Experimental demonstration of composite pulses on IBM's quantum computer
我们使用开放访问IBM的量子处理器之一，基于超导transmon量子比特进行各种复合脉冲序列的全面实验测试。我们通过利用IBM Quantum提供的对后端进行低级访问的机会来实现量子位的显式脉冲控制。我们获得了各种各样的宽带，窄带和通带复合脉冲的激发配置文件，产生任何预先选择的目标概率，范围从零到一。我们还测试了通用的复合脉冲，补偿任何实验参数的误差。在所有的实验中，我们发现理论和实验激发配置文件之间的良好协议。这证明了复合脉冲是一种非常有效和灵活的量子控制工具，也证明了IBM量子处理器的高质量。作为一个极端的例子，我们测试和观察一个明显的窄带激励配置文件的复合序列多达1001个脉冲。
2022-02-19 quant-ph
Further analysis of some symmetric and antisymmetric composite pulses for tackling pulse strength errors
复合脉冲在传统的核磁共振实验和实验性量子信息处理中已被广泛使用，以减少系统误差的影响。在这里，我们描述了几个家庭的时间对称和反对称完全补偿复合脉冲，以前的Fn，Gn和BB1家庭的启发，由Wimperis开发。我们描述了家庭的复合180度脉冲（非门），表现出前所未有的宽容的脉冲强度误差没有不合理的敏感性，非共振错误，和相关的家庭更奇特的定制响应。接下来，我们将解决将这些方法扩展到其他旋转角度的问题，并讨论90度脉冲的数值结果。最后，我们展示了一些90度和180度脉冲的NMR实验的性能。
2013-02-04 quant-ph
Arbitrarily accurate variable rotations on the Bloch sphere by composite pulse sequences
提出了一种复合脉冲序列，它能使两态系统在Bloch球上以$θ$角作任意预定义的旋转。复合序列可以包含任意多个脉冲，并且可以将脉冲幅度和持续时间中的实验误差补偿到任何期望的量级。特别注意的是两类$π/2$序列-对称和非对称-其相位由简单的公式给出的合理倍数的$π$为任何数量的组成脉冲。这允许构造任意精确的$π/2$复合旋转。这些$π/2$复合序列用于通过配对两个$π/2$复合序列来构造三类任意长的复合$θ$序列，其中一个复合序列相对于另一个复合序列移位了相位$π-θ$。
2018-10-09 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
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
Robust single-qubit gates by composite pulses in three-level systems
复合脉冲是实现量子控制的有效工具。在这项工作中，我们推导出复合脉冲序列的形式，以实现三能级系统中的鲁棒单量子比特门，其中两个低能级作为一个量子比特。复合脉冲可以有效地消除一定数量级的系统误差。我们发现，三脉冲序列不能完全消除一阶系统误差，但仍然有效地使保真度抵抗特定方向的变化。当在序列（$N>3$）中采用更多脉冲时，保真度可以对所有方向上的变化不敏感，并且鲁棒性区域变得宽得多。最后，我们展示了复合脉冲在量子信息处理中的应用，例如，在两个量子比特之间进行鲁棒的量子信息传输。
2021-05-11 quant-ph
Detuning-modulated composite pulses for high-fidelity robust quantum control
介绍了一种适用于量子集成光子学的鲁棒量子信息处理控制方法。我们利用非共振失谐作为控制参数，得到一个新的家庭的复合脉冲的高保真度内的量子误差阈值的人口转移。通过设计，我们的失谐调制N件复合序列纠正任何控制不准确，包括脉冲强度，持续时间，谐振偏移误差，斯塔克移位，不必要的频率啁啾等，我们揭示了对称的脉冲，允许直接缩放与最小的脉冲开销为任意N。此外，我们在耦合波导中实现了复合解决方案，允许完整的光传输，对制造误差具有鲁棒性。
2018-11-06 quant-ph
Arbitrary precision composite pulses for NMR quantum computing
我们讨论了使用Brown等人[Phys.Rev.A70（2004）052318]的方法开发的任意精度复合脉冲的实现。我们给出了明确的结果，脉冲序列设计，以解决两个简单的情况下的脉冲长度错误和更复杂的情况下的非共振错误。这些结果是在NMR量子计算的背景下开发的，但可以应用得更广泛。
2007-09-05 quant-ph
Composite pulses for high-fidelity population inversion in optically dense, inhomogeneously broadened atomic ensembles
我们推导出复合脉冲序列，实现高保真度激发的两个状态系统中的光学密集，非均匀加宽的合奏。复合脉冲抵抗由于它们在其中传播的介质的反作用而引起的失真，并且能够创建到光学深度$αz>10$的高保真反演。它们具有平滑的脉冲形状，用于量子计算和通信中光学原子跃迁的相干控制。它们是单$π$脉冲激励方案和绝热通道方案之间的中间解决方案，比前者更容差，但仍然比后者快得多。
2016-01-08 quant-ph
Efficient and robust chiral resolution by composite pulses
介绍了一种利用三脉冲序列驱动闭环三态量子系统探测手性分子的方法。左旋和右旋对映体具有相同的光学性质（跃迁频率和跃迁偶极矩），唯一的区别是其中一个耦合的符号。我们确定了12个不同的序列的共振脉冲手性分辨率与完美的对比度发生。在所有这些脉冲中，第一和第三脉冲是$π/2$脉冲，中间脉冲是$π$脉冲。此外，三个脉冲中的一个必须相对于其他两个具有$π/2$的相移。所提出的手性分辨技术的简单性允许通过用复合脉冲替换单个$π/2$和$π$脉冲来直接扩展到更有效和更鲁棒的实现。我们提出了具体的例子，手性分辨率的复合脉冲，补偿脉冲区域的误差和驱动场的失谐。
2020-01-29 quant-ph
Chiral resolution by composite Raman pulses
提出了两种基于单脉冲序列和拉曼脉冲对的手性分子检测方法。手性分子被模拟为一个闭环三态系统，在两个对映异构体的耦合之一具有不同的符号。一种方法使用三个相互作用步骤的序列：单个脉冲、拉曼脉冲和另一个单个脉冲。另一种方法使用仅两个相互作用步骤的序列：拉曼脉冲和单个脉冲。第二种方法更简单、更快，但需要比第一种更复杂的拉曼脉冲。这两种技术都允许通过用复合脉冲序列替换单个脉冲和拉曼脉冲来进行简单的概括。后者实现了非常高的信号对比度和更大的鲁棒性实验误差比使用单脉冲。我们证明了恒定旋转（即，具有相位补偿）和可变旋转（即，具有相位失真）的复合脉冲，前者更精确，后者更简单和快速。
2020-06-08 quant-ph
Universal Composite Pulses for Efficient Population Inversion with an Arbitrary Excitation Profile
本文介绍了一种任意旋转宽带复合脉冲序列激发剖面的方法，用于强高保真布居数反演。这些脉冲补偿任何实验参数的偏差（例如，脉冲幅度、脉冲持续时间、与共振的失谐、斯塔克位移、不需要的频率啁啾等）。并且适用于任何脉冲形状。旋转允许在没有额外成本的情况下实现对脉冲面积和失谐误差的任何组合的高阶鲁棒性。后者可以是特别有用的，例如，当失谐误差是由于斯塔克位移与所施加的场的功率相关。我们证明了这些复合脉冲的效率和普遍性的实验实现的原子相干在$\text{Pr}^{3+}\text{:}\text{Y}_2\text{SiO}_5\:$晶体的重新定相。
2020-02-18 quant-ph
Ultrahigh-fidelity composite rotational quantum gates
本文提出了一种复合脉冲序列，它可以使量子比特在布洛赫球上产生任意预定义的旋转。复合序列包含多达17个脉冲，并可以补偿高达八个订单的脉冲幅度和脉冲持续时间的实验误差。导出了X（NOT）、Hadamard和任意旋转三种基本量子门的复合序列。本文提出了三类复合序列--一类对称的和两类非对称的。它们包含作为其最低成员的两个众所周知的复合序列-三脉冲对称SCROFULOUS脉冲和四脉冲不对称BB 1脉冲，分别补偿一阶和二阶误差。较短的序列是解析推导的，较长的序列是数值推导的（而不是通过嵌套和连接，这是迄今为止最常用的方法）。因此，这里得到的复合序列在速度或准确性方面或两者方面都与现有序列相匹配或优于现有序列。例如，我们得到一个二阶复合序列，它比著名的BB 1序列快（约13%）。对于高阶序列，加速变得更加明显。这对于量子信息处理很重要，因为这里推导出的序列为寻找超高保真度和高速之间的最佳点提供了更多选择。
2020-12-29 quant-ph
Geometric Aspects of Composite Pulses
作用在量子系统上的酉运算必须对控制参数中的系统误差具有鲁棒性，以实现可靠的量子计算。核磁共振（NMR）中的复合脉冲技术通过采用可能质量差的脉冲序列来实现这种鲁棒操作。在这篇文章中，我们证明了两种复合脉冲，一种补偿单量子比特系统中的脉冲长度误差，另一种补偿双量子比特系统中的J耦合误差，具有消失的动力学相位，从而可以被视为几何量子门，它通过与文中定义的循环向量动力学相关的完整性来实现幺正门。
2012-04-11 quant-ph
Arbitrarily accurate composite pulses
量子操作中的系统误差可能是实现对量子系统的控制的不完美性的主要来源。这个问题已经在核磁共振中得到了很好的研究，可以通过用脉冲操作的复合序列代替单个操作来解决，脉冲操作的复合序列通过对称性消除了误差。值得注意的是，这可以在不知道误差的量的情况下实现。与系统的初始状态无关，目前的技术允许误差减少到O（ε ^3）。在这里，我们将复合脉冲技术扩展到O（n ^n），对于任意n。
2005-01-25 quant-ph
Arbitrarily accurate passband composite pulses for dynamical suppression of amplitude noise
我们介绍了灵活的高保真通带（PB）复合脉冲序列最近推导出任意大，任意精确的宽带$\mathcal{B}$和窄带$\mathcal{N}$复合序列的级联构造。我们的PB序列允许产生灵活的和可调的近矩形的两个状态的反转配置文件作为一个单独的脉冲面积的函数，因为这些配置文件的宽度和矩形可以随意调整。此外，这些PB序列抑制脉冲区域$0$和$2π$周围的激发，并且将脉冲区域$π$周围的完全布居数反转的偏差抑制到任意高阶。这些特征使它们成为在存在相对较强的振幅噪声的情况下进行高保真量子位操作的有价值的工具。我们构造了两种类型的PB脉冲：$\mathcal{N}(\mathcal{B})$，其中宽带脉冲嵌套到窄带脉冲中，以及$\mathcal{B}(\mathcal{N})$，其中窄带脉冲嵌套到宽带脉冲中;后一种序列提供更窄的轮廓。我们推导出PB脉冲合成相位的精确解析公式和反演剖面的精确解析公式。这些公式允许容易地估计任何期望的量子位反转轮廓所需的实验资源。
2014-01-07 quant-ph
Composite pulses in NMR quantum computation
我描述了使用复合旋转的基础上，以打击量子逻辑门的系统误差的技术。尽管在核磁共振（NMR）量子计算的背景下开发和描述，但是这些序列应当适用于量子计算的其他实现。
2009-06-25 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
Robust population inversion in three-level systems by composite pulses
在这项工作中，我们利用复合脉冲的想法来实现三能级量子系统中的鲁棒布居数反转。该方案是基于耦合强度的调制，而其他物理参数保持不变。该复合脉冲序列通过消除高阶误差项来设计，可以将系统误差补偿到任意阶。特别地，该方案在波形变形的干扰下保持了良好的性能。这一特性保证了即使脉冲序列具有短的跳跃延迟，也几乎可以获得粒子数反转。作为一个例子，我们采用所设计的复合脉冲序列，以一种稳健的方式在超导电路中制备W态。数值结果表明，在退相干环境中，该方法仍能保持较高的保真度。
2022-04-08 quant-ph
Composite stimulated Raman adiabatic passage
介绍了一种用于三态量子系统相干控制的高保真技术，它结合了两种流行的控制工具-受激拉曼绝热通道（STIRAP）和复合脉冲。通过使用具有适当相位的部分延迟脉冲对的复合序列，可以通过相消干涉将阻止STIRAP达到单位保真度的非绝热跃迁消除到任意阶，因此可以使该技术任意精确。复合相位由简单的解析公式给出，不依赖于特定的脉冲形状、脉冲延迟和脉冲面积，具有普适性。
2013-06-04 quant-ph
Inverse engineering and composite pulses for magnetization reversal
我们提出了一种方法，实现快速和强大的磁化反转的纳米磁体，通过结合反求工程和复合脉冲。首先在短时间内对频率随时间变化的微波产生的磁场进行反向设计，并进一步引入复合脉冲，通过减小磁各向异性的影响来提高保真度。通过数值例子说明了高保真的磁化反转，并在布洛赫球上可视化。最后，基于Landau-Lifshitz-Gilber方程讨论了阻尼参数对脉冲序列的影响。这些结果为实现精确而快速的磁化反转或开关，以及在高密度信息存储和处理中的应用奠定了基础。
2017-03-10 quant-ph
High-fidelity local addressing of trapped ions and atoms by composite sequences of laser pulses
量子计算机的一个重要要求是能够在不影响邻居的情况下，以高保真度本地寻址任何量子位。我们提出了一种使用激光脉冲的复合序列的寻址方法，该方法大大减少了在紧密间隔的原子或离子的晶格中的寻址误差，并且同时显著增强了量子比特操纵的鲁棒性。为此，我们为最重要的单量子比特操作设计了新颖的高保真复合脉冲。原则上，这种方法允许人们超越衍射极限，因为只有位于激光束中心周围的小空间区域内的原子才能被激发，正好在激光束腰内。
2011-06-01 quant-ph
Detuning modulated universal composite pulses
我们提出了一种通用的方法来获得失谐调制复合脉冲（DMCP）作为一个典型的两态量子系统的N次旋转，以创建准确和鲁棒的脉冲，是独立于系统的初始状态。该方案具有最小的脉冲开销，并且在系统的寿命内，实现了对$10^{-4}$阈值内的幅度误差稳定的脉冲，该阈值可以适合于量子信息处理（QIP）。这一系列脉冲能够克服硅光子学中不可避免的制造误差，并放松对耦合到系统中的光的精确初始状态的需求，以实现精确的光传输。此外，我们将通用DMCP扩展到具有不可约SU（2）对称性的n能级系统，以创建对来自任何初始状态的脉冲区域中的误差具有高度鲁棒性的状态转移。
2021-08-14 quant-ph
High-fidelity composite quantum gates for Raman qubits
本文提出了一种利用复合脉冲技术设计鲁棒性强、保真度高的拉曼量子逻辑门的系统方法。我们使用两个数学工具-莫里斯-肖尔和马约拉纳分解-减少三态拉曼系统等效的两个状态系统。它们使我们能够通过将其扩展到拉曼量子比特来利用为两态系统设计的众多复合脉冲。我们构建的非，阿达玛，旋转门的莫里斯-肖变换与相同的统一的方法：序列的脉冲具有相同的相位为每个门，但不同的比例的拉曼耦合。相位门是利用Majorana分解构造的。所有复合拉曼门都具有非常高的保真度，超过了量子计算的基准值，并且对实验误差具有显著的鲁棒性。所有复合相位和脉冲面积由解析公式给出，这使得该方法可扩展到任何期望的精度和对误差的鲁棒性。
2020-05-03 quant-ph
Narrowband and passband composite pulses for variable rotations
我们开发了一个系统的方法来获得窄带（NB）和通带（PB）的复合序列，可以产生任何预先选择的过渡概率与任何所需的精度。NB个复合脉冲是通过连续消除传播算子中的导数项而得到的。通过组合两个半$π$ NB脉冲来构建PB脉冲。NB和PB脉冲都在目标跃迁概率周围的中心区域的两侧具有消失的翅膀，PB脉冲也在目标概率周围提供平坦的（宽带）顶部。NB序列特别适合于感测和计量应用，而PB序列在紧密间隔的量子位的情况下对于量子位控制可以是非常有用的，因为它们确保选择性（抑制对邻居的串扰）和鲁棒性（抑制激光指向不稳定性）。其他可能的应用包括选择性（NB）或选择性和鲁棒性（PB）控制频率空间中的紧密过渡。
2020-04-17 quant-ph
Concatenated Composite Pulses Beyond Local Residual-Error Preservation
Kindai University Technical College（近畿大学技术学院）
本文证明局部残差误差保持并非级联复合脉冲的必要条件，通过允许误差生成元共同缩放，结合CORPSE和SCROFULOUS内脉冲与等旋转角外序列，实现两种系统误差的同时一阶补偿。
2026-09-22 quant-ph
Creation of arbitrary Dicke and NOON states of trapped-ion qubits by global addressing with composite pulses
我们提出了一种快速有效的技术来创建类的高度纠缠态的囚禁离子，如任意Dicke态和它们的叠加，例如NOON状态。离子在声子基态中初始化，并且用与第一运动边带共振的复合脉冲全局寻址。该技术在相对较短的时间尺度上运行，因为共振相互作用允许使用最小的激光脉冲面积。来自复合序列的单个脉冲的数量等于离子的数量，因此实现复杂性仅随着系统的大小线性增长。该方法不需要单独寻址阱中的离子，并且可以应用于Lamb-Dicke制度的内部和外部。
2013-01-01 quant-ph
Designing Robust Unitary Gates: Application to Concatenated Composite Pulse
我们提出了一个简单的形式化设计酉门对给定的系统误差鲁棒。这种形式主义概括了我们以前的观察[Y。Kondo和M. Bando，J. Phys. Soc. Jpn. 80，054002（2011）]，在一些复合门中消失动态相位对于抑制幅度误差是必要的。通过采用我们的形式主义，我们自然地得到一个新的复合酉门，它可以被看作是两个已知的复合酉操作的级联。与现有的复合门相比，所得到的酉门在更宽的误差强度范围内具有高保真度。
2011-11-23 quant-ph
Motional state analysis of a trapped ion by ultra-narrowband composite pulses
本文提出利用超窄带复合脉冲扫描蓝边带跃迁，实现对囚禁离子运动态的无先验测量，适用于Lamb-Dicke区内外，并演示了单离子实验验证。
2024-02-15 quant-ph
Correlation thresholds for effective composite pulse quantum error mitigation
本文研究复合脉冲分段中错误相关性对量子门保真度的影响，证明临界相关阈值的存在，并在集成光子学中分析其性质与数值表现。
2023-08-16 quant-ph
Robustness of composite pulses to time-dependent control noise
我们研究了单量子比特上存在时变控制噪声时复合脉冲的性能。这些协议，最初只设计用于纠正静态，系统误差，被证明是强大的时间依赖性非马尔可夫噪声在控制领域高达~10%的拉比频率的频率。我们的研究结合了广义滤波函数的方法与渐近直流极限计算，给出了一个简单的分析框架适用于一些复合脉冲序列相关的核磁共振以及量子信息实验的误差分析。结果包括检查最近推出的级联复合脉冲和动态校正门，表现出等效的一阶抑制幅度和/或失谐随时间变化的波动，适当的序列问题。我们的分析结果与数值模拟的现实$1/f$噪声频谱滚降到$1/f^2$，提供独立验证我们的理论见解。
2014-07-14 quant-ph
Robust high-fidelity coherent control of two-state systems by detuning pulses
传统上，通过特定拉比频率和持续时间的谐振脉冲，通过使用水平交叉或延迟脉冲的绝热技术，或通过具有精确相对相位的脉冲序列（复合脉冲）来实现两态系统的相干控制。在这里，我们开发了一种高保真度的相干控制方法，它使用一系列的失谐脉冲。通过使用失谐脉冲面积作为控制参数，并驱动与复合脉冲的类比，我们报告了各种各样的失谐脉冲序列的宽带和窄带跃迁概率分布。
2018-10-09 quant-ph
General off-resonance error robust symmetric composite pulses with three elementary operations
精确的量子控制是实现量子通信、量子计算等量子信息处理的关键技术。实际上，受控的量子态遭受由系统误差引起的不期望的效应。复合脉冲（CP）用于消除控制期间的系统误差的影响。单量子位控制是量子控制中最基本的，通常受到两个误差的影响：脉冲长度误差（PLE）和非共振误差（ORE）。在本研究中，我们将重点放在ORE-鲁棒CP和系统地构造ORE-鲁棒对称CP的三个基本操作。我们找到了一个无限大的ORE鲁棒CP的数量和评估其性能根据门失真和操作时间，这两个都是重要的实现精确的量子控制。
2022-03-11 quant-ph
Preparation of high fidelity entangled cat states with composite pulses
提出一种基于复合双光子驱动脉冲的纠缠猫态制备协议，通过多振幅、多频率设计抑制参数误差与退相干影响，数值模拟验证其高保真度和强鲁棒性。
2025-03-14 quant-ph
Error Compensation of Single-Qubit Gates in a Surface Electrode Ion Trap Using Composite Pulses
由于难以稳定离子位置处的驱动场，激光驱动的量子逻辑操作对捕获的离子量子位的保真度往往低于微波驱动的逻辑操作。通过稳定的驱动光场和复合脉冲序列的使用，我们证明了高保真单量子比特门的超精细量子比特的$^{171}\text{Yb}^+$离子被困在一个微加工表面电极离子阱。使用随机化基准测试协议来表征门误差，并且测量$3.6(3)\times10^{-4}$的每个随机化Clifford群门的平均误差。我们还报告了实验实现的回文脉冲序列，有效地扩展序列长度。
2015-07-20 quant-ph
High Fidelity Single Qubit Operations using Pulsed EPR
使用简单RF脉冲的自旋旋转操作中的系统误差严重限制了脉冲磁共振方法在量子计算应用中的有用性。特别是，在电子自旋量子比特上执行的量子逻辑运算的保真度远远低于量子算法应用的阈值。使用三个独立的技术，我们证明了使用复合脉冲，以提高这种保真度的几个数量级。所观察到的高保真度操作受到脉冲相位误差的限制，但仍然落入量子纠错的应用所需的限制内。
2005-10-10 quant-ph
Designing short robust NOT gates for quantum computation
最初在核磁共振（NMR）中开发的复合脉冲已经在实验量子信息处理（QIP）中广泛使用，以减少系统误差的影响。到目前为止，大多数使用的脉冲都是简单地从现有的NMR设计中改编而来的，尽管已经开发了用于设计具有任意精度的复合脉冲的技术，但结果相当复杂，几乎没有应用。在这里，我描述了设计短而有效的复合脉冲来实现强大的非门的技术，将NMR和QIP的现有见解结合在一起，并提出了一些新的复合脉冲。
2013-05-07 quant-ph
Magic composite pulses
我描述的复合脉冲，在此期间，平均偶极相互作用的自旋系综控制，同时实现全球旋转。所用的构造方法是基于平均哈密顿理论和依赖于自旋-自旋偶极相互作用的几何性质。我提出了几个这样的复合脉冲对NRM的标准实验缺陷鲁棒性：静态或射频场失调，场的不均匀性。数值模拟表明，魔术三明治脉冲序列，一个脉冲序列，反转的平均偶极场，而应用，是困扰由其短的初始和最终π/2射频脉冲起源的缺陷。使用魔复合脉冲代替π/2脉冲改善了魔三明治效应。使用NMR的经典描述的数值测试允许检查魔术复合脉冲的有效性，并估计其效率。
2012-02-21 cond-mat.other quant-ph
Robust control of entanglement in a Nitrogen-vacancy centre coupled to a Carbon-13 nuclear spin in diamond
我们解决了一个问题，产生一个强大的纠缠门之间的电子和核自旋在一个单一的氮真空中心耦合到一个最近的碳-13原子在金刚石对某些类型的系统误差，如脉冲长度和非共振误差的系统。我们分析了各种控制方案的鲁棒性：顺序脉冲，复合脉冲和数值优化脉冲。我们发现，由梯度上升脉冲工程算法（GRAPE）产生的数值优化脉冲比复合脉冲和顺序脉冲更鲁棒。优化脉冲也可以在比复合脉冲更快的时间内实现。
2009-03-23 quant-ph
Composite Pulses in N-level Systems with SU(2) Symmetry and their Geometrical Representation on the Majorana Sphere
粒子数反转的高保真度和鲁棒性对于许多量子控制应用是非常理想的。我们扩展了为二能级动力学发展的复合脉冲方案，并给出了一个具有SU（2）对称性的N能级量子系统的相干演化的解析解，以实现高保真度和鲁棒的布居数反转，这优于N能级动力学中的常见解。我们的方法提供了一个平台，在物理多能级系统，这是至关重要的保真度量子计算和实现基本的激发核磁共振和原子物理学中的人口转移的准确转向。我们还介绍和讨论这些动力学的几何轨迹的马约拉纳球作为一种解释，允许获得物理洞察力的多体或高维量子系统的动力学。
2017-08-22 quant-ph
Room-temperature Composite-pulses for Robust Diamond Magnetometry
传感器与环境之间的非均匀耦合以及量子控制中的误差都对实际量子磁强计的灵敏度提出了挑战。基于现代量子传感的物理准则，通过优化控制场的调制，提出了一种鲁棒有效的复合脉冲，用于高保真度的传感器和控制误差的非均匀展宽。这种技术在金刚石中的氮空位（NV）中心上得到验证，以保持几乎完美的操作直到失谐量如$110\%$那样大。实验结果表明，NV中心系综的灵敏度比常规矩形脉冲动态解耦的灵敏度提高了$4$倍。我们的工作标志着在现实系统中实现不完美量子控制的高可靠超灵敏量子传感的重要一步。然而，所使用的原理是通用的，并且不限于NV中心集合磁力仪。
2018-11-01 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
Phonon Number Measurement Using Optimal Composite Pulses
本文提出利用量子最优控制优化的复合脉冲直接测量离子选定Fock态布居数，无需拟合态演化，并给出高精度结果修正方法，适用于高Fock态测量。
2024-11-25 quant-ph
Fidelity estimator, randomized benchmarking and ZNE for quantum pulses
本文提出使用反转脉冲评估量子脉冲保真度，并在脉冲程序上实现零噪声外推（ZNE），将变分量子本征求解器（VQE）任务中与理想能量值的偏差平均降低54.1%。
2023-05-21 quant-ph
Refocusing two qubit gate noise for trapped ions by composite pulses
振幅噪声是影响双量子比特随机项的主要因素之一，它是影响高保真度两体门在容错阈值以下实现的主要障碍。这种噪声很难重新聚焦，因为任何重新聚焦技术只能处理频率低于操作速率的噪声。由于两个量子比特门速度通常是系统中最慢的速率，因此它构成了实现低于容错阈值的门的最后瓶颈。在这里，我们建议使用复合脉冲作为一种动态解耦的方法，以减少两个量子比特的门噪声的囚禁离子系统。这是通过重新聚焦超快纠缠门的构建块来完成的，其中振幅噪声被降低到拍摄到拍摄（STS）噪声。我们提出了详细的模拟表明，容错阈值可以实现所提出的方法。
2016-01-29 quant-ph
6th order robust pulses for quantum control
为核磁共振实验设计的复合脉冲序列目前正被应用于许多量子信息处理技术中，本文分析了一类用于解决量子门执行过程中系统脉冲长度误差的复合脉冲序列。康明斯等人[Phys. Rev. A 67，042308（2003）]已经证明，对于这类复合脉冲序列，与理想酉运算相比，所得到的酉运算的保真度为1+C* ε ^6，其中ε是脉冲长度的分数误差。我们推导出六阶系数C的精确表达式，并由此推导出观察到六阶依赖性的条件。我们还提出了新的脉冲序列，达到相同的保真度。
2004-11-12 quant-ph
Robust, fast and high-fidelity composite single-qubit gates for superconducting transmon qubits
针对超导 transmon 量子比特的相干误差问题，提出基于复合脉冲的控制方法，实现鲁棒快速的高保真单量子比特门，并经仿真和四种独立技术验证。
2025-06-08 quant-ph
Optimal arbitrarily accurate composite pulse sequences
实现单个量子比特么正通常受到不完美控制的阻碍。由脉冲持续时间或强度不正确引起的系统幅度误差$ε$是一个特别常见的问题。但是，与单个原始脉冲相比，不完美脉冲的序列可以提供期望操作的更好实现。我们找到最佳的脉冲序列组成的$L$原始$π$或$2π$旋转，抑制这种错误的任意顺序$\mathcal{O}(ε^{n})$在任意初始状态。证明了一个$L=\mathcal{O}(n)$下限和饱和它与$L=2n$解决方案的最优性。给出了$n=1,2,3,4$的任意转角封闭解。任何$n$的微扰解证明为小角度，而任意角度的解决方案得到解析延续到$n=12$。推导过程采用了一种新的代数非递归方法，将寻找幅度误差校正序列归结为求解多项式方程组。
2014-01-15 quant-ph
Suppressing Detuning-Induced Bias in Ramsey Magnetometry with Composite Pulses
National Defense Academy of Japan（日本防卫大学校）；Chuo University（中央大学）
研究在实际与标称自旋频率有未知失谐时的直流磁场单比特拉姆齐磁力测量，分析失谐对估计的偏差影响，构建复合脉冲制备和读出方法抵消失谐到一阶，评估其性能并证明能抑制失谐诱导偏差。
2026-07-16 quant-ph
Complete and robust population transfer between the two ground states of a three-state loop quantum system by amplitude composite pulse control
本文提出将三能级环形量子系统映射为等效二能级系统，并利用基于 Rabi 频率振幅比的复合脉冲实现两个基态之间完全、鲁棒且高效的粒子数转移。
2025-04-08 physics.atom-ph quant-ph
Robust stimulated Raman exact passage using shaped pulses
我们发展了单次激发整形脉冲用于三能级量子系统中的超高保真度布居转移。为了确保高保真度，我们使用Lewis-Riesenfeld（L-R）方法来导出一族导致精确转移的解，其中解遵循L-R不变量的单个动力学模式。在这个家庭中，我们确定了一个单一的参数跟踪解决方案，同时控制的保真度的转移，人口的激发态，和鲁棒性。我们定义了一个衡量的UH-fidelity传输的鲁棒性的最小百分位数偏差的脉冲面积上的失真上升到$10^{-4}$以上。我们的形状脉冲的鲁棒性优于高斯和绝热优化脉冲为中等脉冲面积。
2019-09-25 quant-ph
Compact Pulse Schedules for High-Fidelity Single-Flux Quantum Qubit Control
本研究将DRAG框架拓展至SFQ驱动的transmon量子比特，提出可存储于22比特内、门保真度超99.99%的紧凑脉冲序列，助力降低SFQ协处理器的面积与功耗并保留其优势。
2025-02-24 quant-ph
Multi-qubit compensation sequences
n个量子比特的哈密顿控制需要精确控制相互作用的强度和定时。补偿脉冲通过减少未知但系统误差来放宽精度要求。利用为单量子比特设计的复合脉冲技术，我们证明了在给定两个具有相同系统误差的非对易控制哈密顿量或一个无误差控制哈密顿量的情况下，n量子比特系统的系统误差可以被校正到任意精度.我们还研究了复合脉冲的上下文中的量子计算机控制的两个量子比特的相互作用。对于基于XY相互作用的量子计算机，单量子比特复合脉冲序列自然地校正系统误差。对于基于海森堡或交换相互作用的量子计算机，复合脉冲序列减少了逻辑单量子比特门的错误，但增加了逻辑双量子比特门的错误。
2009-10-27 quant-ph
Band-selective shaped pulse for high fidelity quantum control in diamond
对量子比特的高保真量子控制对于实现量子计算至关重要，当量子比特之间存在不可避免的相互作用时，量子控制变得更具挑战性。利用带选性整形脉冲，我们证明了金刚石中氮空位（NV）中心的高保真翻转电子自旋。与传统的矩形脉冲相比，整形脉冲具有几乎相同的激励效果在一个尖锐的边缘区域（在频域）。因此，宿主$^{14}N$核自旋的三个子能级可以同时精确翻转，而其它子能级（如：G.附近的$^{13}C$核自旋）被很好地抑制。整形脉冲可以应用于大量需要带选择操作的量子系统。
2014-04-10 quant-ph
