Neutral atom entangling gate in the ultrastrong coupling regime
本文提出在超强耦合区利用共享玻色模式确定性纠缠量子比特或其系综的门方案，可制备最大纠缠态、压缩态和薛定谔猫态，并分析了自由演化导致的有效混合及实验可行性。
2025-01-10 quant-ph
Ground state of three qubits coupled to a harmonic oscillator with ultrastrong coupling
本文研究了由三个量子比特耦合到一个谐振子组成的Rabi模型。结果表明，三量子比特Rabi模型的基态可以用变换的方法进行解析处理，并且在较大的量子比特-振子耦合强度范围内，对于不同的失谐量，变换后的基态与精确的数值模拟结果符合得很好.我们用两两纠缠来描述任意两个量子比特之间的基态纠缠，并证明它与量子比特-振子耦合强度近似成二次关系。有趣的是，我们发现，如果量子比特-振子耦合强度足够大，则基态不存在量子比特-量子比特纠缠。
2013-10-21 quant-ph
Release of virtual photon and phonon pairs from qubit-plasmon-phonon ultrastrong coupling system
本文研究量子比特-等离激元-声子超强耦合系统中三能级原子自发辐射产生虚光子与虚声子对的机制，证明原子-声子耦合起主动作用并可产生强光子/声子流，为USC基态虚粒子对研究提供新途径。
2023-09-06 quant-ph
Parity Measurement in Ultrastrong Coupling Regime
两个量子比特的奇偶性的测量是量子计算的基本原理，其允许创建确定性纠缠。在电路量子电动力学领域，在通常的行波近似（RWA）下，提出并分析了一种实现两个超导量子比特宇称测量的方案。我们表明，同样的计划可以进行超越这种近似，到制度的超强耦合，改善的保真度。
2012-05-09 quant-ph
Adiabatic approximation for three qubits ultrastrongly coupled to a harmonic oscillator
我们研究了在超强耦合范围内三个量子比特和振荡器之间相互作用的系统。我们采用绝热近似的方法研究了两种极端情况：（i）振子的频率远大于每个量子比特的频率;（ii）量子比特的频率远大于振子的频率，并分析了不同系统参数条件下量子比特-振子系统的能级谱和基态性质.对于能级谱，我们主要研究了低能级的简并度。对于基态，我们重点讨论了制备非经典态所必需的非经典性质。我们证明了在该振子中产生薛定谔猫型非经典态所需的最小量子比特-振子耦合强度仅为Rabi模型的一半。我们发现，当量子比特-振子耦合强度足够强时，基态的量子比特-量子比特纠缠消失，此时三个量子比特的熵保持大于1。在量子比特频率远大于振荡器频率的情况下，我们也观察到了类似相变的行为。
2014-01-29 quant-ph
Ultranarrow spectral line of the radiation in double qubit-cavity ultrastrong coupling system
超强耦合系统在量子模拟和量子计算中具有重要的研究意义。本文研究了两个量子比特与单模腔超强耦合的电路QED系统的超箭谱。在超超临界区，JC模型崩溃，量子拉比哈密顿量中的反旋转项导致能谱中的能级反交叉。在避免能级交叉点处选择一个单光子驱动场，可以得到一个等效的四能级修饰态模型，其中两个中间态的耗散只与量子比特的衰变有关。由于这两个亚稳态的电子搁置，腔发射光谱中出现了一个窄峰。此外，我们还发现光谱窄化的物理根源是真空诱导的两条跃迁路径之间的量子干涉。并且这种干涉效应将密度矩阵的缓慢衰减的非相干分量耦合到边带的方程中。这一结果为研究超超临界系统中的量子干涉效应提供了可能。
2021-07-13 quant-ph
Ultrastrong coupling in a scalable design for circuit QED with superconducting flux qubits
本文从理论上研究了一种含有超导磁通量子比特的电路量子电动力学（QED）结构。量子位通过源自谐振器的电流模式的ac电流耦合到传输线谐振器。通过改变量子比特和谐振器之间的电容可以获得超强耦合。我们提出了一个可扩展的设计，其中两个量子位耦合可以实现。
2015-10-06 cond-mat.mes-hall quant-ph
Emission spectral non-Markovianity in qubit-cavity systems in the ultrastrong coupling regime
本文针对超强耦合、非马尔可夫区域的耗散 Rabi 与 Jaynes-Cummings 模型，提出 PTNZE 计算发射光谱，并揭示反旋项、耦合强度和初始条件导致的不对称特征。
2023-04-05 quant-ph
Qubit-nonlinear-oscillator systems: from the moderate-coupling limit to the ultrastrong-coupling regime
这项工作的目的是提供一种替代的方法来建模耦合到非线性振荡器的两态系统（量子比特）。在一个单一的代数计划的基础上的f-变形振荡器的描述，硬和软的非线性提出利用拟合代数模型提取的三角和修改Pöschl-Teller势，分别进行模拟。在该政权的耦合强度被认为是温和的，这种方法允许的分析，虽然近似，对角化过程中提出的哈密顿通过使用Van Vleck微扰理论和拥抱的两种类型的非线性功能。在超强耦合区，我们还用数值方法研究了这种非线性对复合系统基态压缩和相空间性质的影响。
2018-06-19 quant-ph
Cavity QED simulation of qubit-oscillator dynamics in the ultrastrong coupling regime
基于原子与高精细度光腔模相互作用中的共振拉曼跃迁，提出了一种在超强耦合区中耦合到单模电磁场的二能级原子的量子模拟.我们通过数值模拟表明，实现该计划的可能性与一个单一的铷原子，其中两个超精细基态组成的有效的两级系统，腔QED参数，应该是可以实现的，例如，微环形回音壁模式谐振器。我们的系统还可以模拟一个广义模型，其中原子反转和腔光子数之间的非线性耦合与（超强）偶极耦合处于同等地位，甚至可以在单原子水平上产生临界型行为。我们的模型考虑到耗散，我们特别注意的是，将很容易观察到的系统输出的可观。
2013-04-12 quant-ph
Probing higher-order transitions through scattering of microwave photons in the ultrastrong-coupling regime of circuit QED
高阶跃迁可以发生在电路QED的超强耦合区，通过由反向旋转相互作用控制的虚拟过程。我们提出了一种可行的方法来探测高阶跃迁通过传播的微波光子入射到混合量子比特腔系统的散射。散射谱中的线形可以反映量子比特与腔之间的相干相互作用，而布居谱中的高阶跃迁可以被识别。我们进一步发现，如果两个量子比特与腔之间的耦合强度被调谐为非对称的，那么具有Fano线型的暗反对称态也可以从散射谱的变化中被检测到。
2018-05-22 quant-ph
Dissipation and Ultrastrong Coupling in Circuit QED
腔路QED在最基本的水平上研究光与物质的相互作用。然而，这种相互作用是最经常被忽视时，考虑这个系统与环境的耦合。在本文中，我们将展示如何简化，导致标准的量子光学主方程，是在非物理效应的根源。包括量子位弛豫和退相，以及腔弛豫，我们推导出一个主方程，考虑到量子位谐振器耦合。特别注意的是给予超强耦合制度，量子光学主方程的失败是显而易见的。在这种情况下，我们的模型预测的真空拉比分裂，可用于探测在未探索的频率失相噪声的不对称性。我们还展示了量子位频率的波动如何导致边带跃迁、压缩和类卡西米尔光子的产生。
2011-10-21 quant-ph
An Analysis of Mutual Communication between Qubits by Capacitive Coupling
研究了电容耦合的两量子比特系统的量子力学行为。我们发现，这种相互作用基本上与偶极-偶极相互作用的相互作用相同;即，NMR量子门的量子位-量子位耦合。因此，如果耦合足够小，则可以通过与NMR设备相同的操作序列来构造量子门。该结果提供了一个信息的努力，开发的设备，假设量子位之间的电容耦合。
2003-04-08 quant-ph
Superinductor-based ultrastrong coupling in a superconducting circuit
本文提出基于颗粒铝超电感的磁通量子比特与谐振器直接电耦合方案，实现0.13耦合分数进入微扰USC区域，证明超电感是研究高相干电路USC物理的有效工具。
2025-07-12 quant-ph
Qubit-oscillator system under ultrastrong coupling and extreme driving
我们介绍了一种方法来研究驱动量子位振荡器系统在超强耦合制度，其中耦合强度和振荡器频率之间的比率$g/Ω$接近或超过1，同时驱动强度远大于量子位能量分裂（极端驱动）。量子位-振荡器耦合和外部驱动都会导致不同性质的量子位隧穿矩阵元的修饰：前者可以用于选择性地抑制光谱中的某些振荡器模式，而后者可以使量子位的动力学在短时间内停止（相干破坏隧穿）即使在超强耦合的情况下。
2011-03-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Ising interaction between capacitively-coupled superconducting flux qubits
在这里，我们提出了一个方案，以产生一个可控的超导磁通量子比特之间的伊辛相互作用。现有的方案依赖于感应耦合来实现磁通量子比特之间的伊辛相互作用，并且相互作用的强度由施加的磁场控制。另一方面，我们已经找到了一种通过电容耦合来产生磁通量子比特之间的相互作用的方法。这在个体可寻址性方面具有优势，因为我们可以通过改变可以容易地定位的施加电压来控制相互作用强度。这是实现超导磁通量子比特量子计算的关键一步。
2015-01-30 quant-ph
Noise Protected Logical Qubit in a Open Chain of Superconducting Qubits with Ultrastrong Interactions
本文研究由交替XX和YY超强相互作用的超导量子比特链构成的逻辑量子比特，证明其纯退相率可被抑制为零、弛豫率降至单个物理量子比特的一半，并支持高保真单比特和双比特门。
2025-09-22 cond-mat.mes-hall quant-ph
One- and two-dimensional N-qubit systems in capacitively coupled quantum dots
利用电容耦合量子点中的库仑阻塞效应可以构造具有反铁磁伊辛相互作用的N量子比特系统。从隧穿哈密顿量出发，我们从理论上证明了弱耦合量子点阵列的隧穿哈密顿量可以简化为核磁共振（NMR）谱的隧穿哈密顿量。量子操作仅通过施加电脉冲序列来进行。因此，在NMR光谱学和NMR量子计算机中开发的各种误差校正方法在不使用磁场的情况下是适用的。定量地讨论了N量子比特系统中一种可能的测量方案。
2001-09-04 quant-ph
Ground state of the asymmetric Rabi model in the ultrastrong coupling regime
研究了单量子比特和双量子比特非对称Rabi模型的基态，其中反旋波和共旋波相互作用的量子比特-振子耦合强度不相等。我们采用变换方法得到了两种模型的近似解析基态，并在近共振条件下数值验证了其在宽参数范围内的有效性。我们发现，无论是单量子比特或双量子比特的非对称拉比模型的基态能量有一个近似的平方依赖于耦合强度来自不同的贡献的抵消波和共旋波的相互作用。对于这两种模型，我们表明，基态能量主要是由反散射波相互作用。有趣的是，对于两量子比特的非对称Rabi模型，我们发现，随着反旋波或共旋波相互作用中耦合强度的增加，两量子比特的纠缠先达到最大值，然后下降到零.此外，两量子比特非对称Rabi模型中的两量子比特纠缠的最大值可以远大于两量子比特对称Rabi模型中的纠缠。
2014-09-20 quant-ph
Observation of the Bloch-Siegert Shift in a Qubit-Oscillator System in the Ultrastrong Coupling Regime
我们测量了磁耦合到超导量子比特的$LC$谐振器的色散能级位移，这清楚地表明我们的系统工作在超强耦合区。大的动互感提供了$\approx0.82$ ~GHz的耦合能量，需要在Jaynes-Cummings模型的描述中添加反向旋转波项。当量子位处于对称点时，我们发现了50~MHz的布洛赫-西格特位移，与我们的分析模型完全一致。
2010-12-01 cond-mat.supr-con quant-ph
Adiabatic approximation in the ultrastrong-coupling regime of a system consisting of an oscillator and two qubits
我们提出了一个由两个磁通量子比特和一个传输线谐振器组成的系统。本文在两种相反的极端条件下，用解析近似方法代替旋波近似（RWA）对系统进行了分析。计算并比较了这两种情况下系统的基本性质。给出了在理论位移振子基下系统的能级谱，并将理论结果与数值解进行了比较。
2012-03-02 physics.optics quant-ph
Observing pure effects of counter-rotating terms without ultrastrong coupling: A single photon can simultaneously excite two qubits
单个光子同时激发两个量子比特的相干过程最近已经由[https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.117.043601 {Phys. Rev. Lett. 117，043601（2016）}]。我们提出了一种不同的方法来观察一个类似的动力学过程的基础上超导量子线路，其中两个耦合通量量子比特纵向相互作用的同一个谐振器。我们证明了两个量子比特的同时激发（假设它们的跃迁频率之和接近腔频率）与两个量子比特之间偶极-偶极耦合中的反向旋转项有关，并且标准的行波近似在这里是无效的。通过数值模拟绝热Landau-Zener跃迁和Rabi振荡效应，我们清楚地验证了单光子能量可以通过纵向耦合和反转项引起的高阶跃迁激发两个量子比特.与以前的研究相比，我们的系统中的相干动力学只涉及一个中间态，因此，表现出更快的速率。我们还发现了可能干扰的过渡路径。最后，通过讨论如何控制这两个相位耦合强度，我们找到了在我们的系统中同时观察相长干涉和相消干涉现象的方法。
2017-12-18 quant-ph
Photon and phonon statistics in a qubit-plasmon-phonon ultrastrong coupling system
本文研究量子比特-等离激元-声子超强耦合系统中的光子/声子统计，揭示宇称守恒与破缺对聚束和反聚束行为的不同影响，并通过延迟二阶关联函数展示多重激发振荡。
2022-05-03 quant-ph
Holonomic quantum computation in the ultrastrong-coupling regime of circuit QED
我们提出了一个实验上可行的方案来实现光-物质相互作用的超强耦合区中的完整量子计算。量子Rabi模型的大的非谐性和Z2对称性使我们能够构建一个有效的三能级Λ结构人工原子用于量子计算。所提出的物理实现包括两个梯度通量量子比特和两个微波谐振器，其中单量子比特门通过在一个物理量子比特上的双音驱动来实现，并且两个谐振器的场求积之间的时间依赖性耦合来实现双量子比特门。我们的工作为在超强耦合系统中进行可扩展的完整量子计算铺平了道路。
2016-07-19 cond-mat.supr-con quant-ph
Error-Tolerant Amplification and Simulation of the Ultrastrong-Coupling Quantum Rabi Model
本文提出利用猫态量子比特的偏置噪声特性，通过增强反向旋转耦合实现超强耦合量子拉比模型的容错模拟，并抑制参数误差，应用于量子态复兴、对称性及配对猫码计算。
2024-07-21 quant-ph
A recipe for Hamiltonian of system-environment coupling applicable to ultrastrong light-matter interaction regime
在标准腔量子电动力学中，当光与有耗腔中的物质相互作用时，腔场的耗散可以简单地用两种耦合的强度来表征：光与物质的相互作用和通过腔镜的系统与环境的耦合。然而，在超强光-物质相互作用机制中，耗散还取决于这两种耦合是由电场还是磁场（超导电路中的电容或电感）介导的。即使我们正确地知道了系统-环境耦合的微观机制（拉格朗日），耦合哈密顿量本身在原则上也会由于腔中的超强相互作用而被修改。在本文中，我们展示了一个配方推导出的系统-环境耦合的哈密顿量的一般表达式，这是适用于即使在超强的光-物质相互作用制度的良好的腔和独立的过渡限制。
2013-11-06 physics.optics quant-ph
Spectral Properties of Two Superconducting Artificial Atoms Coupled to a Resonator in the Ultrastrong Coupling Regime
本研究实验探究了两个磁通量子位超强耦合至同一LC谐振器的超导电路，观测到免能级交叉与谱不对称性两种现象，为片上量子光学与量子信息新过程研究提供了新平台。
2025-05-19 quant-ph
Qubit-oscillator systems in the ultrastrong-coupling regime and their potential for preparing nonclassical states
我们考虑一个由两能级系统（即量子比特）和谐振子组成的系统，在超强耦合区，耦合强度与量子比特和谐振子的能量尺度相当。特别强调的是放置在这个系统中准备非经典状态的可能性。这些非经典态包括压缩态、薛定谔猫态和纠缠态。我们首先比较了一些分析方法的预测，可以用来描述系统在不同的假设下，从而分析系统的性能在各种参数制度。然后我们研究了系统的基态并分析了它的非经典性质。最后讨论了与实验观测有关的一些问题以及退相干的影响。
2010-04-17 cond-mat.supr-con quant-ph
Conditional displacement interaction in ultrastrong-coupling regime
研究了通过调节外磁场的参数，在超强耦合电路量子电动力学中实现横向条件位移相互作用。导出了电荷量子比特与LC谐振器耦合系统中的特殊相互作用。我们在数值上统一了基于横向条件位移相互作用的量子门的实现和叠加相干态的产生。在超强耦合机制下，条件位移相互作用使量子过程的时间尺度达到纳秒级。
2017-08-15 quant-ph
Ultrafast and deterministic generation of Bell states in the ultrastrong coupling regime
本文发现各向异性双量子比特量子 Rabi 模型的暗态解，并提出利用绝热演化沿暗态确定性生成贝尔态，借助斯塔克位移将生成时间缩短至亚纳秒尺度且保真度达99%。
2023-08-08 quant-ph
Validity of resonant two-qubit gates in the ultrastrong coupling regime of circuit QED
本文从理论上研究了电路QED中光-物质相互作用从强耦合过渡到超强耦合时双量子比特共振门的性能。两个控制相位门计划-以及在旋转波近似（RWA）-进行了分析，同时考虑到反旋转项出现在哈密顿量的影响。数值计算结果表明，当耦合强度与谐振腔频率之比g/ω r为10%时，门操作的保真度可达96%以上。为了实现超快量子门，当g/ω r增大时，需要新的方案。
2011-10-27 cond-mat.supr-con quant-ph
Multiphoton Quantum Rabi Oscillations in Ultrastrong Cavity QED
当一个原子与一个腔体强耦合时，两个系统可以通过相干拉比振荡交换一个单光子。这一过程使得精确的量子态工程和操纵原子和光子在腔中，这在量子信息和测量中发挥着核心作用。最近，一个新的制度腔QED已达到实验中的强度之间的相互作用的光和人造原子（量子比特）变得可比的原子跃迁频率或腔模式的共振频率。在这里，我们表明，这种制度可以强烈修改真空拉比振荡的概念，使量子比特和谐振器之间的多光子交换。我们发现，实验状态的最先进的电路QED系统可以经历两个和三个光子真空拉比振荡。这些反常的拉比振荡可以用来实现高效的Fock态光源和量子比特的复杂纠缠态。
2015-09-21 quant-ph
Theory of Spectrum in Qubit-Oscillator Systems in the Ultrastrong Coupling Regime
最近对磁耦合到超导量子比特的LC谐振器的测量[arXiv：1005.1559]表明，该系统在超强耦合状态下运行，并越过了Jaynes-Cummings模型的行波近似的有效性极限。利用扩展的玻色相干态，我们精确地求解了Jaynes-Cummings模型。我们对耦合到LC谐振器的通量量子比特的光谱的数值精确结果与实验观察完全一致。得到的最小布洛赫-西格特位移与本实验中观察到的一致。此外，还预测了任意能级跃迁和任意耦合常数下的Bloch-Siegert位移。
2010-08-21 cond-mat.supr-con quant-ph
Mitigating Capacitive Loading Enables Fast Two-Qubit Gates in Highly Connected Fluxonium Quantum Processors
Quantum Science Center of Guangdong-Hong Kong-Macao Greater Bay Area（粤港澳大湾区量子科学中心）
研究二维磁通量子处理器中电容负载问题，通过推导解析关系确定其主要来源，据此制定设计原则并经数值验证，证明电容负载不构成二维磁通量子处理器的基本限制，实现了超快、高保真双量子比特门。
2026-09-04 quant-ph
Ultrastrong coupling phenomena beyond the Dicke model
研究了由单个$LC$谐振腔和多个超导量子比特对称耦合组成的电路QED系统中的光-物质有效相互作用。从最小电路模型开始，我们证明，除了通常的集体量子位-光子耦合之外，所得的汉密尔顿算子还包含直接的量子位-量子位相互作用，这对超强耦合机制中此类电路的基态和激发态性质具有剧烈影响。与标准Dicke模型所预期的超辐射相变相反，我们发现了一种相反的机制，即在非常强的相互作用强相互作用下，光子模式完全纠缠，并将量子比特投射到高度纠缠的基态。这些发现解决了先前关于电路QED中超辐射相存在的争议，但它们更普遍地表明，两个或多个原子腔QED设置的物理可能与通常假设的有很大不同。
2016-09-07 cond-mat.supr-con quant-ph
Exploration of Fluxonium Parameters for Capacitive Cross-Resonance Gates
QuTech and Kavli Institute of Nanoscience, Delft University of Technology（代尔夫特理工大学量子技术与纳米科学卡弗里研究所）
研究电容耦合磁通量onium量子比特的交叉共振效应，推导出最大ZX相互作用强度公式，发现在200纳秒内可实现CNOT门，残余ZZ耦合限制在50kHz，且对结变量不敏感。
2026-03-18 quant-ph
Incoherent-mediator for quantum state transfer in the ultrastrong coupling regime
研究了由超强耦合光-物质系统构成的公共量子总线上耦合的两个量子比特之间的量子态转移。通过调谐两个量子比特频率与中介系统中的禁戒跃迁共振，我们证明了高保真的交换操作，即使量子总线是热填充的。该方案在光与物质相互作用的超强耦合机制下的热量子信息处理中具有应用前景。
2017-05-26 cond-mat.mes-hall quant-ph
Ultrastrong coupling regime of cavity QED with phase-biased flux qubits
我们从理论上研究了一种基于超导磁通量子比特直接耦合到共面波导传输线谐振器中心导体的电路QED结构。如已经实验所示[Abdumalikov等人，Phys.Rev.B78，180502（2008）]，腔QED的强耦合状态可以通过优化量子比特附近的谐振器的局部电感来容易地实现。除了相对于基于通量量子位的电路QED的其他提议产生更强的耦合之外，该方法导致量子位-谐振器耦合强度g，其不随量子位的面积缩放，而是与谐振器和量子位之间共享的总电感成比例。因此，可以实现强耦合，同时仍然最大限度地降低对通量噪声的敏感性。最后，我们表明，通过利用大的动力学电感的约瑟夫森结在中心导体的谐振腔可以导致几十个谐振腔频率的百分比的耦合能量，达到腔QED的超强耦合区，其中的驻波近似打破。这应该允许E x B Jahn-Teller模型的片上实现。
2009-09-16 cond-mat.mes-hall quant-ph
Ultrastrong Coupling of a Qubit with a Nonlinear Optical Resonator
研究了单模非线性电磁谐振腔与二能级原子的相互作用，考虑了耦合强度从零到所谓的深强耦合范围。当量子比特-谐振器耦合非常强时，谐振器的标准克尔模型变得可疑。此外，最近的研究表明，在物质系统的希尔伯特空间截断近似的情况下，构建规范无关理论时需要格外小心。这种截断会破坏规范不变性，导致非物理结果，特别是当光-物质相互作用强度非常高时。在这里，我们面对和解决这个问题，以提供一个一致的非线性谐振腔量子拉比模型满足规范原理。
2022-07-19 cond-mat.other quant-ph
Ultrastrong coupling few-photon scattering theory
本文研究了与一维波导超强耦合的二能级系统对光子的散射。使用极化子变换与散射理论的结合，我们可以计算量子比特的单光子散射特性，在很宽的耦合强度范围内，估计共振频率，线形和线宽。我们验证数值和分析的准确性，这种技术的$α=0.3$，接近图卢兹点$α=1/2$，非弹性散射成为相关的。这些方法模拟了最近的超导电路实验[P. Forn-D az et al.，（2016）]。
2017-01-17 quant-ph
Characterization and Reduction of Capacitive Loss Induced by Sub-Micron Josephson Junction Fabrication in Superconducting Qubits
约瑟夫森结形成了几乎所有超导量子比特的基本非线性。当两个超导电极彼此在$\sim$ 1 nm内时形成结。虽然这些电极的电容是总量子位电容的一小部分，但附近的电场更集中在电介质表面，并且可以对总耗散做出实质性贡献。我们已经开发了一种技术，实验研究这些电极对超导器件质量的影响。我们使用$λ$ /4共面波导谐振器来模拟集总量子位电容。我们将可变数量的这些电极添加到这些谐振器的电容端，并测量附加损耗如何随电极数量而变化。然后，我们减少这种损失的制造技术，限制了大量的有损反射。然后，我们将这些技术应用于在硅衬底上制造Xmon量子位，以将其能量弛豫时间提高5倍。
2017-06-03 quant-ph
Nonequilibrium and nonperturbative dynamics of ultrastrong coupling in open lines
我们研究了具有欧姆耦合的量子比特与传播的一维光子从弱耦合到超强耦合的时空分辨动力学。基于矩阵乘积态（MPS）的非微扰研究表明：（i）组合系统的基态包含量子比特和周围玻色子场的激发. (ii)初始激发的量子位通过自发发射平衡到一种状态，该状态在某些条件下在量子位和场中都局部接近该基态。(iii)结合的量子比特-光子系统的共振与自发发射过程的共振相匹配，也与绝热重整化的预言相匹配[A. J. Leggett等人，Rev.Mod.Phys.59，1，（1987）]。最后，一个非微扰从头计算表明，这种物理可以研究使用磁通量子比特电流耦合到超导传输线。
2013-07-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Flux-mediated optomechanics with a transmon qubit in the single-photon ultrastrong-coupling regime
我们提出了一个利用超导量子比特在量子水平上控制射频机械谐振器的方案。电路的机械部分由一个悬浮的微米长的梁组成，该梁嵌入超导量子干涉器件（SQUID）的回路中，并与transmon量子比特并联连接。使用现实的参数，从最近的实验与类似的设备，我们表明，这种配置可以使可调的光机械相互作用的单光子超强耦合制度，其中的辐射压力耦合强度大于transmon衰减率和机械频率。我们调查的动力学驱动系统的耦合强度的范围内，并找到一个最佳的制度，基态冷却，与以前的理论研究考虑线性腔。此外，我们数值演示了一个协议，用于产生混合离散和连续变量纠缠以及力学薛定谔猫态，我们的研究结果表明，在单量子点上使用超导量子比特控制大质量物体的机械运动是可能的。光子水平，并且可以实现混合量子技术中的应用以及量子力学的基本测试。
2020-06-15 cond-mat.mes-hall quant-ph
Decoherence of floating qubits due to capacitive coupling
人们通常认为，电浮置量子比特（如通量量子比特）不受电容耦合引起的退相干的影响。我们表明，电容耦合到偏置引线可以是一个主要的耗散源，因此消相干，这样的浮动量子位。经典的静电参数足以对标准超导量子位设计的弛豫源进行很好的估计。我们表明，弛豫时间可以通过设计浮动量子位来改善，使它们对称地耦合到偏置引线。观测到的具有不同对称度的通量量子比特的相干时间定性地支持我们的结果。
2009-03-26 cond-mat.mes-hall quant-ph
Spin-1 models in the ultrastrong coupling regime of circuit QED
我们提出了一个模拟自旋1模型的超导电路平台。为此，我们考虑一个链的N个超强耦合量子比特谐振器系统通过接地SQUID相互作用。量子位谐振器系统的非谐谱和全局宇称对称性所施加的选择规则允许我们通过施加到SQUID的AC脉冲来激活良好控制的两体量子门。我们表明，我们的建议有相同的模拟时间为任何数量的自旋1相互作用的粒子。该方案可以在最先进的电路QED在超强耦合制度。
2018-02-06 cond-mat.supr-con quant-ph
Deterministic single-photon source in the ultrastrong coupling regime
本文提出一种在超强耦合机制下工作的电路量子电动力学确定性单光子源，通过两次绝热转移实现双光子顺序发射，同时达到接近单位效率、不可区分性和纯度。
2022-11-11 quant-ph
Weak and ultrastrong coupling limits of the quantum mean force Gibbs state
吉布斯状态被广泛地认为是与温度为$T$的环境接触的系统的平衡态。然而，系统与环境之间不可忽视的相互作用可能会导致状态的改变。在这里，我们推导出这个平均力吉布斯状态，有效的任何系统，与玻色子水库相互作用的一般表达式。首先，我们推导出弱耦合极限下的状态，发现在一般情况下，它相对于裸系统哈密顿量保持相干性。其次，我们发展了一种新的扩展方法，适合于研究超强耦合制度。这使我们能够推导出平均力吉布斯状态的显式形式，我们发现，它成为对角线的基础上设置的系统水库的相互作用，而不是系统的哈密顿量。几个例子进行了讨论，包括一个单一的量子比特，一个三能级V系统和两个耦合的量子比特都与玻色子水库相互作用。这些结果揭示了强耦合体系中凝聚态的存在，为纳米尺度热力学研究提供了重要工具。
2021-12-24 quant-ph
Ultrastrong coupling circuit QED in the radio-frequency regime
我们研究了多个超导量子比特与单个射频谐振器超强耦合的电路QED装置。在腔QED的这种极端参数状态下，电磁模式的动力学与所有其他相关时间尺度相比非常缓慢，并且可以描述为在由量子比特定义的绝热能量景观中移动的有效粒子。这项工作的重点放在两个或多个量子位的设置上，其中可以发生基态和激发态电势中不同类型的破环跃迁。具体而言，我们展示了如何在水平结构的变化和与这些过渡点相关的波包动力学可以通过常规的激发光谱和拉姆齐测量GHz的频率进行探测。更一般地说，这种分析表明，最先进的电路QED系统可以用来访问整个范围的粒子类量子力学现象超出了通常的耦合量子位和振荡器的范例。
2020-02-27 cond-mat.supr-con quant-ph
Frequency conversion in ultrastrong cavity QED
提出了一种新的光子频率转换方法，该方法具有通用性和确定性。我们表明，一个系统的两个谐振器超强耦合到一个单一的量子比特可以用来实现单光子和多光子频率转换过程。这种转换可以通过调整量子比特频率来精确控制，以使所需的频率转换处于共振或非共振状态。考虑到电路QED和其他系统的超强耦合的最新实验进展，我们相信我们的方案可以使用现有的技术来实现。
2017-01-27 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Tunable Coupling Architectures with Capacitively Connecting Pads for Large-Scale Superconducting Multi-Qubit Processors
本文提出电容连接焊盘可调耦合器（TCCP）架构，通过插入连接焊盘增大超导量子比特间距以降低串扰并便于布线，实验证明其保持比特性能的同时实现宽范围可调耦合、低残余ZZ相互作用及绝热CZ门。
2023-06-08 quant-ph
Probing two-qubit capacitive interactions beyond bilinear regime using dual Hamiltonian parameter estimations
我们报道了GaAs四重量子点阵列中一对与准静态核噪声主动解耦的双电子自旋量子比特的同时操作和双量子比特耦合测量。通过使用快速收敛的实时哈密顿估计器连续调谐驱动频率，实现了两个量子比特的相干拉比振荡（衰减时间$\approx$ 2 μs;频率几MHz）。通过状态条件交换振荡测量，我们还观察到了强的两量子比特电容相互作用（> 190 MHz）。我们表明，电容相互作用相对于量子比特内交换能量的标度比双线性形式更强，与最近的理论预测一致。我们观察到相干性和条件相位翻转时间之间的高比率（>16），这支持使用简单的电容相互作用在编码的自旋量子比特之间产生高保真和快速的量子纠缠的可能性。
2023-03-30 cond-mat.mes-hall quant-ph
Bound states in ultrastrong waveguide QED
本文讨论了在旋波近似和激发数守恒的光-物质耦合模型之外，有限带宽波导QED中束缚态的性质。因此，我们将\emph{standard}计算扩展到更宽范围的光物质强度，特别是在所谓的超强耦合制度。我们使用Polaron技术。我们的主要结果如下。我们计算的自发发射率，这是重整化相比，费米黄金法则公式。我们概括了束缚态的存在准则，它们的性质和它们在量子比特热化中的作用。我们通过真空涨落和束缚态讨论了有效的自旋-自旋相互作用。最后，我们勾勒出一个完美的状态传输协议之间的远程发射器。
2020-01-21 quant-ph
Decoherence of a tunable capacitively shunted flux qubit
Department of Physics and Astronomy, University of Waterloo（物理与天文学系，滑铁卢大学）；Department of Electrical and Computer Engineering, University of Waterloo（电气与计算机工程系，滑铁卢大学）；Department of Physics and Astronomy, Dartmouth College（物理与天文学系，达特茅斯学院）；Research Laboratory of Electronics, Massachusetts Institute of Technology（电子学研究实验室，麻省理工学院）
该研究探讨了可调容性屏蔽磁通量子比特在高频率下的退相干机制，揭示了热噪声和低频磁通噪声对退相干的主要影响，为提高超导量子退火器的相干性提供了重要参考。
2025-12-13 quant-ph
Ultrastrong Coupling and Coherent Dynamics in a Gate-Tunable Transmon Qubit
Universidad Autónoma de Madrid（马德里自治大学）；Condensed Matter Physics Center (IFIMAC) and Instituto Nicolás Cabrera (INC), Universidad Autónoma de Madrid（凝聚态物理中心（IFIMAC）和尼古拉斯·卡布雷拉研究所（INC），马德里自治大学）；Departamento de Física de la Materia Condensada, Universidad Autónoma de Madrid（凝聚态物理学系，马德里自治大学）；Departamento de Física Teórica de la Materia Condensada, Universidad Autónoma de Madrid（凝聚态理论物理学系，马德里自治大学）；Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM), Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC)（马德里材料科学研究所（ICMM），西班牙国家研究委员会（CSIC））；Laboratorio de Transporte Cuántico, Unidad Asociada UAM/ICMM-CSIC, Madrid（量子输运实验室，UAM/ICMM-CSIC联合单位，马德里）；QuTech and Kavli Institute of Nanoscience, Delft University of Technology（QuTech和卡弗里纳米科学研究所，代尔夫特理工大学）；Center for Quantum Devices, Niels Bohr Institute, University of Copenhagen（量子器件中心，尼尔斯·玻尔研究所，哥本哈根大学）
研究通过混合系统实现强光-物质耦合，发现避免交叉和光子数依赖跃迁，展示相干控制并测量相干时间，证明半导体-超导量子比特在强耦合下保持相干性。
2026-03-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
