Error-correcting one-way quantum computation with global entangling gates
我们提出了一种单向量子计算（1WQC）的方法，可以通过将驻留在物理量子位上的逻辑信息编码为五量子位纠错码状态来补偿单量子位错误。一个逻辑的两量子比特簇态是编码的量子隐形传态的基本资源，然后描述了一个图状态包含10个顶点与常数度7。包含纠错的通用1WQC只需要这个逻辑两量子位状态和逻辑四量子位线性簇状态的多个副本，这些副本只在使用之前准备，以最大限度地减少错误的积累。我们建议如何实现这种方法在系统的特点是量子比特在规则的二维晶格的纠缠门一般是全球性的操作，如原子在光晶格，量子点，或超导量子比特。
2009-08-05 quant-ph
Experimental implementation of encoded logical qubit operations in a perfect quantum error correcting code
大规模通用量子计算需要实现量子纠错（QEC）。虽然QEC的实现已经被证明用于量子存储器，但可靠的量子计算还需要将非平凡的逻辑门操作应用于编码的量子位。在这里，我们通过除了恒等操作之外还实现对在五量子比特系统中编码的逻辑量子比特的NOT和Hadamard门来呈现这样的操作的示例，该五量子比特系统允许校正任意单个量子比特错误。我们执行编码门操作的量子过程层析成像，展示了所有可能的单量子位错误的成功校正，并测量编码逻辑门操作的保真度。
2012-08-23 quant-ph
Measuring and correcting nanosecond pulse distortions in quantum-dot spin qubits
University of Rochester（罗切斯特大学）；University of Rochester Center for Coherence and Quantum Science（罗切斯特大学相干与量子科学中心）
本研究提出了一种用于量子点自旋量子比特中纳秒脉冲失真的测量与校正方法，通过数字预失真滤波器提高控制保真度。
2026-09-15 cond-mat.mes-hall quant-ph
Efficient one- and two-qubit pulsed gates for an oscillator stabilized Josephson qubit
我们提出了理论方案，用于执行高保真的一个和两个量子比特的脉冲门的超导通量量子比特。“IBM量子比特”由三个约瑟夫森结、三个回路和一条超导传输线组成。假设一个固定的电感量子位-量子位耦合，我们表明，有效的量子位-量子位相互作用是可调的，通过改变施加的通量，可以忽略不计，允许一个执行高保真单量子位门。我们的方案是量身定制的，以减轻由于1/f噪声的错误;我们发现，由于这个源，只有1%的保真度损失的门，脉冲时间在20- 30 ns的范围内为一个量子位门（Z旋转，阿达玛），和60 ns的两个量子位门（受控Z）。我们的弛豫和失相时间估计表明，从这个来源的保真度相当的损失。泄漏控制在我们的整形脉冲设计中起着重要作用，防止脉冲时间缩短。然而，我们已经发现，量子相位控制的不精确性在我们的门的保真度的限制中起着主要作用。
2008-03-19 cond-mat.supr-con quant-ph
Realizing an $n$-target-qubit controlled phase gate in cavity QED: An approach without classical pulses
提出了一种利用腔QED中的原子实现多量子比特受控相位门的方法，即一个量子比特同时控制$n$目标量子比特。在该方案中，在整个门操作期间不需要使用经典脉冲。选通操作时间仅按$\sqrt{n}$缩放，因此与一次一个地发送原子通过腔相比，选通可以更快地执行。此外，实现该$n$ -目标-量子位控制相位门仅需要三个操作步骤。该方案具有很强的普适性，可以应用于其他物理系统，如耦合到谐振腔的超导量子比特、耦合到微球腔的NV中心或腔QED中的量子点。
2012-12-13 cond-mat.supr-con quant-ph
Self-correcting GKP qubit and gates in a driven-dissipative circuit
本文提出在驱动耗散电路中利用高阻抗LC电路与可控开关实现自校正GKP量子比特，通过电阻耗散纠错实现相干时间指数级增强，并支持鲁棒的Clifford门、读出初始化及magic T门。
2025-04-10 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum Circuit Engineering for Correcting Coherent Noise
当量子位或门被单独校准或基准化时，串扰和几个操作干扰源是不可见的。这些在同时将纠缠门应用于多个量子比特的完整量子线路的执行期间被解锁。超导交叉谐振CNOT门上的不需要的Z-Z耦合是一种常见的幺正串扰噪声，严重限制了状态保真度。这项工作提出了（1）跟踪酉错误的方法，该方法利用它们对电路中CNOT门的排列的敏感性，以及（2）通过插入精心选择的补偿门（单或双量子位）来修改原始电路的校正方案，以可能消除酉错误。在提供量子卷8和32的两种截然不同类型的IBMQ处理器上，我们的实验结果显示，[[7，1，3]]代码的失真度降低了25| +> state.我们的实验积极部署强制换向的CNOT门，以获得低噪声状态准备电路。以更少的幺正错误初始化的编码状态标志着成功演示容错量子计算机的重要一步。
2021-09-08 cs.ET quant-ph
High-fidelity two-qubit gates with transmon qubits using bipolar flux pulses and tunable couplers
Bauman Moscow State Technical University（鲍曼莫斯科国立技术大学）；Dukhov Automatics Research Institute (VNIIA)（杜霍夫自动控制系统科学研究院）
研究利用超导跨导量子比特及控制脉冲传输协议，结合可调耦合器设计与双极磁通脉冲，实现高保真双量子比特门，兼具多种优点，经数值模拟和实验验证了方案在多比特量子处理器上的可扩展性及低误差。
2026-07-20 cond-mat.supr-con quant-ph
High-fidelity two-qubit gates via dynamical decoupling of local 1/f noise at optimal point
我们研究了通过局部1/f噪声的动态解耦（DD）来补充单个量子比特的最佳调谐，从而实现高保真通用双量子比特门的可能性。我们认为同时在门操作期间应用的本地脉冲序列，并比较周期性的，卡尔-珀塞尔和Uhrig DD与硬$π$ -脉冲沿两个方向（$π_{z/y}$脉冲）的效率。我们提出了分析微扰结果（马格努斯展开）在准静态噪声近似结合现实的1/f噪声谱的数值模拟。门效率作为门持续时间，脉冲的数量$n$，和高频滚降的函数进行了研究。我们发现，门误差是非单调的$n$，减少$n^{-α}$的渐近极限，$α\geq 2$依赖于DD序列。在这个极限下，$π_z$ -Urhig是准静态1/f噪声最有效的方案，但它对软UV截止非常敏感。对于少量脉冲，$π_z$控制产生反Zeno行为，而$π_y$脉冲使有限$n$的误差最小化。对于超导量子比特中的电流噪声系数，可以实现满足容错量子计算要求的两量子比特门误差$\sim 10^{-6}$。Carr-Purcell-Meiboom-Gill序列是最有效的程序，对于UV截止高达千兆赫兹的$1/f$噪声稳定。
2016-05-20 cond-mat.supr-con quant-ph
Fault-tolerant logical gates in quantum error-correcting codes
最近，Bravyi和König已经证明，在容错可实现的逻辑门和稳定器代码的几何局部性之间存在权衡。他们认为局部保持操作是由一个恒定的深度几何本地电路，从而容错的建设。特别是，他们表明，对于D空间维度的局部稳定器代码，局部保持门被限制为一组酉门，称为Clifford层次结构的第D层。在本文中，我们阐述了这一想法，并提供了几个扩展和应用，他们的特点在各个方向。首先，我们提出了一个新的自校正量子存储器的no-go定理。也就是说，我们证明了一个三维稳定哈密顿与局部保持实施的非克利福德门不能有宏观能垒。其次，证明了具有非平凡局部保持m级Clifford逻辑门的D维局部稳定子码的码距离上界为$O(L^{D+1-m})$ .对于具有非Clifford门（m>2）的码，这改进了Bravyi和Terhal先前的最佳界。第三，证明了具有非平凡横截m级Clifford逻辑门的码的量子比特损失阈值的上界为1/m。因此，不可能存在具有在Clifford层级的增加层级中的横向门的容错码家族。这个结果适用于任意稳定器和子系统代码，并不限于几何本地代码。第四，我们将Bravyi和König的结果推广到子系统码。一个技术上的困难是，与稳定器代码不同，所谓的联合引理不适用于子系统代码。通过假设子系统代码中存在错误阈值，避免了这个问题，并恢复了与Bravyi-König相同的结论。
2014-08-07 cond-mat.str-el quant-ph
Geometric Quantum Gates, Composite Pulses, and Trotter-Suzuki Formulas
我们证明，所有的几何量子门（简称GQG），这是量子门只有几何相位，是强大的控制场强误差。作为这种观察的例子，我们展示了（1）如何在NMR中构建稳健的复合rf脉冲，以及（2）基于Trotter-Suzuki公式的复合rf脉冲是GQG。
2010-09-13 quant-ph
Fast gates for ion traps by splitting laser pulses
我们提出了一种快速相位门方案，实验上可以实现，并具有操作时间超过两个数量级的速度比目前的实验方案，为低数量的脉冲。门控时间随着脉冲数量的增加而改善，遵循逆幂律。不像实施方案，激发精确的运动边带，从而限制门的时间尺度，我们的计划激发多个运动状态使用离散的超快脉冲。我们使用分束器将脉冲分成更小的分量，以克服由于有限的激光脉冲重复率的限制。当我们优化实际设置时，这提供了比所提出的理论方案更快的门时间。
2013-04-09 quant-ph
Optimized pulse shapes for a resonator-induced phase gate
共振诱导相位门是一种用于固定频率超导量子比特的多量子比特受控相位门。通过总线谐振器的非谐振驱动，静态耦合的量子比特获得状态依赖的相位。然而，光子损失导致门期间的退相，并且在门之后谐振器和量子比特之间的任何残余纠缠导致退相干。在这里，我们考虑如何整形驱动脉冲以最小化这些不必要的影响。首先，我们回顾了门的纠缠和退相率如何依赖于系统参数，并验证了封闭形式的解决方案对直接数值解的主方程。接下来，我们提出了样条脉冲形状，减少剩余量子位总线纠缠，对谐振器位移的不精确知识具有鲁棒性，并且可以通过使用更高次的多项式来缩短。最后，我们提出了一个程序，优化的脉冲的子空间，离开谐振器未填充。这找到了进一步减少栅极持续时间的成形驱动脉冲。假设现实的参数，我们展示了成形脉冲，有可能实现~212 ns样条脉冲门和~120 ns优化门与~ 6 e-4平均门失真。这些例子并不代表门的基本限制，原则上甚至更短的门也是可以实现的。
2015-04-06 quant-ph
Realization of Fredkin Gate by Three Transition Pulses in NMR Quantum Information Processor
三量子位条件交换门（Fredkin gate）是一种通用门，可用于创建任何逻辑电路，并且有许多直接用途。本文在丙氨酸溶液中实验实现了只有三个跃迁脉冲的Fredkin门。目前还没有用较少的脉冲实现Fredkin门的实验报道。此外，我们的方案结构简单，易于在实验中实现。
2002-04-19 quant-ph
Analytic solutions for quantum logic gates and modeling pulse errors in a quantum computer with a Heisenberg interaction
我们分析和数值计算量子逻辑门在一维自旋链海森堡相互作用。针对基于逻辑量子比特的量子计算机，给出了基本单量子比特门和交换门的解析解。我们计算了实现量子逻辑门的不完美脉冲所引起的误差。数值计算表明，概率误差与$ε^4$成正比，相位误差与$ε$成正比，其中$ε$是与理想脉冲宽度的特征偏差。
2003-11-21 quant-ph
Efficient composite pulse sequences for arbitrarily accurate z-axis rotation gates
提出了多种复合$π$ -脉冲序列，用于实现广泛应用于量子信息处理（QIP）场景中的鲁棒z轴旋转门，并讨论了它们对脉冲强度误差（PSE）和非共振误差（ORE）的容错性，即，NMR系统中的两种典型系统误差。与现有的复合门相比，我们设计的复合脉冲具有更高的门保真度和更短的序列时间成本。此外，这样的短脉冲序列一般化的简单的解析公式，可以抑制这些错误的任何所需的顺序，同时与线性长度缩放，表示一个有效的建设，他们与任意精度。
2019-10-02 quant-ph
Correcting on-chip distortion of control pulses with silicon spin qubits
针对硅自旋量子比特控制脉冲的片上失真问题，本文提出两种校准方法（粗预失真与全预失真），以交换振荡均匀性为度量，实现任意控制波形的精确传递，提升门保真度。
2023-09-18 cond-mat.mes-hall quant-ph
Thermodynamic analysis of quantum error correcting engines
量子纠错码可以以一种与经历奥托循环的量子热机惊人相似的方式铸造。在本文中，我们进一步加强这种联系进行了全面评估的热力学性质的4冲程运营商为基础的纠错码。这包括一个表达式的熵生产的周期，其中，我们表明，包含明确的贡献，来自不同来源的不可逆性。为了说明我们的结果，我们研究了非常适合非相干态的经典3量子位纠错码和能够处理完全量子态的9量子位Shor码。我们表明，与校正门相关的工作成本与错误所引入的热量直接相关。此外，与编码/解码量子信息相关联的工作成本总是正的，这是与由噪声引入的固有不可逆性有关的事实。最后，我们发现，纠正相干（从而真正的量子）部分的量子态引入了实质性的修改相关的阿达玛门所需的编码和解码相干。
2019-11-14 quant-ph
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。
2012-11-09 quant-ph
Composite pulses in NMR as non-adiabatic geometric quantum gates
我们证明了在核磁共振实验中广泛使用的一些复合脉冲可以看作是具有Aharanov-Anandan相的非绝热几何量子门。因此，我们揭示了一个基本的量子力学的复合脉冲的传统技术背后的问题的存在。为了研究这种复合脉冲对波动的鲁棒性，我们提出了一个实用的噪声模型在一个两能级系统。然后，我们发现，即使在一个特定类型的起伏的复合脉冲具有纯粹的几何性质。
2009-08-07 quant-ph
Optimization of Controlled-Z Gate with Data-Driven Gradient Ascent Pulse Engineering in a Superconducting Qubit System
采用两种不同的数据驱动梯度上升脉冲工程（GRAPE）方案，分别以优化门算子和输出量子态为目标，实现了双量子比特控制Z（CZ）门的实验优化.对于两种GRAPE协议，梯度的关键计算利用输入Z控制脉冲和实验测量的混合信息。在平顶波形中的不完美的初始脉冲下，我们的实验实现表明，CZ门得到了快速改善，并且受到两个优化脉冲的门的正确率在99%左右。我们的实验研究证实了数据驱动的GRAPE协议在门优化问题中的适用性。
2021-04-24 quant-ph
From virtual Z gates to virtual Z pulses
本文将虚拟Z门理论扩展至脉冲层面，提出了平台无关的虚拟Z脉冲理论框架，证明其能在以往不支持虚拟Z门的硬件上使用，并拓宽了原生哈密顿量模拟与变分量子算法的表达能力。
2025-09-16 quant-ph
Robust pulses for high fidelity non-adiabatic geometric gate operations in an off-resonant three-level system
提出了一种在共振三能级系统中设计脉冲的方法，以增强非绝热几何门操作的鲁棒性。通过优化脉冲包络的形状，我们表明，门操作是更强大的频率失谐比他们与高斯和方形脉冲。我们的方法提供了一种方法来设计脉冲，可以采用在系统中的鲁棒性对频率变化或非均匀加宽是必需的，并可以扩展到确保对其他物理缺陷，如强度波动和随机噪声的鲁棒性。
2019-03-21 quant-ph
Benchmarking quantum error-correcting codes on quasi-linear and central-spin processors
我们评估小的纠错码的性能，我们定制的硬件平台非常不同的连接性和一致性：在超导处理器的基础上transmon量子位和自旋电子量子寄存器组成的氮空位中心的钻石。考虑到硬件特定的错误和连接，我们调查的依赖关系，所产生的逻辑错误率的平台功能，如本地门，本地连接，门时间，和一致性时间。使用给定硬件参数化的标准误差模型，当在超导量子设备上运行代码时，我们模拟性能并将这些预测与实验结果进行基准测试。结果表明，对于小程序，超导装置的准线性布局是有利的。然而，对于涉及多量子比特控制操作的代码，色心的中心自旋连接性使得错误率更低。
2022-07-13 quant-ph
Robust control of a NOT gate by composite pulses
我们提出了一个通用的程序来实现一个非门的复合脉冲对偏移量的不确定性和控制字段的变化鲁棒。我们在这个双参数空间中定义了不同程度的鲁棒性，即沿着一个、两个或所有方向。我们证明了复合脉冲的相位满足一个非线性系统，并且可以用解析或数值方法计算。
2020-01-15 quant-ph
Pulse family optimization for parametrized quantum gates using spectral clustering
本文提出用谱聚类将优化得到的高保真参数化量子门脉冲划分为不同解族，并仅在族内插值，从而保证中间参数门的高保真度，并在噪声条件下对里德伯和猫量子比特通用门集进行了验证。
2024-07-31 quant-ph
Continuous groups of transversal gates for quantum error correcting codes from finite clock reference frames
在介绍了参考系纠错的任务之后，我们展示了如何通过使用与时钟的参考系对齐，将连续的阿贝尔横向逻辑门组添加到任何纠错码中。有了这一点，我们进一步探讨了一种方法来规避不去定理的Eastin和Knill，其中规定，如果本地错误是可纠正的，该组的横向门必须是有限的顺序。我们能够通过在解码过程中引入一个小的错误来做到这一点，该错误随着所使用的帧的维度而减小。此外，我们还证明了这种误差的大小与量子钟的精确度之间存在直接的关系：时钟越精确，误差就越小;如果时间可以在量子力学中完美测量，那么不通过定理就会被违反。在参考系和误差模型的情况下，研究了误差的渐近缩放。该计划还扩展到错误在未知的位置，我们展示了如何实现这一点，通过简单的多数表决相关的纠错方案的参考系。在展望中，我们讨论了我们的结果与AdS/CFT对应和Page-Wooters机制。
2020-03-19 math-ph math.MP quant-ph
Ultra-fast two-qubit ion gate using sequences of resonant pulses
我们提出了一个新的协议，实现超快的双量子位相位门与捕获离子使用自旋相关的踢引起的共振跃迁。通过仅优化脉冲训练序列中的到达时间的分配，以比捕获振荡周期$T<2π/ω$快的时间实现门。这样的门使我们能够增加可以在离子量子比特的相干时间内完成的门操作的数量，这有利于可扩展量子计算机的发展。
2020-07-01 quant-ph
Two-Qubit Pulse Gate for the Three-Electron Double Quantum Dot Qubit
栅控双量子点的三电子结构为量子信息处理提供了一种很有前途的量子比特。我提出了一个两量子比特纠缠门使用脉冲门控操作程序。高保真纠缠操作的要求相当于已成功实现的脉冲选通单量子位操作的要求。这种双量子比特门完成了三电子双点量子比特的全脉冲门控操作的通用集合，并为实现量子计算的可扩展设置铺平了道路。
2015-01-22 cond-mat.mes-hall quant-ph
Compiling Arbitrary Single-Qubit Gates Via the Phase-Shifts of Microwave Pulses
本研究提出利用微波脉冲相移的超导处理器任意单量子比特门编译方案，仅需校准两种脉冲，在fluxonium上实现最优保真度，另提出两种方案并证明虚拟Z门可扩展为任意轴虚拟门，适用于所有支持虚拟Z的平台。
2025-08-04 quant-ph
Pulsed force sequences for fast phase-insensitive quantum gates in trapped ions
我们展示了如何创建任意速度之间的被困离子的量子门，使用激光行走波，与完全不敏感的光学相位漂移，只需要冷却到兰姆-迪克制度。我们提出的脉冲序列，满足要求，很容易在实验室中产生。
2013-12-19 quant-ph
Quantum gates implementations in the separated ion-traps by fast laser pulses
提出了一种在被单独囚禁的离子之间实现通用量子门的方法。代替用于操纵离子-离子耦合的典型绝热操作，这里通过使用快速激光脉冲非绝热地实现离子之间的可切换耦合。因此，离子之间所需的量子门可以通过仅使用一系列激光脉冲来实现。该方案可以方便地推广到具有可伸缩离子阱的量子计算中。
2012-11-27 quant-ph
Suppressing decoherence of quantum algorithms by jump codes
在实际非理想条件下，研究了跳变码的稳定性。为此目的，帐篷映射的量子算法被分解成一个通用的一组哈密顿量子门，确保完美的校正自发衰变过程在理想的情况下，即使它们发生在门操作。本文提出了一种纠缠门，它能使任意两个不同纠错码空间的逻辑量子比特纠缠在一起。在此门的帮助下，影响不同码空间的物理量子比特的同时自发衰变过程可以被校正，并且退相干可以被显著抑制。
2005-06-05 quant-ph
Implementation of Conditional Phase Shift gate for Quantum Information Processing by NMR, using Transition-selective pulses
在核磁共振（NMR）领域，量子信息处理的实验实现已经很好地建立。条件相移门的实现是一个重要的步骤，它导致了Grover搜索算法和量子傅里叶变换等重要算法的实现。该门已在核磁共振中用耦合演化方法实现。我们在这里演示的条件相移门使用过渡选择脉冲的实施。作为门的一个应用，我们演示了Grover的搜索算法和量子傅里叶变换的模拟和实验使用过渡选择脉冲。
2003-11-16 quant-ph
High-fidelity error-resilient composite phase gates
我们提出了一种方法来构建高保真度的量子相位门，这是不敏感的各种实验参数的误差。相位门由一对两个连续的宽带复合脉冲组成，它们之间具有相位差$π+α/2$，其中$α$是期望的门相位。通过使用补偿脉冲面积、频率失谐或面积和失谐中的系统误差的复合脉冲，我们由此构造补偿相同参数中的误差的复合相位门。特别令人感兴趣的是使用最近发现的通用复合脉冲的相位门，其补偿驱动场的任何参数中的系统误差，其保持演化厄米（例如，脉冲幅度和持续时间、脉冲形状、频率失谐、斯塔克位移、剩余频率啁啾等。
2014-09-23 quant-ph
Broadband Geodesic Pulses for Three Spin Systems: Time-Optimal Realization of Effective Trilinear Coupling Terms and Indirect SWAP Gates
宽带实现的时间最优测地线脉冲元素的有效创建的有效三线性耦合项的自旋系统由三个弱耦合自旋1/2。基于这些脉冲元素，间接SWAP操作的时间最佳实施的实验证明。基于宽带测地序列的间接SWAP门的持续时间比传统方法减少了42.3%。
2003-05-08 quant-ph
Implementing a neutral-atom controlled-phase gate with a single Rydberg pulse
人们可以通过利用里德堡封锁来实现快速的两量子比特纠缠门。虽然已经提出了各种理论方案，但由于实验的限制，实验人员还没有能够证明高保真度的双原子门。我们提出了一种新的方案，它只使用一个单一的里德堡脉冲照射两个原子，中性原子控制相位门的建设。与现有的方案相比，我们的方法更容易实现，既不需要单独寻址原子，也不需要绝热过程。利用基于实际实验场景估计的参数，可以实现高于0.99的门保真度。
2016-02-24 quant-ph
SPulseGen: Succinct pulse generator architecture maximizing gate fidelity for superconducting quantum computers
本文提出SPulseGen，一种高性价比的射频脉冲发生器架构，通过将电路和波形简化为成本感知的方波脉冲并优化波形，在大幅降低存储和模拟电路要求的同时，实现了与理想射频脉冲相当的门保真度，消除了可扩展量子计算机的AWG障碍。
2024-01-09 quant-ph
Ion-Trap Chip Architecture Optimized for Implementation of Quantum Error-Correcting Code
Seoul National University（首尔大学）
本文提出一种可扩展的离子阱量子计算架构，通过正交量子比特连接实现高效量子纠错。利用专用软件工具评估了该架构在二维彩色码中的性能，结果表明增加码距可显著降低逻辑双量子比特门错误概率，达到10^-8水平，验证了该架构的可行性和可扩展性。
2026-03-18 quant-ph
Stability thresholds and calculation techniques for fast entangling gates on trapped ions
已经提出了用于捕获离子的快速纠缠门，其比当前实现方式快几个数量级。我们在这里提出了一个详细的分析，在执行一个成功的快速门所涉及的挑战。我们表明，RWA是一个稳定的近似脉冲数：时间尺度上，我们可以忽略在原子频率旋转的条款是可以忽略不计的影响，在快速门的脉冲数。与此相反，我们表明，激光脉冲不稳定性引起的脉冲数依赖的效果，快速门失真与所施加的不完美的脉冲的数量。使用这里提出的降维方法，我们找到了实现两个量子位门保真度阈值所需的脉冲稳定性的界限。
2016-01-13 quant-ph
Pulsed Dynamical Decoupling for Fast and Robust Two-Qubit Gates on Trapped Ions
我们提出了一种脉冲动态解耦协议，作为两个微波驱动的囚禁离子超精细量子比特之间的可调，快速，鲁棒的量子相位门的发生器。该协议由一系列$π$脉冲组成，这些脉冲作用于沿外部施加的磁场梯度定向的离子。与现有方法相比，在我们的设计中，离子链的两种振动模式在外部微波驱动的影响下合作，以实现显着提高门速度。我们的计划是强大的对占主导地位的噪声源，这是错误的磁场和微波脉冲强度，以及运动加热，预测两个量子比特门以上的$99.9\%$在几十微秒的结晶度。
2018-05-09 quant-ph
Programmable Rapid Adiabatic Passage laser pulses for Ultra-fast Gates on trapped ions
University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；Department of Physics, University of Colorado（科罗拉多大学物理系）
提出利用连续波激光调制的快速绝热通道脉冲替代锁模激光，实现自旋相关踢动，抑制光强波动敏感性，构建鲁棒纠缠门并优化门性能。
2026-06-23 quant-ph
Time-Efficient Qudit Gates through Incremental Pulse Re-seeding
本文提出增量脉冲重播种方法，通过迭代优化为广义d态qudits合成最短控制脉冲，发现Hilbert空间维度与门持续时间呈近线性关系，证明qudit操作比预期更高效，可显著提升当前量子硬件的计算能力。
2024-02-27 quant-ph
Pulse-controlled quantum gate sequences on a strongly coupled qubit chain
我们提出了一个选择性的动态解耦方案上的永久耦合的量子位链与XX型相互作用，这是能够动态抑制链中的任何耦合，通过施加序列的本地脉冲的个人量子位。我们证明，高保真的单和双量子位门可以通过这个过程来实现，并且可以通过单独的脉冲控制来实现门的序列。我们讨论了我们的模型的适用性和物理限制，特别是强耦合超导磁通量子比特。由于动态修改通量量子位之间的耦合具有挑战性，因此它们是我们方法的自然候选者。
2015-10-16 quant-ph
Two-qubit quantum gates with minimal pulse sequences
本文提出用单脉冲或双脉冲序列实现近距离囚禁原子的纠缠门，利用丢番图方程近似解优化参数，并分析保真度误差来源，双脉冲序列可提升保真度。
2023-10-18 quant-ph
Methods and Results for Quantum Optimal Pulse Control on Superconducting Qubit Systems
现有的噪声中尺度量子器件（Noisy Intermediate-Scale Quantum，NISQ）由于与环境相互作用而产生的噪声影响了量子门的保真度，从而限制了NISQ器件的有效使用。在transmon量子比特系统中，量子门保真度可以通过施加可以使环境噪声的影响最小化的控制脉冲来改善。在这项工作中，我们采用物理指导的量子最优控制策略，设计最优脉冲驱动超导量子比特系统上的量子门。我们通过使用OpenPulse API在IBM Q硬件上进行实验来测试我们的结果。我们比较了我们的脉冲优化的量子门与默认的量子门的性能，并表明优化的脉冲提高了量子门的保真度，特别是单量子比特门。我们讨论了我们在工作中遇到的挑战，并指出未来可能的改进。
2022-09-02 quant-ph
Pulse-induced acoustoelectric vibrations in surface-gated GaAs-based quantum devices
我们提出了一个数值研究的结果，它显示了激励的声电模式的振动在GaAs基异质结构由于尖锐的纳秒级电场脉冲施加在表面栅极。特别是，我们表明，施加在量子信息处理应用中的脉冲能够激发声电振动模式，包括表面声模式，传播的距离大于传统的设备尺寸。我们表明，脉冲引起的声电振动能够引起显着的不希望的扰动量子系统的演化。
2007-03-22 quant-ph
Continuous quantum gate sets and pulse class meta-optimization
减少量子线路的电路深度是实现量子技术的关键瓶颈。该深度与已经合成的可用量子门的数量成反比。此外，量子门综合和控制问题表现出广泛的外部参数依赖性，物理和应用特定的。在这篇文章中，我们解决的可能性，学习家庭的最佳控制脉冲，自适应地依赖于各种参数，以获得一个全球性的最佳映射从空间的潜在参数值的控制空间，因此连续类的门。我们提出的方法进行了测试，不同的实验相关的量子门，并证明能够产生高保真脉冲，即使在存在多个变量或不确定的参数范围很广。
2022-12-13 quant-ph
Pulse Design of Baseband Flux Control for Adiabatic Controlled-Phase Gates in Superconducting Circuits
本文针对超导量子计算机中易出错的二比特门瓶颈，研究了绝热受控相位门的实现，将其控制轨迹设计表述为脉冲设计问题，并在模拟中证明基于 Chebyshev 的轨迹较 Slepian 轨迹能将门非保真度平均降低 23.3%。
2025-05-29 quant-ph
High-fidelity Rydberg-blockade entangling gate using shaped, analytic pulses
我们表明，使用整形脉冲提高了里德堡封锁两个量子比特纠缠门的保真度几个数量级相比，以前的协议的基础上方脉冲或最佳控制脉冲。使用分析导数去除绝热门（DRAG）脉冲，减少激发的主要泄漏状态和分析方法，找到最佳的里德伯封锁，我们产生贝尔态的保真度$F>0.9999$在300 K的环境中的门时间只有$50\;{\rm ns}$，这是一个数量级比以前的协议更快。这些结果建立了可扩展的量子计算与里德堡封锁门的中性原子量子比特的潜力。
2016-09-07 physics.atom-ph quant-ph
Non-Abelian Self-Correcting Quantum Memory and Transversal Non-Clifford Gate beyond the $n^{1/3}$ Distance Barrier
Mani L. Bhaumik Institute for Theoretical Physics（马尼·L·巴乌米克理论物理研究所）；King’s College London（伦敦国王学院）；University of Maryland, College Park（马里兰大学帕克分校）；Institute for Advanced Study（普林斯顿高等研究院）；IBM Quantum, IBM T.J. Watson Research Center（IBM量子，IBM托马斯·J·沃森研究中心）
本研究提出了一种非阿贝尔自纠正量子记忆，通过非泡利稳定器码和高维杯积实现超越传统距离障碍的拓扑量子计算
2025-12-07 cond-mat.str-el hep-th math.QA
Linear-Time Encodable and Decodable Quantum Error-Correcting Codes
Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；Hon Hai (Foxconn) Research Institute（鸿海（富士康）研究院）；University of California at San Diego（加州大学圣地亚哥分校）；CSAIL, Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院计算机科学与人工智能实验室）
构造了渐近好量子码，其编码和解码可由对数深度、线性门数的量子电路实现，经典解码也使用对数深度和O(n log n)门数。
2026-06-24 quant-ph
Dynamic Generation of Topologically Protected Self-Correcting Quantum Memory
提出了一种基于复曲面码的量子存储器的动态实现方案。该代码是从具有典型的两体相互作用（Ising，XY，Heisenberg）的量子比特系统中使用周期性的NMR类脉冲序列生成的。它允许人们在没有测量的情况下对逻辑量子比特进行编码，并动态地保护它们免受物理量子比特的时间演化的影响。弱耦合腔模介导复曲面代码的稳定算子之间的长程吸引相互作用，从而抑制热任意子的产生。与具有非交互稳定器的代码相比，这显著增加了内存的寿命。我们调查的保真度，实现复曲面代码，取决于脉冲序列的周期长度T和可能的脉冲误差的大小。我们得到一个最佳的周期T_opt，最大限度地提高保真度。
2013-04-30 cond-mat.other quant-ph
Quantum Computing by Two-Dimensional NMR using Spin- and Transition-Selective Pulses
使用二维NMR的量子计算最近已被描述为使用标量耦合演化技术[J. Chem. Phys.，109，10603（1998）]。本文描述了利用选择性脉冲实现二维核磁共振量子计算。使用两个和三个量子位实现了许多逻辑门，其中一个额外的观察者自旋。实现了一些多合一门（或Portmanteau门）。Toffoli门（或AND/NAND门）和OR/NOR门在三个量子位上实现。Deutsch-Jozsa量子算法的一个和两个量子位，使用一个额外的工作量子位，也已经实现了使用选择性脉冲后，创建一个相干叠加态，在二维的方法。
2000-06-27 quant-ph
