的抑制。我们验证的串扰消除与同时随机基准，并使用参数激活的iSWAP相互作用，以实现贝尔状态准备保真度为98.5%和$\sqrt{\textrm{iSWAP}}$门保真度为94.8%，通过量子过程层析成像。
2019-05-31 quant-ph
Super-radiant phase transition in superconducting circuit in thermal equilibrium
我们提出了一个超导电路，显示了超辐射相变（SRPT）的热平衡。在无限多人工原子的限制下，解析地证实了SRPT的存在。我们还进行数值对角化的哈密顿与有限数量的原子，并观察到一个渐近行为接近无限的限制，作为原子数量的增加。SRPT也可以在经典分析中直观地解释。
2016-10-17 quant-ph
Free Mode Removal and Mode Decoupling for Simulating General Superconducting Quantum Circuits
超导量子线路是通用量子计算机的主要候选者之一。设计新颖的量子位和多量子位超导电路需要能够模拟和分析一般电路的特性。特别是，在transmon方法之外，我们不能对非谐性做出假设，从而排除了黑盒量化方法，并需要正式的电路量化方法。我们考虑并解决了模拟一般超导电路所涉及的两个问题。其中一个问题是处理电路中的自由模式，即在哈密顿量中没有势项的电路模式。另一个问题是电路尺寸，即模拟强耦合多模电路的挑战。我们用来解决这些问题的主要数学工具是量子力学中的线性正则变换。我们解决的第一个问题，给出了一个可证明是正确的算法，通过执行一个线性正则变换，完全解耦的自由模式从其他电路模式，以消除自由模式。我们解决了第二个给出了一系列不同的线性正则变换，以减少模间耦合，从而减少了问题的弱耦合的情况下，大大减轻了经典模拟的开销。我们基准我们的去耦方法，通过将它们应用到两个电感耦合的磁通量子比特的电路，获得几个数量级的希尔伯特空间的大小，需要模拟减少。
2021-05-05 quant-ph
Fast geometric gate operation of superconducting charge qubits in circuit QED
提出了一种利用一维超导传输线谐振器耦合超导电荷量子比特的方案。量子比特工作在它们的最佳点，在那里它们不受电荷噪声的影响，并且具有很长的退相干时间。对相互作用的动力学时间演化进行了分析，结果表明这种相互作用对谐振腔场的初始状态不敏感。该方案实现了快速门操作，并且易于扩展到多量子位场景。
2011-07-09 quant-ph
Reciprocal lumped-element superconducting circuits: quantization, decomposition, and model extraction
本研究围绕网络矩阵提出超导集总元件电路的量子化、分解及模型提取新方法，可处理含约瑟夫森结和相滑移线的电路，实现模型简化与精确提取，为超导电路建模分析提供工具包。
2024-12-09 quant-ph
Third Quantization for Order Parameters (II): Local Field Quantization in Superconducting Quantum Circuits
Graduate School of China Academy of Engineering Physics（中国工程物理研究院研究生院）；Beijing Computational Science Research Center（北京计算科学研究中心）
本文基于BCS超导理论，推导了超导传输线谐振腔的低能有效哈密顿量，扩展了第三量化的局部超导序参量，揭示了超导相的量子动态行为，统一了超导电路元件的微观起源。
2026-05-09 quant-ph
Quantum Simulation of Spin Chains Coupled to Bosonic Modes with Superconducting Circuits
我们提出了一个数字量子模拟的自旋链耦合到玻色子场模式的超导电路的实现。门具有高的结晶度允许一个模拟各种伊辛磁配对相互作用与横向场，Tavis-Cummings相互作用之间的自旋和玻色子模式，和一个自旋模型与三体条款。我们分析了在现实的电路量子电动力学设置，其中的相互作用是通过电容耦合或介导的微波谐振器实现的实施的可行性。
2015-10-01 quant-ph
Optimizing for periodicity: a model-independent approach to flux crosstalk calibration for superconducting circuits
本文提出一种模型无关的磁通串扰校准方法，将N个通道的校准转化为N个独立优化问题，利用周期性目标函数实现高效校准，并在小型量子退火电路上验证了与先前方法相当的精度。
2024-02-04 quant-ph
Exploiting Qubit Reuse through Mid-circuit Measurement and Reset
量子测量对量子计算很重要，因为它在计算结束时提取电路的结果。以前，所有测量都必须在电路末端完成。否则，它将产生重大错误。但现在情况并非如此。最近，IBM开始通过硬件（而不是通过模拟器的软件）支持动态电路。通过中间电路硬件测量，我们可以从三个方面提高电路功效和保真度：（a）减少量子位使用，（b）减少交换插入，（c）提高保真度。我们证明了这一点，使用真实世界的应用程序伯恩斯坦Verizani在真实的硬件上，并表明电路资源利用率可以提高60%，电路保真度可以提高15%。我们设计了一个编译器辅助工具，可以找到和利用量子位重用，保真度，门数和电路持续时间之间的权衡。我们还开发了一种方法，用于确定量子位重用是否对给定应用有益。我们评估了我们的方法的一组代表性的基本应用程序。我们可以减少高达80%的资源使用和电路保真度高达20%。
2023-02-07 quant-ph
A Review of Design Concerns in Superconducting Quantum Circuits
该短篇综述梳理了面向量子信息应用的超导量子电路设计全流程，涵盖有效哈密顿量实现、布局与哈密顿量转换、电磁仿真、串扰与屏蔽等设计考量，为相关研究者提供入门参考。
2025-05-30 quant-ph
Quantum walks on circles in phase space via superconducting circuit quantum electrodynamics
我们展示了如何量子行走可以实现第一次在量子梅花形通过超导电路量子电动力学（QED），以及如何从量子插值随机行走实现可控退相干使用两个谐振器系统。直接控制硬币量子比特是很难实现的，无论是在腔或电路QED，但我们表明，阿达玛硬币翻转可以通过直接驱动腔的影响，其结果是，步行者之间的循环在相空间跳跃，但仍然表现出超过15步的量子行走行为。
2008-10-28 quant-ph
Quantum Heat Engines Using Superconducting Quantum Circuits
我们提出了一个量子模拟的内燃机在大多数汽车使用。具体而言，我们研究如何实现奥托型量子热机（QHE）的援助下，麦克斯韦的恶魔。这需要三个步骤：热化、量子测量和由麦克斯韦恶魔控制的量子反馈。我们推导出这种复合QHE的正工作条件。我们的QHE可以用超导量子线路来构造。我们明确地证明了恶魔在这个宏观QHE中的重要作用。
2006-09-14 quant-ph
Liquid metal printing for superconducting circuits
Institute of Nanotechnology, Karlsruhe Institute of Technology（纳米技术研究所，卡尔斯鲁厄理工学院）；Institute for Quantum Materials and Technologies, Karlsruhe Institute of Technology（量子材料与技术研究所，卡尔斯鲁厄理工学院）；Karlsruhe Nano Micro Facility (KNMFi), Karlsruhe Institute of Technology (KIT)（卡尔斯鲁厄纳米微设施（KNMFi），卡尔斯鲁厄理工学院（KIT））；Physikalisches Institut, Karlsruhe Institute of Technology (KIT)（物理研究所，卡尔斯鲁厄理工学院（KIT））
研究超导电路制造，提出基于液态金属的微吸管打印方法，可制造高内部品质因数的超导集总元件谐振器，适用于低损耗超导器件制造且不影响现有元件，为超导量子计算机硬件实现开辟新途径。
2026-07-27 quant-ph
Dephasing-induced leakage in multi-level superconducting quantum circuits
本文分析了超导量子电路（如 transmon）在退相干影响下，瞬态布居引发的泄漏效应，通过解析和数值方法研究了常用单比特和双比特操作中的该问题。
2025-01-28 quant-ph
Deriving Entropic Inequalities for Two Coupled Superconducting Circuits
我们讨论了两个相互作用的超导电路的已知结构，基于约瑟夫森结，可以精确地设计和容易地控制。特别地，我们利用两个电路的参量激发，通过量子比特耦合的瞬间变化来实现，来研究复合系统的密度矩阵的熵和信息性质。由初始热态得到了密度矩阵，并在小扰动参数和足够低的温度近似下进行了分析。我们还检查了该系统的次可加性条件，无论是冯诺依曼和变形熵，并期待在相互信息对系统的温度的依赖性。最后，我们讨论了这种方法的适用性描述这样的系统的两个耦合超导量子比特的谐振子有限的希尔伯特空间。
2016-05-25 quant-ph
Quasiparticle Dynamics in Superconducting Quantum-Classical Hybrid Circuits
针对SFQ电路运行产生的非平衡准粒子会导致量子比特退相干的问题，研究了超导量子-经典混合芯片中的准粒子动力学，发现声子介导传播是准粒子扩散的主导机制，为抑制准粒子中毒奠定基础。
2023-07-26 quant-ph
Weak Measurement and Feedback in Superconducting Quantum Circuits
我们描述了弱量子测量在超导量子比特的实现，特别关注电路量子电动力学架构中的transmon型器件。为了访问该机制，平均用单个微波光子探测读出腔。这种低电平信号的检测使用近量子噪声限制的超导参量放大器。弱测量产生关于量子态的部分信息，并且相应地不将量子比特完全投影到本征态中。因此，我们使用测量记录在给定时间顺序地重建量子态，产生量子轨迹，或者关闭直接量子反馈回路，无限期地稳定拉比振荡。
2015-07-28 quant-ph
Symmetry-protected states of interacting qubits in superconducting quantum circuits
本文提出一种基于至少四个自旋的相互作用模型，通过对称保护实现量子比特流形，映射到超导电路后可在现实噪声下达到毫秒级相干时间，为长寿命量子比特开辟新路径。
2025-10-15 quant-ph
A superconducting quantum circuit single artificial atom maser
University of Pittsburgh（匹兹堡大学）；Pittsburgh Quantum Institute, University of Pittsburgh（匹兹堡量子研究所，匹兹堡大学）；Yale University（耶鲁大学）；Pacific Northwest National Laboratory（太平洋西北国家实验室）
利用人工多能级原子作为增益介质，通过微波信号泵浦至反向人口状态，实现电路量子电动力学中的原子微波放大器模拟，展示了丰富的物理现象及微波量子电路发展对放大器物理的探索潜力。
2026-04-06 quant-ph
High Quality Stepped-Impedance Resonators Suitable for Circuit-QED Measurement of Superconducting Artificial Atoms
高品质因数共面谐振器是超导量子线路中的关键元件。我们描述了阶梯阻抗谐振器（SIR）的设计，制造和测量，这是更紧凑的尺寸比常用的均匀阻抗谐振器（UIR）。通过适当选择阻抗比，SIR可以比UIR短27%。其结果是，能够减少SIR所占据的面积。制作并测试了两种同时包含SIR和UIR的设计。所有谐振器的提取的内部品质因数（Qi）的功率依赖性表明，SIR和UIR具有可比的性能，在单光子激发下Qi约为50万。这些结果表明，SIR可以用于超导量子线路。SIR的减小的尺寸还可以导致减小的总体电路面积和增加的集成水平。
2017-10-27 quant-ph
The dynamical Casimir effect in superconducting microwave circuits
本文从理论上研究了可调边界条件下超导微加工波导电路中的动态Casimir效应。我们提出了一种快速调制的边界条件，通过调谐所施加的磁通量通过超导量子干涉器件（SQUID），嵌入在波导电路。我们考虑两个电路：（i）对应于自由空间中的单个反射镜的开放波导电路，以及（ii）耦合到微加工波导的谐振器，其对应于自由空间中的单侧腔。通过计算产生的光子通量密度、输出场关联函数和正交压缩谱，分析了这两种情况下动态Casimir效应的性质。我们表明，这些属性的输出场表现出独特的签名的辐射由于动态卡西米尔效应，因此可以用于区分动态卡西米尔效应从其他类型的辐射在这些电路。我们还讨论了动态卡西米尔效应之间的相似性和差异，在谐振腔的设置，和泵浦光子的下转换参量振荡器。
2010-07-07 quant-ph
Quantum information processing with superconducting circuits: a review
在过去的十年里，超导电路已经从一个有趣的物理器件转变为不久的将来有用的和可扩展的量子信息处理（QIP）的竞争者。先进的量子模拟实验已经显示了多达9个量子比特，而量子至上的演示与50个量子比特预计在短短几年内。量子至上意味着量子系统不能再被最强大的经典超级计算机模拟。集成的经典量子计算系统已经出现，可以用于软件开发和实验，甚至通过Web接口。因此，描述超导装置、系统和应用的一些最新发展的时机已经成熟。因此，对超导量子比特和电路的讨论仅限于被证明对当前或不久的将来的应用有用的设备。因此，兴趣的中心是QIP的实际应用，如物理和化学中的计算和模拟。
2017-10-08 quant-ph
Information-to-work conversion by Maxwell's demon in a superconducting circuit-QED system
麦克斯韦恶魔的实验引发了热力学和统计力学基础的研究。Demon测量系统可观测值的波动，并通过反馈控制将信息增益转换为功。最近的发展阐明了信息获取与熵产生之间的关系，推广了热力学第二定律和涨落定理。在这里，我们扩大范围的系统，利用超导电路量子电动力学的技术受到量子涨落。我们实现麦克斯韦妖配备了相干控制和量子非爆破投影测量超导量子比特，在那里我们验证了广义积分涨落定理，并证明了信息到工作的转换。这揭示了超导电路作为研究反馈控制下的量子信息热力学的多功能平台的潜力，这与计算和计量学的量子纠错密切相关。
2017-09-02 quant-ph
4-bit Factorization Circuit Composed of Multiplier Units with Superconducting Flux Qubits toward Quantum Annealing
本文提出并实验验证了一种由32个超导通量量子比特构成的4位因数分解电路，通过原生实现乘法器哈密顿量，在量子退火后求解P=M*N，相比chimera图架构具有更好的可扩展性。
2023-08-12 quant-ph
Quantum Correlations in Jahn-Teller Molecular Systems Simulated with Superconducting Circuits
我们探讨了量子关联，特别是量子纠缠，振动声子模式之间，以及电子和振动自由度的分子系统，描述的Jahn-Teller机制。具体而言，为了隔离和简化复杂分子系统中的声子-电子相互作用，我们讨论的基础是Tekin Dereli及其同事在2012年提出的使用超导电路量子电动力学系统（电路QED）模拟双频Jahn-Teller系统的建议。我们评估的量子相关性，特别是振动声子模式之间的纠缠，并提出分析解释使用一个单一的特权Jahn-Teller模式图片。此外，自旋-轨道纠缠或电子和振动自由度之间的量子关联也被检查。最后，我们讨论了实验的可行性，以检测这样的量子关联，考虑到国家的最先进的超导二能级系统（量子比特）的退相和退相干。
2021-10-16 quant-ph
Electromagnetic Feature Extraction in Superconducting Quantum Circuits: An Open-Source Finite-Element Workflow Using Palace
针对超导量子电路设计中电磁特征提取的需求，提出基于开源有限元求解器Palace的自动化工作流，经基准测试其谐振器频率预测误差≤0.3%、多数外部耦合误差≤16%，可匹配商业工具精度并支持免许可的可扩展分析。
2025-11-12 quant-ph
Transferring arbitrary d-dimensional quantum states of a superconducting qudit in circuit QED
量子系统（$d$ -level quantum systems）具有很大的希尔伯特空间，因此可以用来实现许多量子信息和通信任务。在这里，我们提出了一种在耦合到单个腔的两个超导量子点之间转移任意$d$维量子态（已知或未知）的方法。由于仅采用共振相互作用，可以快速地执行状态转移。此外，量子态可以确定性地转移而无需测量。数值模拟结果表明，利用电流电路QED技术实现两个超导传输子（$d\leq5$）之间量子态的高保真传输是可行的。这个建议是相当普遍的，可以应用于完成相同的任务与各种超导量子点，量子点，或自然原子耦合到一个腔或谐振器。
2016-10-19 quant-ph
Collapse and Inversion of the Josephson Potential in a Strongly Driven Superconducting Circuit
Kavli Institute of Nanoscience, Delft University of Technology（代尔夫特理工大学卡弗里纳米科学研究所）
研究强驱动超导电路中约瑟夫森势的坍缩与反转现象，通过设计无有害跃迁的跨导-谐振器系统，利用光谱和读出实验证实该现象，揭示了新限制并开辟了超导电路控制及量子态稳定的新途径。
2026-09-29 quant-ph
Simulating Zeno physics by quantum quench with superconducting circuits
研究量子猝灭下量子系统的非平衡物理具有重要的理论和实验意义。利用周期性量子猝灭，我们提出了一个实验上可行的方案来模拟单个超导量子比特与传输线谐振器阵列相互作用的开放量子系统中的量子Zeno和反Zeno效应.该方案是基于以下两个观察：第一，与传统的系统相比，在我们的超导电路系统中的短时间非指数衰减是很容易观察到的;第二，淬火过程模仿理想的投影测量时，其持续时间足够长。结果表明量子猝灭在量子模拟和控制中的积极作用。
2014-06-12 quant-ph
Experimental Simulation of Larger Quantum Circuits with Fewer Superconducting Qubits
尽管近期的量子计算设备在所谓的NISQ时代仍然受到量子比特数量和质量的限制，但量子计算优势已经在实验上得到了证明。此外，量子和经典计算的混合架构已成为展示NISQ应用的主要范例，其中低深度量子线路被重复应用。为了进一步扩大NISQ器件可解决的问题规模，还可以通过将量子线路“切割”成不同的片段来减少物理量子比特的数量。在这项工作中，我们实验证明了电路切割方法模拟量子线路涉及许多逻辑量子比特，使用只有少数物理超导量子比特。通过利用线性簇状态的对称性，我们可以估计电路切割的有效性，用于模拟多达33个量子比特的线性簇状态，每个子电路最多使用4个物理量子比特。具体地说，对于12量子比特的线性团簇态，我们发现实验保真度界可以达到0.734，这比在相同的12量子比特超导处理器上直接模拟的保真度界高出约19%.我们的研究结果表明，电路切割是一种可行的方法来模拟量子线路使用更少的量子比特，同时实现更高的电路保真度。
2023-03-02 quant-ph
Maxwell's demon in superconducting circuits
本文概述了基于超导电路的量子力学麦克斯韦恶魔的第一个实验实现。这些实验的主要结果被召回，并放入上下文。我们强调超导电路研究量子热力学的多功能性。
2019-04-11 cond-mat.mes-hall quant-ph
Circuit simulation of readout process toward large-scale superconducting quantum circuits
针对器件参数波动影响大规模超导量子电路保真度的问题，提出基于传统 SPICE 的经典电路仿真方法，可在普通笔记本上评估万量子比特电路性能。
2025-07-27 cond-mat.supr-con quant-ph
Superconducting cavity electro-optics: a platform for coherent photon conversion between superconducting and photonic circuits
利用超导电路的量子信息处理能力和光量子的远距离分布能力，有望实现复杂的大规模量子网络。在这样的方案中，超导和光子电路之间的相干和有效的量子换能器是至关重要的。然而，这样的量子换能器仍然是具有挑战性的，因为在当前方案中使用中间激发引入了额外的噪声并限制了带宽。在这里，我们实现了直接和相干之间的转换超导和光子电路的基础上的三重共振电光原理，与集成器件将超导和光学腔在同一芯片上。观察到电磁感应透明，表明微波和可见光之间的相干相互作用。内转换效率为25.9 \pm 0.3%，总转换效率为2.05 \pm 0.04%.超导腔电光具有宽的转换带宽和高的可扩展性，是实现集成混合量子线路和分布式量子计算的重要一步。
2018-05-14 physics.optics quant-ph
Superconducting Caps for Quantum Integrated Circuits
我们报告的超导帽量子比特电路的制造和计量。作为3D量子集成电路架构的一部分，帽芯片形成外壳的上半部分，其提供隔离，增加真空参与率，并提高各个谐振元件的性能。在这里，我们证明了这种帽可以可靠地制造，放置在电路芯片上，并形成超导连接到电路。
2017-08-07 physics.app-ph quant-ph
Phase sensitive Landau-Zener-Stückelberg interference in superconducting quantum circuit
由超导量子比特和谐振器组成的超导电路量子电动力学（QED）体系结构是探索量子物理和量子信息处理的有力平台。利用超导量子计算技术，我们实验研究了电路QED中的相敏Landau-Zener-Stückelberg（LZS）干涉现象。我们的实验涵盖了大范围的LZS跃迁参数，并证明了LZS诱导的类拉比振荡以及相位相关的稳态布居。
2021-01-28 cond-mat.supr-con quant-ph
