Su-Schrieffer-Heeger model driven by sequences of two unitaries: periodic, quasiperiodic, aperiodic, and random protocols
Indian Institute of Science（印度科学研究所）
本文研究了通过交替应用两个单位元操作符U₁和U₂的不同组合驱动Su-Schrieffer-Heeger模型的影响，探讨了周期性、拟周期性、非周期性和随机协议对系统拓扑性质和Loschmidt回声的影响。
2026-05-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Precise high-fidelity electron-nuclear spin entangling gates in NV centers via hybrid dynamical decoupling sequences
固体中的色心，如金刚石中的氮空位中心，提供了受到良好保护和良好控制的局部电子自旋，可用于各种量子技术。此外，周围自旋核的长相干时间可以通过色心控制鲁棒的量子寄存器。我们设计了脉冲序列协议，驱动电子自旋产生强大的纠缠门与这些核记忆量子位。我们发现，相比单独使用Carr-Purcell-Meiboom-Gill（CPMG），Uhrig去耦序列和CPMG和Uhrig序列组成的混合协议提高了这些纠缠门的保真度，自旋控制范围和自旋选择性。我们提供的序列协议的解析表达式，也显示了我们的方法在金刚石中的氮空位中心的数值效果。我们的结果广泛适用于色心弱耦合到一个小数目的核自旋量子比特。
2020-08-08 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum state redistribution based on a generalized decoupling
我们开发了一个简单的协议，一个一次性版本的量子态重新分配，这是最普遍的两端源编码问题。该协议是从完全量子反向香农和完全量子Slepian-Wolf问题的协议的组合简化，其时间反演对称性是显而易见的。当该协议应用于重分布状态具有张量幂结构的情况时，可以获得更多的自然资源率。
2008-09-24 quant-ph
Efficient achievability for quantum protocols using decoupling theorems
在量子香农理论中，证明协议的可验证性通常不考虑协议实现目标的效率。然而，已知的是，诸如相干状态合并之类的协议可以以最佳速率有效地实现。我们的目标是进一步调查这一事实，在一般的一次性设置，通过考虑某些类的解耦定理，并给出这些类的确切利率。此外，我们比较结果的一般解耦定理使用Haar分布酉那些使用较小的运营商，特别是$ε$ -近似2-设计。我们还观察了我们的利率在特殊情况下，如$ε$接近零和渐近极限的行为。
2014-02-14 math-ph math.MP quant-ph
Faster Randomized Dynamical Decoupling
本文提出一种随机动力学解耦协议，仅用少量额外脉冲即可提升任意确定性DD协议性能，并证明其优于Uhrig DD等最优序列，通过新分析方法和数值模拟验证了显著优势。
2024-11-06 quant-ph
Optimizing a Dynamical Decoupling Protocol for Solid-State Electronic Spin Ensembles in Diamond
我们证明了通过优化的动力学解耦（DD）的金刚石中的氮空位（NV）中心的致密系综的自旋相干时间的显着改善。冷却样品到$77$ K抑制纵向自旋弛豫$T_1$效应和DD微波脉冲被用来增加横向相干时间$T_2$从$\sim 0.7$ ms到$\sim 30$ ms。我们扩展以前的工作单轴（CPMG）DD对任意自旋状态的保存。脉冲和失谐误差的理论和实验表征后，我们比较各种DD协议的性能。我们确定，保持任意自旋状态的最佳控制方案是一个递归的协议，级联版本的XY 8脉冲序列。改善的自旋相干性可能对改善交流磁力测量的灵敏度产生直接影响。此外，该协议可以用于更密集的金刚石样品，以增加相干时间高达NV-NV相互作用时间尺度，这是朝着创建量子集体NV自旋态迈出的重要一步。
2015-07-14 quant-ph
Experimental realization of robust dynamical decoupling with bounded controls in a solid-state spin system
我们的实验证明了一个强大的动态解耦协议与有界控制使用长软脉冲，消除了传统的实现具有挑战性的要求强控制脉冲。该协议通过设计解耦传播子以经历耦合器组的欧拉循环来完成[Phys.Rev.Lett. 90，037901（2003）]。我们证明，这种欧拉解耦方案增加了两个数量级的相干时间在我们的实验中，无论是失相或普遍的噪声环境。
2016-09-21 quant-ph
Towards generation of cat states in trapped ions set-ups via FAQUAD protocols and dynamical decoupling
许多粒子的强纠缠态（如猫态）的高保真生成是一个特别苛刻的挑战。一种方法是在一定的最终时间内尽可能精确地驱动系统，以避免产生不需要的激励。然而，激发也可以通过耗散效应的存在而产生，例如失相。在这里，我们比较了本地绝热和快速准绝热协议在实现高保真度的目标叠加态与无失相的有效性。特别是，我们认为被困离子设置中，每个自旋相互作用与所有其他的均匀耦合强度或幂律耦合。为了减轻失相的影响，我们补充绝热协议与动态解耦，我们测试其有效性。我们研究的协议可以很容易地实现与国家的最先进的技术。
2019-11-03 cond-mat.quant-gas quant-ph
Dynamical decoupling protocols with nuclear spin state selectivity
初始化核自旋的能力是量子计算和模拟以及磁共振光谱和成像中使用的许多协议的关键要求，核自旋通常即使在低温下也处于混合状态。然而，它仍然是一项具有挑战性的任务，通常涉及复杂和低效的协议，限制了随后操作的保真度或测量灵敏度。我们在这里介绍了一类动态核自旋状态选择（DNSS）协议，当应用到一个极化的电子自旋，如氮空位（NV）在金刚石中心，允许选定的混合物的核状态的地址。它的工作原理是将基本的本征态分裂成两个不同的对称性，这两个对称性取决于核自旋态，而与电子-核耦合强度无关。作为一个特定的例子，我们表明，DNSS是通过简单地引入一个失谐在共同的Carr-Purcell-Meiboom-Gill（CPMG）协议，其中的状态选择，然后控制脉冲间的间隔。这种方法在核寄存器的超高保真初始化、系综极化和核的单门操纵方面具有优势。
2018-09-29 quant-ph
Aperiodic dynamical decoupling sequences in presence of pulse errors
动态退耦合（DD）是保持量子位量子态的一种很有前途的工具。然而，控制脉冲中的小缺陷会严重影响解耦的保真度，并在很长一段时间内定性地改变受控系统的演化。利用解析和数值方法，我们从理论上研究了两个非周期DD序列的脉冲误差积累效应，Uhrig的DD（UDD）协议[G。S. Uhrig，Phys. Rev. Lett. { \bf 98}，100504（2007）]和二次DD（QDD）方案[J. R.韦斯特湾H. Fong和D. A. Lidar，Phys. Rev. Lett { \bf 104}，130501（2010）]。我们考虑使用硅中磷供体的电子自旋来实现这些序列，其中DD序列被应用于抑制供体自旋的退相。研究了不同自旋初态对退耦保真度的影响。我们详细研究了DD保真度的初始下降及其长期饱和。我们还证明了通过沿不同方向施加控制脉冲，QDD协议的性能可以得到显著改善，并解释了这种改善的原因。我们的研究结果可能是有用的未来实现的非周期性解耦协议，并为更好地理解量子控制自旋的错误的影响。
2011-01-12 quant-ph
Uniaxial dynamical decoupling for an open quantum system
动力学退耦合是抑制量子系统与环境退相干的一种积极有效的方法。与标称双轴DD相比，这项工作提出了一种单轴解耦协议，该协议需要显着减少的脉冲数和满足“魔术”条件的低得多的偏置场。我们表明这种单轴DD协议在许多实际感兴趣的模型系统中有效地工作，例如，杂散磁场中的自旋或原子玻色-爱因斯坦凝聚体（经典噪声），或者半导体量子点中的电子自旋耦合到核自旋（量子噪声）。它只需要一半数量的控制脉冲和低10-100倍的偏置场用于去耦，如在上述说明性示例中通常采用的那样，并且总体功效对于控制脉冲的旋转误差是鲁棒的。我们提出的单轴DD协议为量子计算和量子信息处理、量子精密测量和低场核磁共振中的相干控制提供了新的思路。
2018-11-27 quant-ph
Selective dynamical decoupling for quantum state transfer
离散量子网络间的态转移是量子信息处理的基本任务之一。其目的是将信息忠实地放置在网络中的特定位置。然而，所有的物理系统都有缺陷，这会严重限制传输保真度。我们提出了选择性动态解耦方案，能够稳定弯曲线性量子比特链模型上的不完美量子态传输协议。数值模拟结果验证了该方法的有效性。仿真结果表明，这些选择性动态解耦方案能够有效地抑制量子态传输协议中的错误。
2014-12-26 quant-ph
Dynamical-decoupling-protected nonadiabatic holonomic quantum computation
实现高保真度量子门的主要障碍是由于对量子系统的不精确操纵而产生的控制误差和由于量子系统与环境相互作用而引起的退相干。非绝热完整量子计算允许全几何量子门的高速实现，使得量子计算对控制误差具有鲁棒性。无论是集体退相干还是独立退相干，动态退耦合都为保护量子门免受环境诱导退相干的影响提供了一种有效的方法。本文提出了一个具有动力学解耦保护的非绝热完整量子计算方案。由于非绝热完整量子计算和动力学解耦的结合，我们的协议不仅具有对控制误差的内在鲁棒性，而且还保护量子门免受环境诱导的退相干。
2021-01-14 quant-ph
Universal dynamical decoupling of a single solid-state spin from a spin bath
控制单个量子系统与其环境的相互作用是量子科学和技术中的一个基本挑战。通过双轴动力学解耦，我们戏剧性地抑制了金刚石中单个自旋与周围自旋池的耦合。通过量子过程层析成像验证了对任意量子态的相干性。由此产生的相干时间增强被发现遵循一般缩放与去耦脉冲的数量。对于高达136个脉冲的去耦作用没有观察到限制，与自旋回波相比，相干时间增强了25倍以上。这些结果揭示了实验量子科学的新制度，并允许克服实施量子信息协议的主要障碍。
2010-10-21 cond-mat.mes-hall quant-ph
Method for decoupling error correction from privacy amplification
纠缠纯化为证明量子密钥分发方案的安全性提供了一个统一的框架。然而，到目前为止，CSS代码构造中的局部可扩展性约束意味着BB84的纠错和隐私放大过程没有完全解耦。在这里，我提供了一种方法来完全解耦这两个过程。该方法要求Alice和Bob共享一些初始秘密字符串，并使用它来使用一次性密码本加密来加密位翻转错误综合征。作为一个应用程序，我证明了无条件的安全性的交互式级联协议，提出了由Bullard和Salvail的纠错，修改的一次性密码本加密的错误综合征，然后由随机矩阵协议的隐私放大。这在计算能力和密钥生成速率方面都是有效的协议。
2002-01-08 quant-ph
Long-time electron spin storage via dynamical suppression of hyperfine-induced decoherence in a quantum dot
在量子点中，通过使电子经历合适的动态退耦序列，可以显著增加由核自旋环境引起的电子自旋退耦的相干时间。我们分析了高层次的解耦协议的性能，通过使用分析和精确的数值方法相结合，并特别注意大脉冲间延迟和长时间的动态，这是超出了标准的平均哈密顿理论描述的制度。我们证明，动态解耦可以保持有效的远远超出其正式域的适用性，并发现，利用级联设计的协议提供了最佳的性能，该系统在相关的参数范围内。在初始电子状态是已知的情况下，能够完全冻结退相干在很长一段时间的协议的构建和特征。还评估了系统和对照非理想性的影响，包括浴内偶极相互作用、磁场偏置和浴极化以及系统脉冲缺陷的影响。虽然小的偏置场和小的浴极化降低了去耦保真度，但增强的性能和时间调制来自于强的施加场和高极化。总体而言，我们发现，如果控制参数的相对误差不超过5%，解耦协议仍然可以延长相干时间高达两个数量级。
2008-01-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.other quant-ph
Identifying and decoupling many-body interactions in spin ensembles in diamond
我们模拟了固态系统中变密度准二维自旋系综的动力学，重点是金刚石中的氮空位中心。我们认为，在一个现实的“自旋浴”的环境下，各种控制序列的平均动态的大合奏的自旋。我们发现，自旋锁定是有效的去耦自旋初始化沿驱动轴，无论是从相干偶极相互作用和外部自旋浴环境，当驱动是两个数量级强于相关的耦合能量。由于标准脉冲动态去耦序列的应用导致与环境的强去耦，而其他专门的脉冲序列可以去耦相干偶极相互作用，这样的序列可以用于识别主要的相互作用类型。此外，脉冲去耦序列的适当组合可以导致两种相互作用类型的抑制，从而允许额外的自旋操纵。最后，我们考虑这些控制协议上的有限宽度脉冲的效果，并确定提高去耦效率与脉冲持续时间的增加，从而从移相和相干动态的相互作用。
2018-09-24 cond-mat.mes-hall quant-ph
Dynamical decoupling of a singlet-triplet qubit afflicted by a charge fluctuator
研究了单重态-三重态自旋量子比特的动态退耦脉冲序列对电荷涨落噪声的去除效率。我们开发了一种数值方法来解决动力学方程的所有三个组成部分的布洛赫矢量下的一般脉冲协议，并与任意旋转轴。量子位元在其工作点上同时经历退相和耗散动力学过程。弱耦合和强耦合波动的限制，揭示了在不同的参数制度的不同动态的解析解。量子比特的衰变时间与控制脉冲的数量的缩放被发现遵循幂律在很宽的范围内的TLF参数和量子比特偏置点。
2012-09-22 cond-mat.mes-hall quant-ph
Randomized Dynamical Decoupling Strategies and Improved One-Way Key Rates for Quantum Cryptography
本文研究了量子纠错的各种方法。它分为两个部分。在第一部分中，动态解耦方法被认为是有抑制量子存储器中的残余缺陷的影响的任务。这种抑制是通过改变一个不完美的量子存储器的动力学的帮助下，一系列的本地幺正操作应用到qudits。然而到目前为止，这种解耦序列的操作已经被构造在一个确定性的方式，在这篇论文中开发的策略，从一个合适的集合中随机选择构建的操作。此外，它是调查，如果以及如何讨论的解耦策略可以用来保护量子计算上运行的量子存储器。论文的第二部分研究了量子纠错码和量子密钥分发协议。重点是BB84和6状态协议，在纠错和隐私放大步骤中仅使用单向通信。结果表明，通过添加额外的错误的初步密钥（一个过程称为嘈杂的预处理），然后使用结构化的块码，可以获得更高的安全密钥速率。对于BB84协议，它示出，迭代组合预处理导致甚至更高的增益。
2009-06-16 quant-ph
Dynamical decoupling of interacting spins through group factorization
本研究提出利用非预期哈密顿量的固有对称性，通过DD对称群的子群因子分解降低解耦序列复杂度、构建嵌套误差校正协议，复现了NMR经典序列并生成可抑制多种自旋相互作用的新型鲁棒短序列。
2025-10-01 quant-ph
Time-Invariant Discord in Dynamically Decoupled Systems
动态解耦协议是有效的量子纠错和油藏工程中最常用的工具之一。在本文中，我们研究的效果动态去耦脉冲的量子和经典相关的保存，以及它们的影响的有趣的现象的时不变的不和谐。我们研究两个量子比特经历本地退相欧姆类谱和动态解耦协议。我们研究了经典和量子关联的动力学和系统与环境之间的信息流行为之间的联系。最后，我们建立了一组必要条件，可以使用动态解耦技术创建时不变的不和谐。
2015-12-16 quant-ph
Prethermalization in the PXP Model under Continuous Quasiperiodic Driving
本文研究连续准周期驱动的 PXP Rydberg 原子链，揭示高频有效非遍历动力学及低频高振幅下的复入型疤痕转变，为动力学受限系统实现预热相提供途径。
2024-06-03 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
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
A Quantum Dynamics Tutorial: Visualising Dynamical Decoupling Sequences on the Bloch Sphere
University of Exeter（埃克塞特大学）
本教程从实验视角出发，借助布洛赫球可视化动力学去耦序列的量子动力学，阐明相干时间定义，提供开放脚本以助力新研究者掌握该量子控制工具。
2026-08-12 quant-ph
Random coding exponents galore via decoupling
除了极少数例外，量子信息理论中缺少的一部分是为量子信息处理协议提供随机编码指数。我们补救的情况下，提供这些指数的各种协议，包括那些在家庭树的协议。我们的攻击线是提供一个指数界的解耦误差的限制类的完全正的地图，其中的一个关键项的指数是在一个Rényi α-信息理论量的任何α $\in$（1，2]。其中涵盖的协议是全量子Slepian-Wolf，量子态合并，量子态重新分配，量子/经典通信跨信道与边信息在发射机有或没有纠缠援助，和量子通信跨广播信道。
2015-09-29 cs.IT math.IT quant-ph
Random decoupling schemes for quantum dynamical control and error suppression
我们提出了一个一般的控制理论框架，用于构造和分析随机解耦方案，适用于任意有限维复合系统的量子动力学控制。其基本思想是根据群上的随机路径而不是确定性路径来设计控制传播算子。我们的随机解耦协议的性能特征，并确定控制方案，它们可以显着削弱时间尺度的要求相比，循环对应。可靠的量子计算的影响进行了讨论。
2005-11-12 quant-ph
Optimal State Merging Without Decoupling
我们通过采用最近发现的最佳纠缠蒸馏协议[Renes和Boileau，Phys.Rev.A. 73，032335（2008）]。最优性的证明仅依赖于直接在Alice和Bob之间建立足够的“幅度”和“相位”相关性，而不是将Alice与环境解耦的常用技术。这加强了量子纠错的直觉，即这两个相关性是两方量子信息处理中真正重要的。
2009-05-08 quant-ph
Dynamical decoupling and quantum error correction with SU(d) symmetries
University of Liège（列日大学）
本文提出一种基于李群表示理论的通用动态解耦框架，用于qudit系统，通过分析有限子群的不可约成分，系统识别解耦群，并应用于构建新的脉冲序列和量子纠错码。
2026-04-17 quant-ph
Noise-Adaptive Predictive Dynamical Decoupling
Sharjah Maritime Academy（沙迦海事学院）；Indian Institute of Technology Jodhpur（印度理工学院乔德普尔分校）；University of the Basque Country UPV/EHU（巴斯克大学）；IKERBASQUE, Basque Foundation for Science（伊卡巴萨奎，巴斯克科学基金会）；EHU Quantum Center（EHU量子中心）
提出一种结合机器学习预测的噪声自适应动力学去耦框架，通过预测短时相干演化并自适应施加控制脉冲，在非马尔可夫和非平稳噪声环境下显著优于传统周期去耦协议。
2026-06-16 quant-ph
Enhanced Convergence and Robust Performance of Randomized Dynamical Decoupling
我们证明了随机化在相干量子动力学控制中的优势。对于系统是随时间变化的或需要解耦周期涉及大量的操作，我们发现，简单的随机协议提供优越的收敛性和稳定性相比，确定性的同行。此外，我们展示了如何随机化总是允许在很长一段时间内超越纯确定性方案，包括组合和级联方法。确定性和随机设计之间的最佳插值的一般标准，提出并说明在显式解耦方案相关的量子信息存储。
2006-10-13 quant-ph
Quantum bath control with nuclear spin state selectivity via pulse-adjusted dynamical decoupling
动力学解耦（DD）是控制任意开放量子系统的有效方法。在量子自旋控制中，DD通常涉及一系列定时自旋翻转（$π$旋转），其被布置为平均或选择性地增强与环境的耦合。在实验上，自旋翻转中的错误不可避免地被引入，从而促使人们努力优化错误鲁棒DD。在这里，我们颠倒这个范式：通过在标准DD中引入特定的控制“误差”，即与完美的$π$旋转（脉冲调整）的小的恒定偏差，我们表明我们获得了保留DD的优点同时引入量子态读出和偏振转移的能力的协议。我们利用这种核量子态的选择性，在金刚石中的氮空位中心的合奏有效地极化的$^{13}$ C量子浴。基本的物理机制是通用的，并铺平了道路的系统工程的脉冲调整协议与核状态选择性的量子控制应用。
2019-04-01 quant-ph
Heisenberg-limited metrology in the presence of non-Markovian noise with finite control rates
Center for Quantum Information and Control, University of New Mexico（新墨西哥大学量子信息与控制中心）；Department of Physics and Astronomy, University of New Mexico（新墨西哥大学物理与天文学系）
研究在有限控制速率非马尔可夫噪声下的海森堡极限计量学，通过建立与量子芝诺效应联系并扩展到无限维环境，划分三种构造类型，分析其性能，发现动态解耦协议在特定情况下有优势，数值模拟显示其改进作用可能超出微扰设置。
2026-07-15 quant-ph
Pulse-phase control for spectral disambiguation in quantum sensing protocols
我们提出了一种方法来识别虚假信号产生的有限宽度的脉冲在量子传感实验，并将其应用到最近提出的动态去耦序列准确的光谱解释。我们首先研究这些假共振的起源，并量化它们在涉及经典磁场测量的情况下的行为。在这里，我们表明，传感器的初始相位的变化，或等效地，去耦脉冲导致振荡的寄生信号强度，而真正的谐振保持不变。最后，我们将我们的结果扩展到量子制度的明确检测远程核自旋利用氮空位传感器在金刚石。
2016-09-27 quant-ph
Robust Dynamical Decoupling Sequences for Individual Nuclear Spin Addressing
我们建议使用非等间距的去耦脉冲的高分辨率选择性寻址的核自旋的量子传感器。的基本工作原理的分析模型补充了详细的数值研究，证明了高度的选择性和鲁棒性，对静态和动态控制领域的错误，这个计划。我们使用基于NV中心的传感器验证了我们的协议，以证明它能够识别形成大自旋系综的一部分的单个核自旋。
2015-10-10 quant-ph
Crosstalk-Robust Dynamical Decoupling for Bipartite-Topology Quantum Processors
提出一种修改动态解耦序列脉冲时序以抑制静态ZZ串扰的协议，在IBM超导量子设备上实现至少3倍保真度衰减率改进，并评估了不同耦合器架构的影响。
2025-06-22 quant-ph
Noise Decoupling for State Transfer in Continuous Variable Systems
针对连续变量状态转移问题，提出一种噪声解耦协议，通过干预收发节点间的路径来操纵由产生和湮灭算子多项式生成的噪声信道，实现恒等信道并恢复目标状态，数值计算验证了其有效性。
2024-02-15 math-ph math.MP quant-ph
Performance of dynamical decoupling in bosonic environments and under pulse-timing fluctuations
我们研究了抑制量子位退相通过乌里克动力学解耦（UDD）在非平凡的环境中建模的自旋玻色子形式主义。特别地，我们解决了以下情况：（i）量子位耦合到具有幂律谱密度的玻色子浴，以及（ii）量子位耦合到将能量耗散到玻色子浴中的单个谐振子，这体现了量子位的结构化浴的示例。然后，我们建模的随机时间抖动的影响，在UDD协议的排序脉冲应用时间从高斯分布集中在适当的值所规定的最佳协议。在情况（i）中，我们发现，当施加很少的脉冲并且考虑急剧截止时，对于超欧姆浴实现了更长的相干时间和鲁棒的UDD性能（针对随机定时误差）。另一方面，当考虑指数截止时，超欧姆浴是不期望的。在情况（ii）中，对于过阻尼谐波运动获得最佳方案。我们的研究为实现保护量子态不受退相干影响的优化方案提供了相关信息。
2017-01-05 quant-ph
Dynamical decoupling efficiency versus quantum non-Markovianity
我们研究了非马尔可夫性与纯退相量子比特动态解耦协议有效性之间的关系。我们考虑一个确切的模型，其中失相产生由于玻色子环境的欧姆类的谱密度。这是参数化的欧姆参数通过改变，我们可以模拟马尔可夫和非马尔可夫环境。有趣的是，我们发现，工程的非马尔可夫环境是有害的效率的动态解耦方案，导致更差的一致性保持。我们发现，每个动态去耦脉冲反转的量子信息流，并在此基础上，我们调查动态去耦效率和水库谱密度之间的联系。最后，在油藏工程的精神，我们研究了最佳的系统，油藏参数，以实现最大的静态凝聚力。
2015-12-16 quant-ph
Decoupling Nuclear Spins via Interaction-Induced Freezing in Nitrogen Vacancy Centers in Diamond
本文提出一种通过以不等拉比频率同时驱动电子与核自旋来实现NV中心核自旋冻结的协议，有效隔离电磁噪声并抑制量子关联，从而延长核自旋量子存储器的存储时间。
2023-02-02 quant-ph
Unification of Random Dynamical Decoupling and the Quantum Zeno Effect
周期性的确定性的bang-bang动力学解耦和量子芝诺效应是从相同的物理机制中产生的。这两个概念都是基于周期的强烈和频繁的踢挑起细分的希尔伯特空间成独立的子空间。然而，以前的统一结果没有捕捉到的情况下，随机bang-bang动态解耦，这可能是有利的确定性的情况下，但具有固有的非循环结构。在这里，我们建立了随机动力学解耦和量子芝诺效应之间的对应关系，通过调查随机解耦演化的平均值。该协议是量子芝诺动力学的表现，并导致一个单一的浴演变。通过提供一个框架，我们称之为公平性的系统和浴，我们表明，随机动态解耦下的系统动力学收敛到一个单一的解耦误差，其特征在于依赖于收敛速度的芝诺极限。这揭示了随机动力学解耦和量子芝诺效应的统一。
2022-08-04 quant-ph
Selective decoupling and Hamiltonian engineering in dipolar spin networks
我们提出了一个协议，选择性地去耦，再耦合，和工程师在介观偶极自旋网络的有效耦合。特别是，我们开发了一个多功能的协议，依赖于魔角旋转执行哈密顿工程。通过使用全局控制场结合局部致动器，例如位于核自旋网络附近的金刚石氮空位中心，可以实现对有效耦合的全局和局部控制。我们表明，由此产生的有效哈密顿量可以很好地理解内一个简单，直观的几何图片，并证实其有效性进行精确的数值模拟少体系统。我们的方法的应用是在新兴领域的二维室温量子模拟器在金刚石平台，以及偶极耦合极性分子网络。
2017-10-11 cond-mat.quant-gas quant-ph
Decoupling with random diagonal unitaries
我们调查去耦，在量子香农理论中最重要的原语之一，通过替换均匀分布的随机酉通常用于实现协议，与重复应用的随机酉对角的泡利- $Z$和- $X$基地。该策略最近被证明在多次重复该过程后实现了近似的酉$2$设计，这意味着该策略逐渐实现解耦。在这里，我们证明，甚至更少的重复的过程中实现解耦相同的速率与均匀的，而不精确的近似酉$2$设计是足够的解耦。我们还简要地讨论了有效的实现，他们和我们的去耦定理相干态合并和相对热化的影响。
2017-07-26 quant-ph
Multi-qubit Dynamical Decoupling for Enhanced Crosstalk Suppression
针对多量子比特系统中的退相干错误及静态与驱动相干串扰问题，提出一种新型交错动力学解耦协议，在IBM Quantum超导处理器上实验验证，相比标准DD序列分别将电路保真度提升19.7%和8.5%。
2024-08-25 quant-ph
Single-bit Feedback and Quantum Dynamical Decoupling
在受到不需要的幺正或非幺正动力学影响的目标系统中合成有效的身份演化是量子控制和量子信息处理应用的基本任务。在这里，我们研究如何单比特，离散时间的反馈能力，可以利用制定或增强量子程序，有效地抑制不必要的动力学在有限维开放量子系统。给出了任意演化时间下可由单比特反馈校正的联合酉传播子的显式特征。对于一个二维目标系统，我们展示了如何通过适当地结合量子反馈与动态解耦方法，级联反馈解耦方案可以建立，它可以在放松的控制假设下运行，可以优于纯闭环和开环协议。
2006-09-21 quant-ph
Qudit Dynamical Decoupling on a Superconducting Quantum Processor
本文针对多能级量子位系统易退相干的问题，基于海森堡-魏尔群提出动态解耦协议，在超导处理器上实验验证了其能有效抑制退相干和交叉克尔耦合，显著提升贝尔态保真度，为可扩展量子计算铺路。
2024-07-05 quant-ph
Quantum Gates via Dynamical Decoupling of Central Qubit on IBMQ and 15NV Center in Diamond
Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH（亥姆霍兹柏林材料能源有限公司）；Freie Universität Berlin（柏林自由大学）
通过动态去耦技术在IBMQ和钻石15NV中心实现快速高保真的量子门，提供了一种通用的量子控制策略。
2026-02-19 cond-mat.other quant-ph
Coherence-protected Quantum Gate by Continuous Dynamical Decoupling in Diamond
为了实现可靠的量子信息处理，必须保护量子门和量子比特不受退相干的影响。在氮空位系统中，我们用连续波动力学解耦方法，不仅使相干时间延长了约20倍，而且在控制时间内对量子门起到了保护作用。该协议既保留了延长相干时间的优点，又易于与量子逻辑任务相结合。它有望在量子控制持续时间远远超过退相时间的任务中发挥作用。
2012-05-07 quant-ph
The decoupling approach to quantum information theory
量子信息理论研究物理定律对信息处理任务（如数据压缩和噪声信道上的数据传输）的基本限制。这篇论文提出了一般的技术，使人们能够解决许多基本问题的量子信息理论在一个统一的框架。本论文的中心定理证明了一个协议的存在，该协议通过一个任意的噪声量子信道传输部分已知的量子数据。除了这个问题的内在兴趣之外，这个定理还有几个量子信息理论的中心定理作为直接推论。接下来的章节利用这个定理证明了另外两种类型的量子信道，即量子广播信道和在发送端带有边信息的量子信道的新协议的存在性。这些协议还涉及发送量子信息部分已知的接收器与一个单一的使用的信道，并作为推论纠缠辅助和无辅助渐近编码定理。在这两种情况下，纠缠辅助的渐近版本可以被认为是这些问题的经典版本的最佳编码定理的量子版本。最后一章讨论一种称为锁定的纯量子现象。我们证明，它是可能的编码成一个量子态的经典消息，这样，通过删除一个子系统的对数大小相对于其总大小，没有测量可以有显着的相关性的消息。因此，该消息被一个椭圆形大小的密钥“锁定”。本文提出了第一个锁定协议，成功的标准是消息的联合分布和测量结果之间的跟踪距离和它们的边际的乘积足够小。
2010-04-09 quant-ph
Randomized Dynamical Decoupling Techniques for Coherent Quantum Control
在量子控制和量子信息处理中，对能够精确操纵量子动力学的策略的需求是普遍存在的。我们研究了两种情况下，随机动态解耦技术变得更加有利，相对于标准的确定性方法在关闭不必要的动态演化在一个封闭的量子系统：当处理解耦周期，涉及大量的控制动作和/或当寻求长时间的量子信息存储。高效的混合解耦方案，结合确定性和随机性的功能进行了讨论，以及依次实施级联的方法，在短时间内应用的好处，其次是一个混合协议，在较长的时间。一个量子寄存器组成的自旋1/2粒子链通过海森堡相互作用的相互作用被用作整个分析的模型。
2006-10-13 quant-ph
Dynamical decoupling in interacting systems: applications to signal-enhanced hyperpolarized readout
保持相干性的方法广泛地影响所有量子信息处理和计量应用。动态解耦方法通过在噪声环境中保护量子位来实现这一点，但通常被限制在量子位本身不相互作用的极限。在这里，我们考虑替代制度，其中的量子位间的耦合是相同的顺序与环境的退相相互作用。我们提出并证明了一个多脉冲协议，通过适当的哈密顿工程的自旋间耦合，同时抑制退相噪声的量子位，保护横向自旋态。我们基准的方法13 C核自旋量子位在钻石，偶极耦合到彼此和嵌入在一个嘈杂的电子自旋浴，并通过光泵NV中心超极化。我们观察到13 C原子核$T_2^{\prime}\approx$在室温下的有效态寿命为2.5s，比传统的$T_2^{\ast}$自由感应衰变延长了4700倍以上。在施加的量子控制期间，自旋被连续询问，导致13 C NMR谱线变窄，并且由于寿命延长，SNR提高了$>$ 500倍。与超极化一起，自旋询问被$>10^{11}$加速超过常规的7T NMR。这项工作提出了在各种实验平台上应用的耦合量子比特系统的动态解耦策略。
2020-08-19 cond-mat.mes-hall quant-ph
Crosstalk error correction through dynamical decoupling of single-qubit gates in capacitively coupled singlet-triplet semiconductor spin qubits
除了磁场和电荷噪声对自旋量子比特操作产生不利影响外，在多个耦合的单重态-三重态量子比特之一上执行单量子比特门提出了一个新的挑战-串扰，这在任何多量子比特量子计算架构中都是不可避免的（并且必须最小化）。我们开发了一组动态校正的脉冲序列，其被设计为消除两种类型的噪声的影响（即，场和电荷）以及对前导阶的串扰，并为所有24个单量子位Clifford门的这些校正序列提供参数。然后，我们提供了一个估计的误差作为噪声和电容耦合的函数，比较我们的校正门的保真度，其未校正的版本。在当前工作中提出的动态纠错协议对于下一代单重态-三重态量子比特设备是重要的，在下一代单重态-三重态量子比特设备中，许多量子比特之间的耦合将变得相关。
2018-01-29 cond-mat.mes-hall quant-ph
Adiabatic Dynamical-Decoupling Based Control of Nuclear Spin Registers
使用围绕电子自旋量子比特的核自旋作为量子寄存器和长寿命存储器，为量子信息和生物传感的新应用开辟了道路。因此，需要对核登记册实行通用和强有力的控制。尽管绝热门广泛应用于量子信息中，但它们可能变得太慢而无法超过退相干。在这里，我们介绍一种技术，通过该技术，绝热门由同时扩展相干性的动态去耦协议产生。我们说明了这种基于脉冲的绝热控制核自旋周围的NV中心的钻石。我们从Landau-Zener理论得到了一个封闭形式的表达式，并表明它可靠地描述了动力学。通过识别强大的Floquet状态，我们表明，该技术使核自旋的极化，一次性翻转和状态存储。这些结果介绍了一种新的控制范式，结合动态解耦与绝热演化。
2021-07-05 quant-ph
Continuous dynamical decoupling and decoherence-free subspaces for qubits with tunable interaction
保护量子态不受环境的退相干影响对于量子计算器件和量子模拟器的发展具有重要意义。在这里，我们介绍了一个连续的动态解耦协议，使我们能够保护两个量子比特之间的纠缠门操作的环境噪声。我们提出了一个简单的模型，该模型涉及两个量子位，它们彼此相互作用，其强度取决于它们的相互距离，并在它们之间产生纠缠，以及与环境的接触。环境的性质，也就是说，它是否充当量子位的个人或公共浴池，也由量子位的有效距离控制。结果表明，引入的连续动态解耦方案在保护纠缠操作方面效果良好。此外，在某些情况下，量子比特的动力学自然地将它们引导到无退相干的子空间中，该子空间可以用于补充连续动力学解耦。
2019-04-09 quant-ph
Twinned Dynamical Decoupling
Sofia University（索非亚大学）
针对脉冲面积误差，提出孪生动态解耦（TDD）序列族T2n，通过π相位反转消除共模误差，并优化相位抑制失谐误差，在超导量子比特上验证了增强的鲁棒性。
2026-09-17 quant-ph
