Universal stabilization of a parametrically coupled qubit
我们通过对固定频率量子比特和谐振器之间的耦合进行参数调制，自主稳定量子比特的任意状态。耦合调制是通过可调谐耦合器设计实现的，其中量子比特和谐振器并联连接到超导量子干涉器件。这允许从12 MHz到超过300 MHz的量子位-腔耦合强度的准静态调谐。此外，耦合可以动态调制，允许在6 ns内进行单光子交换。超过20 $μ$ s的量子位相干时间在调谐的大部分范围内保持，主要受Purcell效应的限制。使用可调谐耦合器实现的参数稳定技术涉及通过由通量调制实现的光子非守恒边带相互作用和直接量子比特拉比驱动的组合来工程化量子比特浴。我们证明了量子比特可以稳定到布洛赫球上的任意状态，最坏情况下的保真度超过80%。
2017-07-05 quant-ph
Generation and stabilization of Bell states via repeated projective measurements on a driven ancilla qubit
提出了一种在两个非直接相互作用的量子比特中产生Bell态的协议，该协议通过重复测量连接到两个量子比特的中心附属物的状态来实现。发现了最佳测量速率，其最小化在目标量子位中稳定编码Bell状态的时间，这是有利的，以便减少与环境的可能相互作用的有害影响。纠缠的质量是根据并发度来评估的，量子比特态和目标Bell态之间的距离是由保真度来量化的。
2018-04-06 quant-ph
Trade off-Free Entanglement Stabilization in a Superconducting Qutrit-Qubit System
量子库工程是一个强有力的框架，自主量子态制备和纠错。然而，油藏工程的传统方法受到目标状态不可避免的相干泄漏的阻碍，这在可实现的稳态保真度和稳定率之间施加了固有的权衡。在这项工作中，我们展示了一个协议，实现贸易关闭自由贝尔态稳定的qutrit-qubit系统上实现的电路QED平台。我们实现这一点，通过创建一个纯粹的耗散通道的人口转移到目标状态，介导的强参数相互作用耦合的第二个激发态的超导transmon和工程浴谐振器。我们的方案实现了84%的状态准备保真度与稳定时间常数为339 ns，导致最低的错误时间产品报告的固态量子信息平台的日期。
2021-08-13 quant-ph
A cat qubit stabilization scheme using a voltage biased Josephson junction
Alice & Bob；Laboratoire de Physique de l’École Normale Supérieure, Inria, ENS, Mines ParisTech, Université PSL, Sorbonne Université（巴黎高等师范学院物理实验室、法国国家信息与自动化研究所、巴黎高等师范学院、巴黎矿业学院、PSL大学、索邦大学）
本文提出利用电压偏置约瑟夫森结稳定猫量子比特，通过提升光子相互作用强度并抑制位翻转误差，为量子纠错提供资源节约方案。
2024-12-10 quant-ph
Stroboscopic Stabilization of Cat Qubits
School of Physics, The University of Sydney（悉尼大学物理学院）；RIKEN Center for Quantum Computing, RIKEN（理研量子计算中心）；Quantum Research Institute and Department of Physics, University of Michigan（密歇根大学量子研究所和物理系）
研究猫量子比特的频闪稳定化，提出基于与辅助两能级系统重复相互作用的新范式，克服现有方案局限，兼容更多平台，保留噪声偏差并扩展到压缩猫量子比特，使单光子损失错误可部分校正。
2026-07-10 quant-ph
Dissipative stabilization of entangled qubit pairs in quantum arrays with a single localized dissipative channel
该研究针对含单个局域耗散通道的量子阵列，通过调控耗散与局域相互作用，实现了多对远距离无直接相互作用量子比特的稳态纠缠，为量子纠缠的耗散稳定制备提供了可行方案。
2023-05-04 quant-ph
The Kerr-Cat Qubit: Stabilization, Readout, and Gates
宏观上不同的经典态的量子叠加，即所谓的薛定谔猫态，是量子精密测量、量子通信和量子计算的一种资源。特别是，振荡器中两个相反相位相干态的叠加编码了一个防止相位翻转错误的量子比特。然而，为了使这一概念成为编码和操纵错误保护量子信息的实用方法，必须克服几个挑战。必须通过稳定这些高度激发态来维持保护，同时，系统必须与编码量子位上的快速门和编码信息的量子非破坏性读出兼容。在这里，我们实验证明了一种新的方法，用于产生和稳定的薛定谔猫态的基础上克尔非线性和单模压缩在超导微波谐振腔之间的相互作用。我们表明，在横向弛豫时间的稳定，错误保护量子比特的单光子Fock态编码的增加超过一个数量级。我们在时间尺度上执行所有单量子位门操作，速度比最短相干时间快60倍以上，并在稳定条件下演示了受保护量子位的单次读出。我们的研究结果展示了快速量子控制与稳定宏观态固有的误差鲁棒性的结合，并开辟了使用这些状态作为量子信息处理资源的可能性。
2020-08-18 quant-ph
Stabilization of Kerr-cat qubits with quantum circuit refrigerator
本文研究使用量子电路制冷机（QCR）稳定易受纯退相干影响的 Kerr-cat 量子比特，通过调节偏置电压改变退激发速率，并利用量子干涉抑制比特翻转，从而保持其长寿命。
2025-02-01 quant-ph
Collective Nuclear Stabilization by Optically Excited Hole in Quantum Dot
我们提出，在量子点的光激发重空穴可以驱动周围的核自旋进入一个静态的集体状态，导致显着延长的相干时间的电子自旋量子比特。这提供了一种通过环境控制来对抗退相干的一般范例，而不涉及量子信息处理中的活性量子比特。它也是最近两个实验[X. Xu等人，Nature 459，1105（2009）和C. Latta等人，5，758（2009）]。
2011-01-30 cond-mat.mes-hall quant-ph
Performance Stabilization of High-Coherence Superconducting Qubits
针对transmon量子比特受二能级系统影响导致能量弛豫时间大幅波动的问题，本文提出通过缓慢变化电场稳定TLS环境的品质因数表征方法，将数百小时测量缩短至数分钟。
2025-03-16 quant-ph
Labeling eigenstates of qubit-cavity systems based on the continuity of qubit occupancy: Detecting resonances to higher excited qubit states
本文提出一种基于量子比特占据连续性的本征态标记方法，用于估计腔驱动下量子态演化及共振频率，并揭示约十个光子即可引发泄漏效应。
2024-11-20 quant-ph
Phase Stabilization of a Frequency Comb using Multipulse Quantum Interferometry
从频率梳和原子量子比特之间的相互作用，我们推导出用于确定载波包络偏移相位的量子协议，使用量子比特相干性作为参考，并且不需要倍频或倍频程跨越梳。与普通干涉协议相比，多脉冲协议导致灵敏度O（N^{-2}）随着所涉及的激光脉冲的数目N的多项式增强。我们提出了使用光学或超精细量子比特，拉姆达计划和拉曼跃迁的协议的专业化，并介绍了参考是另一个相位稳定的CW激光器或频率梳的方法。
2014-03-04 quant-ph
Stabilization of Qubit Relaxation Rates by Frequency Modulation
量子比特相干特性的时间、光谱和样本间的波动是发展升级容错量子计算机的一个突出挑战。超导量子比特中这些波动的普遍来源是一组具有两能级结构的原子级缺陷。在这里，我们提出了一种减轻这些波动并稳定量子比特性能的方法。我们表明，量子比特的频率调制，或者，两级缺陷，导致在一个宽的频率间隔的量子比特弛豫率的平均。
2021-04-09 cond-mat.mes-hall quant-ph
Entanglement Stabilization using Parity Detection and Real-Time Feedback in Superconducting Circuits
容错量子计算依赖于检测和纠正错误的能力，这在量子纠错码中通常通过投射测量多量子比特奇偶校验算子和通过对所观察到的错误伴随式进行条件化操作来实现。在这里，我们通过实验证明了使用辅助量子位来重复测量两个数据量子位的$ZZ$和$XX$奇偶校验算子，从而将它们的联合状态投影到相应的奇偶校验子空间中。通过应用反馈操作条件下的个人奇偶测量的结果，我们证明了实时稳定的贝尔状态的保真度$F\approx 74\%$在多达12个周期的反馈回路。我们还执行协议，使用泡利帧更新，并在对比的情况下，实时稳定，观察到一个稳定的下降，从周期到周期的保真度。在不降低保真度的情况下在多个反馈轮上稳定奇偶校验的能力为在比组成量子位的固有相干时间长得多的时间尺度上执行稳定器代码的可行性提供了强有力的证据。
2019-02-20 quant-ph
Remote entanglement stabilization and distillation by quantum reservoir engineering
模块化架构中的量子信息处理需要量子比特网络中纠缠的分布、稳定和蒸馏。我们提出了两个超导量子比特之间的自主纠缠稳定协议，耦合到遥远的腔。腔之间的耦合通过三波混频装置来调节和控制，该三波混频装置根据施加到混频器的泵浦在远程腔之间产生双模压缩态或离域模式。量子位和腔体上的本地驱动器将系统转向并维持在所需的量子位贝尔状态。最奇怪的是，即使是弱压缩态也可以通过自主蒸馏过程稳定两个远距离量子比特的最大纠缠贝尔态。此外，我们表明，这种基于量子工程的协议可以稳定量子比特腔的不对称性和损失的存在下的纠缠。
2018-01-18 cond-mat.mes-hall quant-ph
Stabilization of Finite-Energy Gottesman-Kitaev-Preskill States
我们介绍了一种新的方法Gottesman-Kitaev-Preskill（GKP）状态，以精确的方式对待他们的有限能量版本。基于这种分析，我们开发了新的量子位振荡器电路，可以自主稳定GKP流形，在不依赖量子位测量的情况下纠正错误。最后，我们数值计算表明，在GKP状态编码的逻辑信息是非常强大的，对典型的振荡器噪声源时，这些新的电路稳定。
2020-09-16 quant-ph
Passive stabilization of hole spin qubit using optical Stark effect
自组装量子点中空穴自旋的非本征退相是由电荷噪声作用于电场相关的g因子所决定的。在这里，我们提出了使用的光学斯塔克效应，以减少有效的孔塞曼能量的灵敏度，在当地的电场波动。使用测量的量子点参数的计算，并证明了一个因素的10-100减少的非本征退相。与主动稳定方法相比，该技术应受益于降低的实验复杂性。
2016-02-03 cond-mat.mes-hall quant-ph
On exponential stabilization of two-qubit systems
在本文中，我们考虑了一个双量子比特系统进行连续时间测量。在多通道情况下，我们给出了保证系统几乎必然指数收敛到一个预定Bell态的连续反馈控制律的充分条件.这是通过应用随机工具，李雅普诺夫方法和几何控制工具。在一个通道上，我们建立了向一个预定的Bell态的渐近收敛。在这两种情况下，我们提供明确的表达式满足上述条件的反馈控制法律。最后，我们通过数值模拟证明了我们的方法的有效性。
2019-03-15 math.OC quant-ph
Exponentially faster preparation of quantum dimers via driven-dissipative stabilization
National University of Singapore（新加坡国立大学）；California Institute of Technology（加州理工学院）；A*STAR (Agency for Science, Technology and Research)（新加坡科技研究局）
提出一种利用时间依赖驱动和一维耗散浴实现多体纠缠态快速制备的方案，相比现有方法在保真度趋近1时获得指数级加速，且协议时间与系统大小无关。
2024-07-29 quant-ph
Stabilization and Dissipative Information Transfer of a Superconducting Kerr-Cat Qubit
本研究针对量子硬件噪声影响算法性能的问题，探究向Cat-Qubit的耗散信息传输，验证了基于重复相互作用的耗散方案可实现量子信息成功传输，为量子机器学习提供替代硬件思路。
2023-07-23 quant-ph
Microwave Output Stabilization of a Qubit Controller via Device-Level Temperature Control
QuEL, Inc.（QuEL公司）；Center for Quantum Information and Quantum Biology, The University of Osaka（大阪大学量子信息与量子生物学中心）
QuEL-1 SE通过器件级温度控制实现量子比特控制器的微波输出稳定，显著提升量子门操作的保真度。
2026-02-28 quant-ph
Hardware-Efficient Stabilization of Entanglement via Engineered Dissipation in Superconducting Circuits
本研究提出并实验验证了一种利用超导电路现有硬件通过拉曼过程工程化非局域耗散通道来稳定纠缠态的方法，实现了高保真度的贝尔态和W态。
2024-07-18 quant-ph
Role of inefficient measurement in realizing post-selection-based non-Hermitian qubits
本研究通过引入后选择效率构建混合刘维方程框架，揭示低效测量对非厄米量子比特实现及奇异点分裂的关键作用，并验证轨迹方法与林德布拉德演化的一致性。
2025-10-24 quant-ph
Fast multi-qubit gates by adiabatic evolution in interacting excited state manifolds
量子计算和量子模拟可以通过级联一个和两个量子比特门和相互作用来实现。然而，对于大多数物理实现，探索脱离这种通用范式的状态组件和交互并提供对系统上更高级操作的更快或更鲁棒的访问可能是有利的。在这篇文章中，我们表明，沿激发交换相互作用的暗本征态的绝热通过可以用来实现快速多量子位Toffoli（C $_k$ -NOT）和扇出（C-NOT $^k$）门。这种机制可以通过同时激发原子到里德伯能级来实现，其特征在于共振交换相互作用。我们的理论估计和数值模拟表明，这些多量子位里德堡门是可能的，误差低于1%，高达20个量子位。激发交换机制在实验平台上是普遍存在的，我们证明了类似的多量子比特门可以在超导电路中实现。
2020-06-12 quant-ph
Measuring effective temperatures of qubits using correlations
在纯态下量子比特的量子化是量子计算机运行的先决条件。量子比特通常通过被动热化或使用主动重置协议冷却到它们的基态来初始化。为了精确地量化初始化，需要一种工具来以足够的精确度测量激发态布居，假定伪激发态布居可能不超过百分之几。在这封信中，我们提出了一种新的技术，使用两个连续测量之间的相关性来寻找量子比特的激发态布居。我们实验实现所提出的技术使用电路QED平台，并比较其性能与以前开发的技术。与其他技术不同，我们的方法不需要高保真度读出，也不涉及量子比特子空间之外的系统激发能级。我们实验证明测量的虚假量子比特人口的准确度高达$0.01\%$。这种精确度使我们能够对量子位进行“温度光谱学”，这有助于揭示退相干的来源。
2020-01-02 quant-ph
Generation and stabilization of a three-qubit entangled W state in circuit QED via quantum feedback control
电路腔量子电动力学（QED）被证明是一个强大的平台，以实现量子反馈控制方案，由于能够控制超导量子比特和微波电路。在这里，我们提出了一个简单的和有前途的量子反馈控制方案的超导电路QED系统中的三量子比特$W$态的确定性产生和稳定。该控制方案是基于多个量子比特的连续联合Zeno测量的色散制度，这使我们不仅能够推断量子比特的状态，进一步的信息处理，但也创建和稳定的目标$W$状态，通过自适应量子反馈控制。我们使用量子轨道方法模拟了所提出的量子反馈控制方案的动力学，并证明了在适度的环境退相干的存在下，平均状态保真度高于$0.9$可以实现和维持相当长的时间（远长于单量子比特退相干时间）。这种控制方案也被证明是强大的对测量效率低下和个人量子比特衰减率的差异。最后，对极化子型变换法和常用的绝热消除法消除腔模进行了比较。
2013-11-25 cond-mat.mes-hall quant-ph
Relaxation-Rectified Anti-Jaynes-Cummings Cascades for Autonomous Fock-State Stabilization
School of Physics, Huazhong University of Science and Technology（华中科技大学物理学院）
该研究提出通过辅助量子比特弛豫校正反杰恩斯-卡明斯相互作用的自主方案，在克尔腔中稳定福克态，相关结果为非经典玻色态制备提供了途径。
2026-08-25 quant-ph
Excited-state quantum phase transition and the quantum speed limit
研究了激发态量子相变（ESQPT）对开放量子系统量子速度极限（QSL）时间的影响。该系统由一个中心量子位耦合到由Lipkin-Meshkov-Glick（LMG）哈密顿量建模的自旋环境组成。我们表明，当量子比特和环境之间的耦合是这样的，后者是位于ESQPT临界能量的量子比特的演化表现出显着的放缓，标志着在QSL时间的一个突然的峰值。有趣的是，ESQPT临界点处的这种减速是由量子比特退相干率的奇异行为引起的，与环境的马尔可夫性质无关。
2019-08-13 quant-ph
Feedback exponential stabilization of GHZ states of multi-qubit systems
在本文中，我们考虑随机主方程描述的多量子比特系统与电磁场进行连续时间测量的相互作用的演变。通过考虑多个z-型（不同量子比特上的Pauli z矩阵）和x-型（所有量子比特上的Pauli x矩阵）测量和一个控制哈密顿量，我们提供了反馈控制器和控制哈密顿量的一般条件，确保几乎必然指数收敛到预定的Greenberger-Horne-Zeilinger（GHZ）状态，该状态被假设为测量算子的公共本征态。我们提供了满足这些条件的反馈控制器的显式表达式。我们还考虑的情况下，只有z-型测量和多个控制哈密顿量，我们讨论了渐近收敛到一个预定的GHZ状态。最后，我们通过数值模拟证明了我们的方法对三量子比特系统的有效性。
2020-10-30 math-ph math.MP math.OC
Optical multi-qubit gate operations on an excitation blockaded atomic quantum register
我们考虑一个多量子位原子或离子系统，其中有两个计算基态和一个相互作用的激发态，在所谓的封锁制度，使得只有一个量子位可以被激发在任何一个时间。这种系统的例子是稀土离子掺杂的晶体和镊子阵列中捕获的中性原子。我们提出了一个简单的激光激发协议，产生一个复杂的相位因子上的任何所需的多量子位产品的状态，并可用于实现多量子位门，如n位Toffoli门。该操作仅使用两个脉冲来执行，其中每个脉冲同时寻址所有量子位。通过使用复杂的双曲正割脉冲，我们的计划是强大的，并允许完全转移到和从激发态，尽管相互作用参数的变化。详细分析了多量子比特门的性能。
2022-10-12 quant-ph
Pulsed reset protocol for fixed-frequency superconducting qubits
提高量子比特的相干时间是量子计算领域的一个基本挑战。然而，对于长寿命的量子位，在实验完成后等待量子位弛豫到它们的基态是低效的。此外，对于纠错方案，重要的是快速重新初始化辅助奇偶校验量子比特。我们提出了一个简单的基于双脉冲序列的脉冲量子比特复位协议。第一脉冲将所述激发态布居转移到更高的激励量子位状态，并且第二脉冲进入由低Q传输线谐振器提供的有损环境，所述低Q传输线谐振器也用于量子位读出。我们发现，剩余的激发态人口可以被抑制到$2.2\pm0.8\%$，并利用脉冲复位协议进行实验，在增强的速率。
2019-04-01 quant-ph
Distributed entanglement generation from asynchronously excited qubits
研究通过公共腔谐振器异步激发三个超导量子比特，以时间可控方式最大化分布式纠缠，发现异步耦合可延长纠缠时间。
2021-12-15 quant-ph
Single-photon triggered quantum entanglement between two qubits or at least 2000 identical qubits
该研究探究单光子光场对量子纠缠的调控作用，分析了激发态权重、初始相干性的影响，发现单光子可在至少2000个全同量子比特的系统中触发任意两比特间纠缠，且纠缠程度与比特数无关。
2024-06-19 quant-ph
Quantum computation of $π\to π^*$ and $n \to π^*$ excited states of aromatic heterocycles
本文在IBM超导量子计算机上结合纠缠锻造和量子子空间展开方法，模拟了四种芳香杂环化合物的π→π*和n→π*激发态光谱，验证了量子计算在活性空间电子波函数模拟中的可行性。
2023-09-18 quant-ph
Stabilization of Ultracold Molecules Using Optimal Control Theory
在最近对超冷物质的实验中，分子已经通过光缔合、费什巴赫共振和三体复合从超冷原子产生。所产生的分子在振动上是冷的，但在振动上是高度兴奋的。这最终会导致它们由于碰撞而从陷阱中丢失。我们提出了成形的激光脉冲转移这些高度激发的分子到他们的地面振动水平。采用最优控制理论来找到将以最小强度执行此任务的光场。我们目前的结果为钠二聚体。如果最初的猜测场是物理激励的，那么最终的目标可以达到99%以内。我们发现，最佳领域包含一个良好的弗兰克-康登泵浦方案所需的过渡频率。该分析能够确定能够在其他竞争过程发生之前实现该任务的强度和脉冲持续时间的范围。这样的方案可以产生稳定的超冷分子样本，甚至稳定的分子玻色-爱因斯坦凝聚体。
2004-02-09 quant-ph
One-step implementation of multiqubit phase gate with one control qubit and multiple target qubits in coupled cavities
我们提出了一个一步实现多量子位控制相位门的方案，即在耦合腔阵列中，一个量子位同时控制多个三能级原子。选择性的量子比特-量子比特耦合是通过消除原子激发态和光子态来实现的，而控制量子比特和任意目标量子比特之间所需的相移可以通过适当地选择外场参数来实现。此外，有效的模型对退相干是鲁棒的，因为在门操作期间，原子和场模式都没有被激发，从而向可扩展的量子计算网络迈出了有用的一步。
2014-02-04 quant-ph
On Exponential Stabilization of Spin-1/2 Systems
本文研究了自旋为1/2的量子系统在连续时间测量下的镇定问题。在没有反馈的情况下，通过给出收敛速度的下界，我们证明了在激发态和基态附近的指数稳定性。基于随机李雅普诺夫技术，我们提出了一个参数化的基于测量的反馈，确保指数收敛到激发态。此外，我们给出了这种情况下的收敛速度的一个下界。然后讨论了控制律中各个参数对收敛速度的影响。最后，我们通过仿真来说明这种反馈律的有效性。
2019-02-08 math-ph math.MP math.OC
Thermal and Residual Excited-State Population in a 3D Transmon Qubit
我们提出了一个系统的研究第一激发态人口的三维transmon量子比特安装在一个可变温度的稀释冰箱。使用Geerlings等人开发的协议的修改版本。[1]，我们观察到激发态布居与Maxwell-Boltzmann分布一致，即，在35-150 mK的温度范围内，与制冷机处于热平衡的量子位。低于35 mK，激发态粒子数饱和到0.1%，接近我们测量的分辨率。我们使用与其读出谐振器耦合强十倍的通量量子比特验证了这一结果。我们得出结论，这些量子位的有效温度T_{eff} = 35 mK。假设T_{eff}仅仅是由热准粒子引起的，则推断出的量子位寿命为108 us，并且与测量的80 us合理一致。
2015-05-04 cond-mat.supr-con quant-ph
Autonomous stabilization of remote entanglement in a cascaded quantum network
University of Illinois at Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）；University of Chicago（芝加哥大学）
该研究通过级联量子网络中的非互易波导耦合和局部驱动，实现了远程纠缠的自主稳定，展示了基于替代对称性的修改协议在提高纠缠度方面的有效性，为高保真度量子信息处理提供了新方法。
2026-03-12 quant-ph
Raman Excited Spin Coherences in N-V Diamond
通过非简并四波混频（NDFWM）和电磁感应透明（EIT），在N-V金刚石色心中观测到拉曼激发的自旋相干。发现最大吸收抑制为17%，这对应于给定金刚石中N-V中心的随机几何取向的可能的70%。在固体中的量子计算的上下文中，这种透明度水平代表了量子比特（qubit）的有效制备，以及执行任意单个量子比特旋转的能力。
2000-07-28 quant-ph
Deterministic Controlled-NOT gate for single-photon two-qubit quantum logic
我们展示了一个鲁棒的单光子双量子比特量子逻辑的确定性线性光学控制非（CNOT）门的实现。偏振Sagnac干涉仪与嵌入式45 $^{\circ}$ -定向的鸽子棱镜用于使偏振控制量子位作用于相同光子的动量（空间）目标量子位。CNOT门不需要主动稳定，因为两个空间模式共享一个公共路径，并且它用于纠缠极化和动量量子位。
2004-05-03 quant-ph
Entanglement Generation and Stabilization by Coherent Collisions
本文提出利用流动电子的重复相干碰撞耗散性地驱动两个远程自旋量子比特进入纠缠稳态，并证明在碰撞频率高于退相干速率时纠缠可稳定存在。
2025-02-10 cond-mat.mes-hall quant-ph
Monitoring the energy of a cavity by observing the emission of a repeatedly excited qubit
本研究利用色散耦合量子比特的荧光测量，实现了单次光子计数与腔内光子数跟踪，观察到光子逐一离开腔时的量子跃迁，为玻色子码量子纠错提供了新方法。
2025-02-01 quant-ph
A multireference picture of electronic excited states in vanadyl and copper tetraphenyl porphyrin molecular qubits
本文通过态平均CASSCF和NEVPT2多组态计算，研究了钒氧基和铜四苯基卟啉分子量子比特的电子激发态，发现最低位激发态源于π-π*四重态激发，为分子自旋动力学提供了重要见解。
2025-04-29 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Loss resilience of driven-dissipative remote entanglement in chiral waveguide quantum electrodynamics
University of Illinois Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）；Pritzker School of Molecular Engineering, University of Chicago（芝加哥大学普里茨克分子工程学院）；Department of Physics, University of Chicago（芝加哥大学物理系）
研究远程量子比特在手性波导中驱动耗散纠缠的稳定性，通过耦合存储量子比特提高纠缠度，并展示减少驱动量子比特纠缠可增强对波导损耗的鲁棒性。
2024-03-29 quant-ph
Stabilization of quantum information by combined dynamical decoupling and detected-jump error correction
随机解耦的两种可能的应用进行了讨论。到目前为止，解耦方法只被认为是量子存储器，在这里，它表明，随机解耦也是一个方便的工具，稳定量子算法。此外，提出了一个解耦方案，其中包括一个随机解耦方法兼容的检测跳跃纠错量子码。利用这种组合的纠错策略，可以以有效的方式稳定量子信息以抵抗基于量子位的量子信息处理器的自发衰变和静态缺陷。
2007-12-10 quant-ph
Long-lived entanglement with Pulsed-driven initially entangled qubit pair
研究了在矩形和指数形激光脉冲作用下，不同初始纠缠量子比特对的纠缠特性。对于矩形脉冲，失谐量可以保护纠缠不退化，并控制纠缠的上下界。结果表明，当两个粒子都被激发时，纠缠的上界减小，而当只有一个粒子被激发时，纠缠的下界要好得多。当初始时间较小时，系统中出现纠缠退化、突然死亡和再生等现象.在矩形脉冲的作用下，出现了不同程度的长寿命纠缠行为.然而，在指数脉冲的情况下，我们得到一个不变的长寿命纠缠.对于组合情况（矩形$+$指数），我们证明了通过增加矩形脉冲区域的强度和降低指数脉冲的拉比频率可以产生一个小变量的长寿命纠缠.
2013-11-12 quant-ph
Compressed simulation of thermal and excited states of the 1-D XY-model
几年来，以可控和相干的方式制备和操纵少量量子系统在许多实验中是可行的。事实上，这些实验现在通常用于量子模拟和量子计算。然而，正如最近所示，这样的系统也可以用来模拟指数级更大系统的特定行为。也就是说，某些量子计算可以由指数级更小的量子计算机执行。这种压缩的量子计算可以用于使用非常少的量子比特来观察例如1D XY模型的量子相变。我们在这里扩展这个概念，以模拟热以及激发态的一维XY模型的行为。特别地，我们考虑了n个量子比特的自旋链的一维XY模型，并导出了一个模拟原始系统的仅处理$\mathrm{log}(n)$量子比特的量子线路。我们演示了如何热的行为，以及系统的任何本征态可以有效地模拟在这种压缩的方式，并提出了一个量子线路上的$\mathrm{log}(n)$量子比特测量的磁化强度，扭结的数量，并发生在热的相关性，以及任何激发态的原始系统。此外，我们推导出压缩电路来研究时间演化。
2015-06-23 quant-ph
Giant Rabi frequencies between qubit and excited hole states in silicon quantum dots
该研究理论上扩展了硅量子点中空穴自旋量子比特的跃迁分析至第一激发二重态，发现其拉比频率比基态高出数个数量级，且可通过偏压调谐，对多能级操控和多空穴编码有启示。
2025-03-04 cond-mat.mes-hall quant-ph
Causality in a qubit-based quantum switch
我们介绍了一个基于量子位的版本的量子开关，包括在一个变化的费米问题。两个量子位开始于叠加态，其中一个量子位被激发，另一个处于基态，但未定义哪个是激发的量子位。然后，一段时间后，如果检测到光子，我们知道它必须经历一个原子的发射，然后另一个原子的吸收和再发射，但是两个量子比特的发射事件的顺序是不确定的。虽然我们很容易把这种情况称为因果关系不确定或因果顺序叠加的情况，但我们仍然证明了因果关系的精确概念：当时间足够短以防止光子交换时，每个原子的激发概率完全独立于另一个原子。
2022-05-09 quant-ph
Fast Unconditional Reset and Leakage Reduction of a Tunable Superconducting Qubit via an Engineered Dissipative Bath
本研究利用工程化超材料波导提供宽频冷浴，实现可调transmon量子比特在88纳秒内对多个激发态的无条件复位（误差低于0.13%），并通过态密度滚降实现44纳秒内选择性复位第二激发态至0.285%残余布居，同时保持计算子空间信息保真度。
2024-11-08 quant-ph
Coherence control for qubits
我们研究了在比特翻转噪声的影响下，外部驱动场对量子比特相干特性的影响。在存在驱动的情况下，考虑了两种典型的情况：（i）导致在所谓的隧穿相干破坏中适当选择参数的场，以及（ii）与静态量子比特哈密顿量交换的场。在每种情况下，我们给高频驱动的相干时间的下限。这揭示了外场可用于相干稳定的条件。
2003-07-31 quant-ph
Phase Analysis on the Error Scaling of Entangled Qubits in a 53-Qubit System
我们仔细研究了IBM Rochester上具有不同连通性的纠缠量子比特在“噪声”环境下的行为。的相位轨迹分析的基础上，我们的测量的类GHZ状态进行。我们的研究结果指出了一个重要的事实，即纠缠量子比特通过缩放特性被“保护”免受环境噪声的影响，该缩放特性仅影响其幅度的权重。大多数测量的再现性已被证实在一个合理的短门操作时间。但是仍然有一些量子比特的组合以量子态之间跃迁的形式显示出显著的纠缠演化。详细分析了纠缠演化的相位轨迹，以及类GHZ态的突然死亡和新激发态的复活对纠缠演化的影响。所有观测到的纠缠量子比特的轨迹都是在“噪声”中间尺度量子计算机（NISQ）中新的激发态的影响下产生的。
2020-10-21 quant-ph
Spontaneous decay of artificial atoms in a multi-qubit system
我们考虑一个一维链的N个等距间隔的非相互作用量子比特嵌入在一个开放的波导。在单激发子空间的框架下，我们系统地研究了当链中唯一的量子比特被初始激发时，量子比特振幅的演化。我们证明了量子比特振幅的时间动力学主要取决于kd的值，其中k是波矢量，d是相邻量子比特之间的距离。如果kd等于$π$的整数倍，则量子位被激发到按SN^{-1}S缩放的稳定水平。我们表明，在这种情况下，它是防止量子比特从衰减到零，即使他们没有贡献的光子发射的输出光谱的暗状态。对于其他kd值，量子比特的激发具有阻尼振荡的形式，其表示多量子比特系统中的真空拉比振荡。在这种情况下，光子辐射的输出光谱由具有最小宽度的子辐射态定义。
2021-04-11 quant-ph
