Continuous quantum error correction for non-Markovian decoherence
我们研究了连续量子纠错的效果的情况下，每个量子比特在一个码字是受一个一般的哈密顿相互作用与一个独立的浴。我们首先考虑的情况下，一个平凡的单量子比特码，这提供了有用的见解连续纠错的工作和马尔可夫和非马尔可夫消相干之间的差异的计划。然后，我们研究了一个比特翻转码的模型，每个量子比特耦合到一个独立的浴量子比特，并进行连续校正，并找到它的解决方案。我们发现，对于足够大的纠错率，编码状态近似遵循一个单一的消相干量子比特的类型的演变，但有效地降低了耦合常数。降低耦合常数的因子与误差校正率成二次方。这是比较的情况下，马尔可夫噪声，其中的退相干率被有效地降低了一个因素，其规模仅与纠错率线性。的二次增强依赖于一个芝诺政权的存在，在哈密顿演化是不存在的纯马尔可夫动力学。我们分析了这一结果的有效性范围，并确定了两个相关的时间尺度。最后，我们将结果扩展到更一般的代码，并认为连续纠错的性能将表现出相同的定性特征。
2007-08-29 quant-ph
Experimental characterization of coherent and non-Markovian errors using tangent space decomposition
University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）；New Mexico Consortium（新墨西哥联盟）；Los Alamos National Laboratory（洛斯阿拉莫斯国家实验室）
本文提出基于切线空间分解的方法，用于实验表征单量子比特门中的相干和非马尔可夫误差，通过单次层析快照量化误差贡献。
2026-02-23 quant-ph
Non-Markovianity in Quantum Information Processing: Interplay with Quantum Error Mitigation
NTT Inc.（日本电报电话公司）；The University of Osaka（大阪大学）
本研究揭示了非马尔可夫性在量子信息处理中与量子纠错和错误缓解的相互作用，展示了其在降低采样成本方面的贡献。
2025-12-19 quant-ph
Internal Consistency of Fault-Tolerant Quantum Error Correction in Light of Rigorous Derivations of the Quantum Markovian Limit
我们批判性地研究了马尔可夫噪声的容错量子纠错理论的一组最小假设的内部一致性。这些假设是：快速门，新鲜和冷的Ancillas的持续供应，以及Markovian浴。我们指出，这些假设可能是不相互一致的严格的马尔可夫近似公式。也就是说，马尔可夫动力学需要奇异耦合极限（高温）或弱耦合极限（弱系统浴相互作用）。前者不符合冷枝持续新鲜供应的假设，而后者则与快速闸门不一致。我们讨论解决这些矛盾的方法。作为我们讨论的一部分，我们推导出，在弱耦合限制，一个新的主方程的系统周期性驱动。
2006-02-10 quant-ph
Error Suppression for Hamiltonian Quantum Computing in Markovian Environments
哈密顿量子计算，如绝热和完整模型，可以防止退相干使用编码成稳定子空间码的错误检测和能量惩罚项的增加。自从Jordan，Farhi，and Shor（JFS）在绝热量子计算的背景下首次引入该方法以来，该方法已经得到了广泛的研究。在这里，我们将原来的结果一般马尔可夫环境，不一定在Lindblad形式。我们表明，在这些一般情况下，原始JFS研究的主要结论成立：假设一个物理上合理的浴模型，它是可以抑制初始衰变的编码基态的能量惩罚强度，增长只有在系统的大小，在一个固定的温度。
2017-08-11 quant-ph
Characterizing non-Markovian Off-Resonant Errors in Quantum Gates
本研究揭示量子门中由失谐驱动引起的非马尔可夫相干误差，常被标准QCVV技术误判，并展示其在transmon架构中的普遍性及对频率选择性架构的潜在限制。
2024-02-08 quant-ph
Non-Markovian Quantum Error Deterrence by Dynamical Decoupling in a General Environment
研究了一种动态解耦方案，用于阻止非马尔可夫（通常对应于低温、短时间和强耦合）机制中的错误，该机制适用于由多级结构构造的量子比特。我们采用最近提出的有效自旋玻色子模型[K.盐川和B. L. Hu，Phys.Rev.A70，062106（2004）]作为量子布朗振子模型的低温极限，其中可以获得具有色噪声的一般环境的精确解。在我们的解耦方案中，一个训练的强脉冲对被用来发展的相互作用哈密顿量瞬间。使用此方案，我们表明，动态解耦方法可以抑制$1/f$噪声与更慢，因此更容易访问的脉冲比以前的研究，但它仍然未能解耦超欧姆类型的环境。
2005-07-19 quant-ph
Error distributions on large entangled states with non-Markovian dynamics
本文研究了一个在计算上有用的纠缠态的误差分布，该纠缠态是由经历强非马尔可夫演化的发射体重复发射产生的。对于纯退相形式的辐射源-环境耦合，我们证明了一个特定的错误模式发生的概率具有马尔可夫形式的界，因此基于马尔可夫模型的精度阈值定理应该是同样有效的。例如，对于中等到强磁场中的带电量子点发射体，情况就是这样。除了纯移相假设，虽然复杂的误差结构可能会出现，他们仍然可以定性地由马尔可夫误差模型的限制。
2015-01-28 cond-mat.mes-hall quant-ph
Non-Markovian cost function for quantum error mitigation with Dirac Gamma matrices representation
在这项研究中，我们探讨了非马尔可夫成本函数的量子误差缓解（QEM）和表示的两个量子比特运营商使用狄拉克伽玛矩阵，中央相对论量子力学的结构。量子计算研究的主要焦点，特别是有噪声的中间尺度量子（NISQ）设备，是减少实际应用中的误差和退相干。虽然大部分现有的研究集中在马尔可夫噪声源，非马尔可夫源的研究是至关重要的，因为它们不可避免地存在于大多数固态量子计算设备。我们引入了一个非马尔可夫模型的量子态演化和相应的QEM成本函数的NISQ设备，考虑环境中的典型的简谐振子作为噪声源。狄拉克伽马矩阵，如量子场论和超对称性等物理学领域的组成部分，与双量子位门算子共享一个共同的代数结构。通过使用Gamma矩阵表示后者，由于Gamma矩阵的独特性质，我们能够更有效地分析和操作这些算子。我们评估了在不同输入态的双量子比特操作中，对于恒等和SWAP门操作，输出量子态的涨落。通过将这些结果与离子阱和超导量子计算系统的实验数据进行比较，我们估计了QEM代价函数的关键参数。我们的结果表明，随着量子系统与其环境之间的耦合强度的增加，QEM成本函数也增加。这项研究强调了理解量子态演化的非马尔可夫模型的重要性，以及评估NISQ器件实验结果时QEM成本函数的实际意义。
2023-11-02 quant-ph
Quantum Error Corrected Non-Markovian Metrology
本研究针对非马尔可夫噪声下的量子计量学，提出隐马尔可夫模型并推导广义Knill-Laflamme条件，建立三类充分条件以实现海森堡极限，并证明条件违反时标准量子极限可达，扩展了量子纠错计量学框架。
2025-08-03 quant-ph
Non-Markovian noise sources for quantum error mitigation
本研究针对NISQ量子设备的错误与退相干问题，构建非马尔可夫量子态演化模型及错误缓解代价函数，推导约化密度算符并结合实验数据验证，明确耦合强度与代价函数的关联。
2023-05-02 quant-ph
Efficient simulation of Clifford circuits with small Markovian errors
本文提出一种高效算法，可近似模拟具有任意小误差（含相干误差）的Clifford电路，并用于分析相干误差对表面码综合征提取电路及大规模随机电路的影响。
2025-04-21 quant-ph
Constructing an approximate logical Markovian model of consecutive QEC cycles of a stabilizer code
本文证明了在Pauli随机噪声且单循环不保真度不超过1/64的条件下，稳定子码连续QEC循环可用仅作用于逻辑子系统的近似无记忆马尔可夫模型描述，为逻辑性能表征和稳定子码实现设计提供了理论工具。
2025-09-21 quant-ph
Experimental demonstration of Pauli-frame randomization on a superconducting qubit
具有不完美量子位的量子计算的前景依赖于量子计算系统通过纠错和容错廉价扩展的能力。虽然容错需要对量子比特错误的性质进行相对温和的假设，但与相干和非马尔可夫错误相关的开销可能比与纯随机马尔可夫错误相关的开销大几个数量级。解决这一挑战的一个建议是将感兴趣的电路随机化，将误差整形为随机泡利误差，但不影响聚合计算。随机化技术还可以抑制与非马尔可夫进化相关的慢自由度的耦合。在这里，我们展示了在超导电路系统中实现保利帧随机化，利用灵活的编程和控制基础设施，以低成本实现这一目标。我们使用高精度的门集断层扫描，详细描述电路误差的特性，有和没有随机化过程，这使我们能够作出严格的声明Markovianity以及所观察到的错误的性质。我们证明，随机化抑制签名的非马尔可夫进化到统计上不显著的水平，从马尔可夫模型违反范围从$43σ$到$1987σ$，下降到违反之间的$0.3σ$和$2.7σ$随机化。此外，我们证明，在随机化下，实验误差很好地描述了泡利误差模型，与模型的违规行为是同样微不足道的（$0.8σ$和$2.7σ$之间）。重要的是，所有这些模型准确性的改进都是在不降低保真度的情况下获得的，并且通过钻石范数量化的错误率得到了一些改进。
2021-03-22 quant-ph
Non-Markovian Memory Strength Bounds Quantum Process Recoverability
一般的非马尔可夫量子过程具有无限长的记忆，这意味着一个精确的描述，随着观察时间的增长，复杂性呈指数级增长。在这里，我们提出了一个有限的记忆animator，近似（或恢复）的真实过程与非马尔可夫记忆的强度有界的错误。引入的记忆强度是一个操作量，取决于进程的探测方式。值得注意的是，恢复错误是由所有可能的探测方法中最小的内存强度限制的。这允许对非马尔可夫现象进行明确和有效的描述，从而使压缩和恢复技术成为近期技术的关键。我们强调我们的研究结果的影响，通过分析一个完全可解的模型，显示内存截断是可能的，即使在一个高度非马尔可夫制度。
2021-10-12 quant-ph
Non-Markovian Noise Suppression Simplified through Channel Representation
Tsinghua University（清华大学）；Institute for Interdisciplinary Information Sciences, Tsinghua University（清华大学交叉信息研究院）；Center for Quantum Information, Institute for Interdisciplinary Information Sciences, Tsinghua University（清华大学交叉信息研究院量子信息中心）；Technology Innovation Institute（技术创新研究所）；A*STAR Quantum Innovation Centre (Q.InC)（A*STAR量子创新中心）；Agency for Science, Technology and Research (A*STAR)（新加坡科技研究局）；Institute of High Performance Computing (IHPC)（高性能计算研究所）；University of Oxford（牛津大学）；Imperial College London（帝国理工学院）；Quantum Motion
本文提出Choi通道表示，将非马尔可夫噪声动态转化为噪声通道模型，从而系统设计噪声抑制协议，通过Pauli twirling、概率误差消除和虚拟通道纯化等方法实现非马尔可夫噪声抑制。
2026-06-28 quant-ph
Arbitrary-time error suppression for Markovian adiabatic quantum computing using stabilizer subspace codes
绝热量子计算（AQC）可以通过编码成检错码来保护免受热激发，并补充由交换哈密顿项之和形成的能量惩罚。早期的工作表明，在局部马尔可夫环境的情况下，通过使用在固定温度下仅在系统大小中以几何方式增长的能量惩罚强度，可以抑制编码的基态的初始热诱导激发。这一结果是否适用于最初时间之后的问题仍然悬而未决。在这里，我们的回答是肯定的。我们表明，热激发出的编码基态可以抑制在任意时间的额外假设下，总的演化时间是多项式的系统大小。因此，可以在封闭系统设置中使用AQC有效地解决的计算问题仍然可以有效地解决耦合到热环境。我们的建设使用稳定子空间代码，这需要至少$4$本地的相互作用，以实现这一结果。
2019-04-26 quant-ph
Non-Markovian feedback for optimized quantum error correction
针对现有玻色编码量子纠错反馈仅依赖最新测量结果的局限，研究采用Feedback-GRAPE方法训练循环神经网络，构建基于历史测量的非马尔可夫QEC方案，性能显著优于现有策略，推动更优测量型QEC协议发展。
2025-01-20 quant-ph
A Lie-algebraic approach to non-Markovian quantum dynamics
The University of Hong Kong（香港大学）；Tsinghua University（清华大学）；Materials Innovation Institute for Life Sciences and Energy (MILES)（生命科学与能源材料创新研究所）；HKU-SIRI, Shenzhen（香港大学深圳研究院）
研究量子计算中非马尔可夫量子动力学，基于李代数方法，通过矢量化密度矩阵用线性时变方程表示演化，研究马格努斯展开及截断误差，还考虑测量噪声下的随机微分方程情况，数值模拟展示方法效率及李代数对截断误差的影响。
2026-07-16 quant-ph
Normal quantum channels and Markovian correlated two-qubit quantum errors
本文研究由正态分布随机幺正变换诱导的量子信道，证明单量子比特情形下不同分布可诱导相同信道，并利用 SU(2)⊗SU(2) 正态量子信道建模保持马尔可夫性的双量子比特相关错误，为量子错误层析、纠错和纠缠蒸馏提供新框架。
2023-07-25 quant-ph
The strong converse theorem for the product-state capacity of quantum channels with ergodic Markovian memory
建立通信信道的强逆定理证实了该信道的容量，即可靠信息通信的最大可达速率，是该信道上通信的最终极限。实际上，信道的强逆定理指出，以高于信道容量的速率编码导致误差收敛到其最大值1，并且在通信速率和解码误差之间没有折衷。本文证明了具有遍历马尔可夫关联记忆的量子信道的积态容量的强逆定理成立。
2016-08-26 quant-ph
Non-Markovian quantum thermometry
量子技术和热力学的迅速发展，对微观物质的温度在量子水平上的精确控制和测量提出了要求。人们提出了许多量子测温方案。然而，精确测量低温仍然具有挑战性，因为所获得的感测误差通常倾向于随着温度的降低而发散。利用连续变量系统作为温度计，我们提出了非马尔可夫量子测温法来测量量子库的温度。发现了一种使传感误差$δT$与温度$T$成比例的机制，即在全温区，$T$为朗道界$δT\simeq T$。我们的分析表明，这是量子临界的总温度计水库系统，导致这种增强的灵敏度。该结果有效地避免了误差发散问题，为精确测量量子系统的低温提供了一种有效的方法。
2022-03-30 quant-ph
Non-Markovianity as a Resource for Quantum Technologies
量子技术依赖于沿着量子信道相干地操纵、处理和传输以量子态编码的信息的能力。由环境引起的退相干引入了错误，从而限制了任何量子增强协议或设备的效率。噪声量子信道传输量子（经典）信息的能力的基本界限由其量子（经典）容量给出。通常，量子信道越长，引入的误差越多，因此其容量越差。在这封信中，我们表明，对于非马尔可夫量子信道，这并不总是正确的：令人惊讶的是，较长信道的容量可以大于较短信道的容量。我们介绍了一个一般的理论框架，将非马尔可夫性与量子信道的容量联系起来，并全面展示了如何利用非马尔可夫性来提高量子信息处理和通信的效率。
2013-01-11 quant-ph
A gauge-invariant theory of small Markovian errors in quantum gate sets
Quantum Performance Laboratory, Sandia National Laboratories（桑迪亚国家实验室量子性能实验室）；Department of Physics and Astronomy, Quantum New Mexico Institute, University of New Mexico（新墨西哥大学量子新墨西哥学院物理与天文学系）；IonQ
该研究针对量子门集缺乏良好规范不变参数化的问题，提出了门集中小马尔可夫误差的微扰规范不变参数化方法，构建了一阶规范不变性质的向量空间，可用于参数化无规范自由度的门集并提取近似规范不变的误差度量。
2026-08-18 quant-ph
Collision models can efficiently simulate any multipartite Markovian quantum dynamics
我们介绍了多体碰撞模型，定义在子系统和附属物之间的基本相互作用，并表明它可以模拟任何多体开放量子系统的马尔可夫动力学。我们开发了一种方法来估计任何重复的相互作用模型的分析误差界，我们用它来证明我们的计划的错误显示一个最佳的缩放。最后，我们提供了一个简单的多体碰撞模型分解成基本的量子门，并表明它是有效地模拟量子计算机根据耗散量子丘奇-图灵定理，即它需要多项式数量的资源。
2021-04-04 quant-ph
Realization of robust quantum noise characterization in the presence of coherent errors
本文提出重复序列测量方案以抑制相干误差，并在金刚石氮空位中心上实现对马尔可夫与非马尔可夫非相干噪声的鲁棒表征及更准确的$T_2^*$估计。
2024-01-24 quant-ph
Noise-adapted Quantum Error Correction for Non-Markovian Noise
Indian Institute of Technology Madras（马德拉斯印度理工学院）
针对非马尔可夫噪声，利用Petz恢复映射推广近似QEC条件，证明其即使在最大噪声下也能保护码空间，且优于标准稳定子码，并构造性能相近的马尔可夫Petz映射。
2024-11-14 math-ph math.MP quant-ph
Operational Markovianization in Randomized Benchmarking
本文证明动力学解耦和随机编译可在随机基准测试中实现操作马尔可夫化，从而在抑制非马尔可夫噪声的同时保证量子门保真度的可靠估计。
2024-04-30 quant-ph
Modelling non-Markovian noise in driven superconducting qubits
本研究开发了利用镜像伪恒等式的门序列来表征超导量子比特中的非马尔可夫噪声，并比较了三种模型，发现基于量子比特-TLS相互作用的模型能紧密捕捉实验行为，且相位误差随脉冲幅度二次方变化，适用于量子误差缓解与校正。
2023-06-22 quant-ph
Non-Markovian Noise Mitigation: Practical Implementation, Error Analysis, and the Role of Environment Spectral Properties
Department of Mathematics, The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学数学系）
本文提出非马尔可夫噪声缓解方法，扩展概率误差消除以处理非马尔可夫噪声，建立误差与采样开销同环境谱性质的联系，并通过自旋-玻色子模型验证其有效性。
2025-10-25 math-ph math.MP quant-ph
Dynamical quantum maps for single-qubit gates under universal non-Markovian noise
本文提出了一种仅需噪声功率谱密度作为输入的单量子比特门微观误差模型，该模型包含非Clifford和非马尔可夫贡献，其平均门误差分析估计比退极化模型更准确，可应用于动力学解耦和量子纠错等框架。
2024-07-31 quant-ph
Comments on "Fault-Tolerant Quantum Computation for Local Non-Markovian Noise"
在最近的论文中，Terhal和Burkard在非马尔可夫噪声的假设下导出了容错量子计算的阈值结果，并声称反驳了Alicki和Horodecki的反对意见。这篇文章的目的是说明，Terhal和Burkard使用的主要条件，虽然看起来很无辜，但隐含着每个量子门的概率误差极低的假设- p < 10^{-8}-10 ^{-12} -即马尔可夫噪声情况下预期阈值的平方。
2004-02-19 quant-ph
Experimental investigation of Markovian and non-Markovian channel addition
量子信道记忆效应的研究有助于发展开放量子系统的表征方法和量子纠错策略。存在两组主要的通道，对应于无记忆（马尔可夫）和有记忆（非马尔可夫）的系统动力学。有趣的是，这些集合具有非凸几何形状，允许人们通过添加无记忆通道来形成具有记忆的通道，反之亦然。在这里，我们实验研究这种非凸性的光子设置由一个单一的量子比特的马尔可夫和非马尔可夫信道的凸组合。我们使用可分性和可分性作为记忆效应分类的标准，以及相关的措施。我们的研究结果突出了一些实际的考虑，可能需要考虑到使用记忆的标准，研究系统动力学实验中的马尔可夫和非马尔可夫信道的增加。
2020-05-20 quant-ph
Tensor-network decoders for process tensor descriptions of non-Markovian noise
本文利用过程张量表示超越独立同分布的时空关联噪声，考察了两种典型量子纠错码在复杂噪声下的性能，构建了最大似然解码器，并提出基于张量网络近似的高效评估与解码方法。
2024-12-18 quant-ph
Non-Markovian memory in IBMQX4
我们在IBM的量子体验中测量和量化非马尔可夫效应。具体地说，我们通过表征以在它之前的门为条件的门的性能来分析门序列中的时间相关性。使用这种方法，我们估计（i）门的性能波动的大小，即，由于非马尔可夫性的错误;（ii）内存的长度;和（iii）内存的总大小。我们的研究结果强烈表明，存在非平凡的非马尔可夫效应在几乎所有的门在通用集。然而，根据我们的研究结果，我们讨论了通过充分考虑机器的非马尔可夫性质来实现更清洁计算的潜力。
2019-02-21 quant-ph
Analysis of Superradiance-Based Quantum Metrology under Independent Markovian Pure Dephasing
School of Fundamental Science and Technology, Keio University（庆应义塾大学基础理工学部）；Department of Electrical, Electronic, and Communication Engineering, Faculty of Advanced Science and Engineering, Chuo University（中央大学理工学府电气电子通信工程系）；Department of Physics, Simon Fraser University（西蒙菲莎大学物理系）；Center for Spintronics Research Network, Keio University（庆应义塾大学自旋电子学研究网络中心）
本文研究独立马尔可夫纯退相对利用N自旋系综超辐射的直流磁强计方案的影响，发现大N极限下该方案估计误差仅增常数因子，鲁棒性远优于GHZ态传感。
2026-08-05 quant-ph
Non-Markovian Noise in Symmetry-Preserving Quantum Dynamics
Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）；Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory（约翰斯·霍普金斯大学应用物理实验室）
本文提出基于根空间分解和滤波函数形式体系的框架，解析刻画非马尔可夫噪声对对称量子演化的影响，揭示对称保持噪声维持对称子空间而非对称噪声导致块对角泄漏误差，并通过伊辛模型和量子检错码数值验证。
2025-09-03 quant-ph
Fault-Tolerant Quantum Computation For Local Non-Markovian Noise
我们推导出了局部非马尔科夫噪声模型下容错量子计算的阈值结果。在我们的分析中，误差幅度的作用是由基本门时间t_0和系统与浴之间相互作用哈密顿量的谱宽的乘积来起作用的。我们讨论了我们的模型的扩展和我们的分析的适用性。
2004-10-11 quant-ph
Spectral Transfer Tensor Method for Non-Markovian Noise Characterization
随着量子器件质量的不断提高，对噪声量子过程进行更详细的分析变得越来越重要，如定量地描述非马尔可夫性。在这项工作中，我们提出了一个实验协议，称为光谱传输张量映射（SpecTTM），准确地预测RHP非马尔可夫测量的任何泡利通道没有状态准备和测量（SPAM）的错误。事实上，对于泡利通道，SpecTTM甚至可以重建量子比特的高精度噪声功率谱。最后，我们还讨论了SpecTTM如何通过泡利旋转在最优基上近似表征非泡利通道的非马尔可夫性。
2020-12-18 quant-ph
Hard decoding algorithm for optimizing thresholds under general Markovian noise
量子纠错有助于在量子计算和通信设置中保护量子系统免受噪声的影响。泡利信道可以有效地模拟和各种纠错码下的泡利错误率的阈值已经得到。然而，现实的量子系统可以经历与泡利噪声显著不同的噪声过程。在本文中，我们提出了一个有效的硬译码算法，用于优化门限和降低错误率的纠错码在一般的完全正和保迹（即，马尔可夫）噪声。我们使用我们的硬译码算法，研究各种非泡利噪声模型下的几个纠错码的性能，通过计算这些代码的阈值和故障率。我们比较我们的硬解码算法的性能解码器优化去极化噪声和阈值的改进和故障率降低了几个数量级。我们的硬解码算法也可以适应利用代码的非泡利横向门，以进一步抑制噪声。例如，我们证明了使用5量子比特代码的横向门可以完美地纠正围绕某些轴的任意旋转。此外，我们表明，泡利旋转可以增加或减少阈值取决于代码的属性。最后，我们表明，即使物理噪声模型略有不同，从假设的噪声模型用于确定一个优化的解码器，故障率仍然可以通过应用我们的硬解码算法降低。
2017-04-21 quant-ph
Adaptive Resummation of Markovian Quantum Dynamics
本文介绍一种方法来获得马尔可夫开放量子系统演化的解析近似。它是基于一个广义戴森系列的方式，即使在没有一个小参数的情况下，确保最佳收敛。这种方法的力量证明了两个基准的例子：一个自由粒子的空间检测和Landau-Zener问题中存在的失相。导出的近似是渐近精确的，并在整个参数范围内的每密耳水平上表现出误差。
2013-06-03 quant-ph
Non-Markovian memory in a measurement-based quantum computer
研究了非马尔可夫环境下基于测量的量子计算中单量子比特门的精确开放系统动力学。我们获得了平均门的解析解，并分析它的振幅阻尼和移相通道。我们表明，平均保真度是相同的X-门和Z-门，既不快速应用程序的投影测量必然意味着高的门保真度，也不缓慢的应用程序必然意味着低的门保真度。事实上，对于高度非马尔可夫环境，知道执行测量的最佳时间是至关重要的，因为在给定这种情况下，门保真度可能会发生巨大的变化。此外，我们表明，虽然对于振幅阻尼的知识的耗散映射是足够的，以确定最佳的测量时间，即最佳的时间，采取措施，同样的是不一定是真的相位阻尼。对于后者，测量集合的时间变得至关重要，因为一个量子位中的相位误差可以修复另一个量子位中发生的相位误差。
2020-05-21 quant-ph
Realizing Universal Non-Markovian Noise Suppression
Tsinghua University（清华大学）；Quantum Science Center of Guangdong-Hong Kong-Macao Greater Bay Area（粤港澳大湾区量子科学中心）；Southern University of Science and Technology（南方科技大学）
本文提出一种无需噪声校准的非马尔可夫噪声抑制方案，通过核自旋实验验证了其在单位元操作和非单位元通道中的有效性。
2025-11-25 quant-ph
Characterizing non-Markovian Quantum Process by Fast Bayesian Tomography
针对非马尔可夫误差表征难题，提出基于快速贝叶斯层析成像的双协议方案，配套软件栈、本征读出与热启动策略，可高效表征硅量子点双比特系统的非马尔可夫误差，助力容错量子计算实现。
2023-10-04 cond-mat.mes-hall quant-ph
Performance of rotation-symmetric bosonic codes in the presence of random telegraph noise
研究了连续变量系统中随机电报噪声对玻色模式的影响，发现旋转对称玻色（RSB）码在非马尔可夫噪声下表现出随码对称性线性增长的非马尔可夫性，且在同时存在损耗和退相位时仍能保持稳健的纠错性能。
2025-07-14 quant-ph
Emergent Non-Markovianity in Logical Qubit Dynamics
Sandia National Laboratories（桑迪亚国家实验室）；University of New Mexico（新墨西哥大学）
该研究探讨了逻辑量子位在量子纠错码下的非马尔可夫动力学，揭示了物理噪声马尔可夫性下逻辑门操作的非马尔可夫性来源，并提出了门集量子态层析技术的应用条件。
2026-02-19 quant-ph
Learning Non-Markovian Noise via Ensemble Optimal Control
Stevens Institute of Technology（史蒂文斯理工学院）
研究非马尔可夫量子开放系统参数估计，提出基于机器学习的优化控制方案，通过集合训练确定最优测量时间，提升精度并接近量子极限。
2026-04-18 quant-ph
Non-Markovian decoherence in the adiabatic quantum search algorithm
我们考虑一个绝热量子算法（Grover的搜索例程）弱耦合到一个相当一般的环境，即，不使用马尔可夫近似。马尔可夫错误通常需要高能量激发（水库），往往会破坏绝热量子算法的可扩展性。我们发现，在适当的条件下（如低温），低能量（即，非马尔可夫）模式的浴是最重要的。因此，绝热量子算法的可扩展性取决于环境的红外行为：与三维电磁场的合理小的耦合不会破坏缩放行为，而声子或局部自由度可能是有问题的。PACS：03.67.Pp，03.67.Lx，03.67.- a，03.65。
2006-08-15 quant-ph
Quantum error correction fails for Hamiltonian models
指出了现有的基于量子纠错的离散时间容错量子计算方案在连续时间哈密顿模型下即使存在马尔可夫噪声也是失效的。
2004-11-01 quant-ph
Concepts and conditions for error suppression through randomized compiling
随机编译通过将任意马尔可夫错误裁剪成随机泡利噪声来减少错误对量子计算机的影响。在这里，我们证明了随机编译也裁缝到本地随机泡利噪声的非马尔可夫错误和调查技术的局限性。我们通过分析和数值结果表明，随机编译改变错误在三个不同的有益的方式。首先，它通过破坏周期间的相干相关性来防止跨门周期的误差的相干积累（包括难以去除的串扰效应）。其次，它将单个门周期误差转换为泡利噪声。最后，随机编译降低了噪声设备固有的可变性。我们用IBM Quantum Experience平台证实了这些理论预测，并描述了实验数据，这些数据说明了公共设备的性能大幅提高。这些结果巩固了随机编译在近期和长期量子信息处理中的重要性。
2022-12-14 quant-ph
Convergence guarantees for discrete mode approximations to non-Markovian quantum baths
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）
非马尔可夫效应在固体物理、量子光学以及生物和化学系统研究中对开放量子系统的行为建模有重要意义。非马尔可夫环境通常由离散玻色子模式近似，从而将其映射到Lindbladian或Hamilton模拟问题。虽然这种模式的系统结构已经提出，所得到的近似缺乏严格和一般的收敛保证。在这封信中，我们表明，在一些物理动机的假设下，系统与环境的相互作用，有限时间动力学的非马尔可夫开放量子系统的计算与足够大的模式数是保证收敛到真正的结果。此外，我们表明，这种近似误差通常下降多项式模式的数量。我们的研究结果借给严谨的经典和量子算法近似非马尔可夫动力学。
2021-11-12 quant-ph
Single Qubit Error Mitigation by Simulating Non-Markovian Dynamics
本文提出一种通过模拟非马尔可夫动力学来缓解单量子比特错误的方法，仅需一个辅助量子比特和少量量子门，并在IBM量子处理器上验证了恢复Lindblad演化初始状态的能力。
2023-03-06 cond-mat.mes-hall quant-ph
Gaussian error correction of quantum states in a correlated noisy channel
噪声是实现容错量子信息处理和长距离保密通信的主要障碍。在这项工作中，我们提出了一个通信协议依赖于简单的线性光学，最佳地保护量子态从非马尔可夫或相关的噪声。我们通过实验实现了该协议，并证明了在极端噪声信道中对相干态和纠缠态的接近理想的保护。由于所有现实生活中的信道都表现出明显的非马尔可夫行为，所提出的协议将在提高各种量子信息协议的性能方面产生直接影响。
2013-12-10 quant-ph
Continuous-time quantum error correction
连续时间量子纠错（CTQEC）是一种保护量子信息免受噪声影响的方法，其中噪声和纠错操作都被视为在时间上连续的过程。本章从子系统原理的角度研究了基于连续弱测量和反馈的CTQEC。子系统原理指出，受保护的量子信息包含在希尔伯特空间的子系统中。我们研究如何处理构建CTQEC协议的问题，通过查看系统的状态在编码的基础上，其中包含受保护的信息的子系统是明确的演变。这种观点使我们能够将问题简化为保护已知状态的问题，并从保护单个量子位的协议中设计CTQEC程序。我们展示了如何以前研究的CTQEC计划与直接和间接反馈可以通过弱测量和弱酉操作的单个量子位的保护策略。我们还回顾了CTQEC的性能直接反馈的情况下，马尔可夫和非马尔可夫的退相干，我们已经表明，由于芝诺制度的存在，在非马尔可夫动力学，CTQEC的性能可以表现出二次改善，如果时间分辨率的弱纠错操作是足够高，以揭示非马尔可夫字符的噪声过程。
2013-12-01 quant-ph
