Experimental Realization of Nonadiabatic Holonomic Quantum Computation
由于其几何性质，完整量子计算对某些类型的控制误差是容错的。完整量子计算虽然早在十多年前就已提出，但其实验实现仍然是一个公开的挑战。在这封信中，我们报告的第一个实验演示的非绝热完整量子计算在液体NMR量子信息处理器。两个非对易完整单量子比特门，绕x轴和z轴的旋转，以及两个量子比特完整控制非门，通过非线性地演化工作量子比特和辅助量子比特来实现高保真度。这些通用基本门在非绝热量子计算中的成功实现证明了这种快速而有弹性的量子计算范例的实验可行性和迷人的特征。
2013-06-15 quant-ph
Nonadiabatic holonomic quantum computation based on commutation relation
本文提出基于对易关系而非平行输运条件设计非绝热和乐量子计算的新策略，通过分离并去除动力学相位，提高了实现灵活性并允许优化演化时间与路径。
2023-08-13 quant-ph
Nonadiabatic holonomic multiqubit controlled gates
以前的非绝热完整量子计算方案主要集中在实现一组通用的基本门。多量子比特控制门可以通过将它们分解为一系列通用门来构建。本文提出了一种实现非绝热完整多量子比特控制门的方法，其中$(n+1)$ -量子比特控制的$(\boldsymbol{\mathrm{n}\cdot \mathrmσ})$门由$(2n-1)$基本操作实现，而不是将其分解为通用门，而$(n+1)$ -量子比特控制的任意旋转门仅由两个这样的控制的$(\boldsymbol{\mathrm{n}\cdot \mathrmσ})$门组合而成.我们的方案大大减少了非绝热完整量子计算的操作。
2019-12-20 quant-ph
General approach for constructing Hamiltonians for nonadiabatic holonomic quantum computation
实现高保真度量子门的主要挑战是减小不完美哈密顿量引起的控制误差的影响和环境噪声引起的退相干的影响。为了克服控制误差，非绝热完整量子计算是一个很有前途的方案，在理论和实验上都引起了广泛的关注。在充分利用完整操作抵抗控制误差的优点的同时，如何缩短实现完整门所需的演化时间，以尽可能地避免环境噪声的影响，是一个重要的问题。本文提出了一种构造非绝热完整量子计算哈密顿量的一般方法，使演化时间最小化成为可能，为非绝热完整量子计算的实际实现开辟了新的前景.
2020-06-30 quant-ph
Scalable star-shape architecture for universal spin-based nonadiabatic holonomic quantum computation
非绝热完整量子计算是实现容错量子信息处理的关键步骤之一，迄今为止已经在许多物理环境中实现。然而，在一些物理系统中，特别是在自旋量子比特系统中，这些系统被积极考虑用于实现量子计算机，实验挑战是不可否认的，并且缺乏一个实际可行的和可扩展的方案，该方案支持所有在单个定义良好的设置中的通用完整量子计算仍然是一个问题。在这里，我们提出并讨论了一个可扩展的星形架构，具有良好的可行性，这可能会打开实现通用的（电子）自旋为基础的非绝热完整量子计算。
2018-08-26 quant-ph
Single-shot realization of nonadiabatic holonomic gates with a superconducting Xmon qutrit
非绝热完整量子计算由于其对控制误差的鲁棒性和高速实现等优点而受到越来越多的关注。用超导transmon qutrit实验验证了非绝热完整单量子比特门的原始方案。然而，原始协议需要两个非对易门来实现任意的单量子比特门，这使得门暴露于错误源的时间加倍，因此使门容易受到环境诱导的退相干的影响。随后提出了单次激发方案来实现一个任意的单比特非绝热完整门。在本文中，我们实验上实现了非绝热完整单量子比特门与超导Xmon qutrit的单次发射协议，其中所有的Clifford元素门都是通过单次发射实现的。通过量子过程层析成像和随机基准测试，单次激发门达到大于99%的保真度。
2018-11-15 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
Estimate of the time required to perform a nonadiabatic holonomic quantum computation
该研究建立了量子门的等几何不等式以给出非绝热几何量子计算的执行时间下界，推导了时间估计式，证明特定维度下不等式紧且门可时间最优实现，并验证了已有通用门方案的时间最优性。
2024-06-25 quant-ph
Average value estimation in nonadiabatic holonomic quantum computation
针对非绝热几何量子计算中计算误差干扰可观测量平均值估计的问题，本文提出对测量结果重新缩放的方法，经去极化噪声模型验证可减少56.25%的计算误差，填补了该领域相关研究的不足。
2023-11-09 quant-ph
Experimental Demonstration of a Brachistochrone Nonadiabatic Holonomic Quantum-Gate Scheme in a Trapped Ion
Zhengzhou University（郑州大学）；Henan Academy of Sciences（河南省科学院）
该研究提出了一种在俘获离子中实现非绝热拓扑量子门的新方法，通过比较不同协议发现布雷奇斯托克罗内非绝热拓扑量子门在速度与鲁棒性方面表现更优。
2026-03-25 quant-ph
Nonadiabatic holonomic one-qubit gates
绝热量子门的实现通常需要较长的时间，这在退相干方面是不利的。在这份报告中，我们实现了几个基本的单量子位量子门non-concernately利用与哈密顿量的动力学不变量。此外，我们要求这些门是完整的，也就是说，与门相关联的动力学阶段消失。我们的实现是基于我们最近的工作[J。83，034001（2014）]，并且通过数值优化找到实现所需的栅极参数。
2014-04-09 quant-ph
Single-shot realization of nonadiabatic holonomic quantum gates in decoherence-free subspaces
无退相干子空间中的非绝热完整量子计算近年来引起了越来越多的关注，因为它允许高速实现，并且结合了完整门的鲁棒性和无退相干子空间的相干稳定性。自从第一个在无退相干子空间中进行非绝热完整量子计算的协议提出以来，人们提出了许多物理实现方案。然而，所有以前的方案都需要两个非对易门来实现任意一个量子比特门，这使得门暴露于错误源的时间以及资源消耗加倍。在本文中，我们提出了一个替代协议的非绝热完整量子计算中的消相干自由子空间，在消相干自由子空间中的任意一个量子比特门是通过一个单一的拍摄实现。该方案不仅保持了原方案的优点，而且避免了将两个量子门组合起来实现任意一个量子比特门的额外工作，从而减少了暴露于各种误差源的时间。
2017-06-09 quant-ph
Single-loop multiple-pulse nonadiabatic holonomic quantum gates
非绝热完整量子计算通过利用非阿贝尔几何相位对状态空间中路径涨落的弹性，提供了实现快速和鲁棒的量子门的手段。虽然原始方案[New J. Phys. { \bf 14}，103035（2012）]需要格拉斯曼流形中的两个回路（即，完整状态空间的计算子空间的空间）来生成任意完整单量子比特门，我们提出了单回路单量子比特门，其在与纠缠完整双量子比特门组合时构成完整门的有效通用集合。我们的单量子比特门是通过将环路划分为路径段来实现的，每个路径段由$Λ$型哈密顿量生成。我们证明了两个路径段足以实现任意单圈完整单量子比特门。我们描述了我们的计划如何可以在实验上实现一个通用的原子系统表现出三个级别的$Λ$耦合结构，通过利用精心选择的激光脉冲。
2016-11-11 quant-ph
Optimized nonadiabatic holonomic quantum computation via reverse engineering
提出一种通用逆向工程方法，将非常规与优化的非绝热几何量子计算结合，通过选择耗时更短的演化路径加速循环演化，为未来实现高鲁棒量子计算提供灵活方案。
2025-11-03 quant-ph
Universal quantum gates by nonadiabatic holonomic evolution for the surface electron
本文提出在表面电子系统中利用非均匀磁场耦合Rydberg态与自旋态，通过非绝热完整演化实现高保真度任意受控U门，为二维平台量子计算提供鲁棒方案。
2023-10-29 quant-ph
Robust paths to realize nonadiabatic holonomic gates
为了实现一个理想的非绝热完整门，可以选择不同的等效演化路径。然而，在存在错误的情况下，这些路径变得不等价。在本文中，我们调查的差异，这些演化路径的存在下，系统的拉比频率误差，旨在找到最佳的鲁棒性路径，实现单量子比特非绝热完整门。我们关注$Λ$系统中的三种类型的演化路径：属于原始双环路方案[New J. Phys. { \bf 14}，103035（2012）]、单环路多脉冲方案[Phys. Rev. A { \bf 94}，052310（2016）]和非谐振单触发方案[Phys. Rev. A { \bf 92}，052302（2015）; Phys. Lett. A { \bf 380}，65（2016）]。而单回路多脉冲和单次发射计划的目的是通过缩短暴露于退相干来提高原始双环计划的鲁棒性，我们在这里发现，双环计划对拉比频率中的系统误差更鲁棒。更重要的是，我们得出的条件下，这种错误的弹性可以得到优化，从而加强非绝热完整门的鲁棒性。
2017-05-23 quant-ph
Heralded atomic nonadiabatic holonomic quantum computation with Rydberg blockade
提出了一种利用两个计算原子和一个辅助原子实现原子非绝热完整量子计算的方案。在里德伯封锁条件下分析了系统的动力学行为，并通过逆向工程设计了鲁棒的激光脉冲，从而实现了高精度的量子门。此外，我们还研究了具有主方程的耗散演化。结果表明，通过测量辅助原子的态可以预测原子的衰变，如果辅助原子保持在里德伯态，则可以得到近乎完美的幺正演化.因此，该协议可能有助于在耗散环境中实现NHQC。
2020-08-07 quant-ph
Nonadiabatic Holonomic Quantum Computation and Its Optimal Control
本文综述了非绝热和乐量子计算的最新进展，重点介绍了提升量子门保真度与鲁棒性的最优控制方法及其物理实现，表明在特定条件下其性能可超越传统动力学门。
2023-06-29 quant-ph
Dynamically Optimized Super-Robust Nonadiabatic Holonomic Quantum Gates Based on Superconducting Circuits
提出一种动态优化的超鲁棒非绝热和乐量子计算方案，通过设计动态校正脉冲将误差校正至四阶，结合超导电路无退相干子空间编码，实现了对控制误差和集体相位误差均具鲁棒性的高保真量子门。
2025-09-16 quant-ph
Nonadiabatic Holonomic Single-Qubit Gates in Non-Hermitian Systems
School of Physics and Electronic Information, Yanan University（延安大学物理与电子信息学院）
针对非厄米哈密顿量描述的三能级系统，提出一种在无跳变机制下实现非绝热全纯单量子比特门的方案，通过双正交框架和定制复脉冲抑制退相干，无需循环演化即可实现任意全纯门。
2026-06-26 quant-ph
Scalable nonadiabatic holonomic quantum computation on a superconducting qubit lattice
几何相位具有抗噪声的特性，是实现稳健、高保真量子门不可缺少的因素。然而，由于操作的复杂性以及编码后的量子信息在非逻辑量子比特基上的固有泄漏，使得普适非绝热完整量子计算的实验实现非常困难。在这里，我们建议实现可扩展的非绝热完整量子计算与消相干的子空间编码的二维正方形超导transmon量子比特晶格，其中只有两个身体的相互作用，从最简单的电容耦合，是需要的。同时，我们引入了量子比特频率驱动来实现相邻transmon量子比特之间的可调谐谐振耦合，从而避免了泄漏问题。此外，我们提出的数值模拟表明，高保真量子门可以得到，验证了我们的方案的鲁棒性和可扩展性的优势。因此，我们的计划提供了一个有前途的方式走向物理实现的强大和可扩展的量子计算。
2019-12-11 quant-ph
Realization of universal nonadiabatic holonomic quantum gates in trapped ion system
本文基于离子阱系统的Jaynes-Cummings模型，利用激光与离子相互作用实现单/双量子比特逻辑操作，提出一种可调且对误差鲁棒的通用非绝热和乐量子门方案，为鲁棒量子计算提供了可行途径。
2025-05-04 quant-ph
$d$-pod realization of nonadiabatic holonomic quantum computation
Department of Physics and Astronomy, Uppsala University（乌普萨拉大学物理与天文系）
本文提出将非绝热全息量子计算推广到$d$-pod构型，利用光或微波脉冲实现通用单、双qudit门，并以qutrit为例展示每个门至多两个回路、三个脉冲的紧凑实现。
2026-09-17 quant-ph
Nonadiabatic holonomic quantum computation with Rydberg superatoms
非绝热完整量子计算由于其对控制误差的鲁棒性和高速实现等优点而受到越来越多的关注。基于不同的物理系统，提出了几种实现方案，每种方案都有其独特的优点。本文提出了一种非绝热完整量子计算的替代方案，即利用里德堡超原子实现一组通用的量子门。里德伯超原子是一种介观原子系综，它只允许一个单一的里德伯激发被封锁半径内的许多原子共享，并可用于产生集体状态来编码量子比特。在我们的方案中，量子比特被编码成两个里德堡超原子的集体基态，两个长程里德堡超原子之间的相互作用通过微波腔介导，并借助于两个额外的集体里德堡态.与以往基于微观尺度的方案不同，本方案基于介观尺度的原子系综。基于Rydberg超原子的方案除了具有非绝热完整量子计算的鲁棒性和快速性等优点外，还具有Rydberg态的相干时间长和介观系统的可操作性等独特的优点。
2018-11-02 quant-ph
Optimized nonadiabatic holonomic quantum computation based on Förster resonance in Rydberg atoms
本文提出了一种利用基于不变量的逆向工程实现两个里德伯原子的非绝热完整量子计算的方案。该方案基于两个里德伯原子之间的强偶极-偶极相互作用诱导的Förster共振，为简化系统动力学提供了一种选择性耦合机制.此外，为了提高方案的保真度，引入了最优控制方法，以增强门对系统误差的鲁棒性。数值模拟结果表明，该方案对控制场的随机噪声、偶极-偶极相互作用的偏离、Förster缺陷和原子的自发发射具有较好的鲁棒性.因此，该方案为利用里德伯原子实现量子计算提供了有益的前景。
2021-07-30 quant-ph
Realizing nonadiabatic holonomic quantum computation beyond the three-level setting
非绝热完整量子计算（NHQC）提供了一种实现容错门的方法，近年来引起了人们的广泛关注。自从提出以来，三能级Λ系统已经成为NHQC的典型构建块，并且已经基于这样的系统开发了许多NHQC方案。在本文中，我们探讨了实现NHQC超越标准的三级设置。我们建议的中心思想是通过扩大构建块系统的Hilbert空间并使其具有二分图结构来改进NHQC，以确保纯粹的完整演化。我们的建议不仅通过有效地减少其持续时间来改进传统的基于量子位的NHQC，而且还提供了基于量子位的NHQC的实现。因此，我们的建议提供了一个进一步的发展NHQC，可以大大有助于物理实现高效的量子信息处理器。
2021-02-01 quant-ph
Experimental Realization of Nonadiabatic Holonomic Single-Qubit Quantum Gates\\ with Optimal Control in a Trapped Ion
利用几何相位诱导的量子门进行量子计算，由于其对操作噪声的鲁棒性，被认为是容错量子计算中一种很有前途的策略。然而，由于以前方案的参数限制，完整量子门的主要鲁棒性优势被涂抹。在这里，我们通过实验证明了一种解决方案，基于共振驱动的三能级系统，在捕获的Yb离子中实现了具有最佳控制的非绝热完整单量子位量子门，该方案还具有演化速度快、实现方便的优点。与相应的几何门和传统的动态门相比，我们的方案的优势是，它是更强大的控制幅度误差，这是证实了通过量子过程层析成像和随机基准测试方法测量门失真。此外，我们还概述了非平凡的两个量子比特完整门也可以实现在现有的实验技术。因此，我们的实验验证了这种鲁棒和快速完整量子计算策略的可行性。
2020-11-30 quant-ph
Experimental Realization of Nonadiabatic Holonomic Single-Qubit Quantum Gates with Two Dark Paths in a Trapped Ion
研究在囚禁的$^{171}\mathrm{Yb}^{+}$离子中基于四能级系统实验实现了具有两条暗路径的非绝热和乐单量子比特量子门，兼具快速非绝热演化与抗系统误差优势，为快速鲁棒的和乐量子计算提供了有效方法。
2021-01-20 quant-ph
Single-Loop and Composite-Loop Realization of Nonadiabatic Holonomic Quantum Gates in a Decoherence-Free Subspace
高保真度的量子门是大规模量子计算所必需的，而大规模量子计算自然可以以抗噪声的方式实现。几何操作和无消相干子空间编码是实现量子计算鲁棒性的有效途径。在这里，通过结合这两种策略的优点，我们提出并实验实现了基于非绝热和非阿贝尔几何相位的单圈方案和复合方案的普适完整量子门，在无退相干子空间中使用核磁共振。我们的实验只使用两体共振自旋相互作用，因此是实验友好。特别是，我们还通过实验验证了复合方案比单回路方案对脉冲误差更鲁棒。因此，我们的实验提供了一个有前途的方法，忠实和强大的几何量子操纵。
2019-08-18 quant-ph
Composite Short-path Nonadiabatic Holonomic Quantum Gates
非绝热完整量子计算（NHQC）由于其快速的演化和几何性质导致的对局域噪声的弹性而引起了人们的广泛关注。但由于其运算时间长、物理实现复杂，难以超越动力学格式，阻碍了其广泛应用。在这里，我们提出了实现NHQC的最短路径在一定条件下，通过逆哈密顿工程技术，它具有更高的保真度和更强的鲁棒性比以前的NHQC计划。同时，本文提出的复合动态解耦脉冲可以进一步改善门的性能，有效地提高门的保真度和鲁棒性，使我们的方案在一定参数范围内优于最优动态方案。值得注意的是，我们的方案可以很容易地实现与里德伯原子，和一个简化的实现控制非门的里德伯封锁制度可以实现。因此，我们的计划代表了一个有前途的进展，未来容错量子计算的原子系统。
2022-03-04 quant-ph
Super-Robust Nonadiabatic Holonomic Quantum Computation in coherence-protected Superconducting Circuits
针对传统非绝热全同量子计算操作时间长、易受退相干影响的问题，本研究在无退相干子空间中结合电容耦合transmon量子比特实现超鲁棒方案，可在二维超导量子比特晶格上完成通用门操作，抗全局控制误差和退相干能力更优。
2024-10-10 quant-ph
Noncyclic nonadiabatic holonomic quantum gates via shortcuts to adiabaticity
高保真度的量子门是大规模量子计算的基础。然而，任何量子操作都不可避免地会受到噪声、系统误差和退相干效应的影响，从而导致目标量子任务的失真。因此，高度期望实现高保真、鲁棒和快速的量子门。在这里，我们提出了一个快速和鲁棒的方案来构建高保真完整量子门的通用量子计算的基础上共振相互作用的三能级量子系统通过捷径绝热。在我们的建议中，诱导非循环非阿贝尔几何相位的目标哈密顿量可以用更少的演化时间和实验要求进行逆向工程，从而在简单的设置中实现高保真度的量子门。此外，我们的方案是容易实现的物理系统目前追求的量子计算的实现。因此，我们的建议是一个有前途的容错几何量子计算的方式。
2021-05-28 quant-ph
Environment-assisted holonomic quantum maps
完整量子计算利用非阿贝尔几何相位实现容错量子门。非绝热完整门特别适合于避免不必要的退相干效应，因为它们可以在高速下执行。通过让计算系统与结构化的环境相互作用，我们表明，非绝热完整门的错误恢复的范围可以扩大到包括系统参数误差。我们的方案保持了演化的几何性质，并得到了一个环境辅助的完整量子映射，它可以模仿完整门的效果。我们证明，系统误差的灵敏度可以降低在一个概念验证的旋转浴模型。
2019-04-09 quant-ph
Dynamically Corrected Nonadiabatic Holonomic Quantum Gates
实现容错量子计算的关键在于保持所有量子比特的相干性，从而实现对它们的高保真和鲁棒的量子操纵。其中一个有前途的方法是使用几何相位的通用量子门的建设，由于其固有的鲁棒性对某些类型的本地噪声。然而，由于之前实现的局限性，非绝热完整量子计算（NHQC）的抗噪特性仍需要改进。本文结合动态校正技术，提出了一种具有简化控制的通用NHQC协议，该协议在保留几何量子操作的主要优点的同时，可以极大地抑制伴随的X误差的影响.数值模拟表明，我们的门的性能可以大大优于以往的协议。值得注意的是，当将一个消相干的子空间编码的集体去相位噪声，我们的计划也可以对所涉及的Z错误是强大的。此外，我们还概述了物理实现的协议，是不敏感的X和Z的错误。因此，我们的协议提供了一个有前途的策略，可扩展的容错量子计算。
2021-10-06 quant-ph
Nonadiabatic holonomic quantum computation on coupled transmons with ancillaries
由于多级量子系统中需要复杂的可控相互作用，完整量子计算的物理实现具有挑战性。在这里，我们提出了实现非绝热完整量子计算与传统的电容耦合超导transmon量子比特。利用辅助量子比特的相互作用构造了一组普适的完整门，而不是依赖于对多级量子系统的辅助能级的精细控制。这些量子门是通过全共振方式的可调谐相互作用实现的，这导致了高保真度的门操作。通过这种方式，我们方案的独特优点是我们只使用transmon的最低两个能级来形成量子比特态。此外，辅助量子比特在每次门操作之前和之后都处于它们的基态，从而可以连续地构造完整门。因此，我们的方案提供了一个很有前途的方法走向实际实现的高保真非绝热完整量子计算。
2018-11-14 cond-mat.supr-con quant-ph
Accelerated super-robust nonadiabatic holonomic quantum gates
针对非绝热完整量子门的状态泄漏与门时间过长问题，提出三段式 Hamiltonian 加速方案，在二维超导电路中实现更短门时间、更低退相干错误和更强鲁棒性。
2023-10-01 quant-ph
Parallel transport in rotating frames and projective holonomic quantum computation
该研究修正了旋转参考系下的平行输运条件，构建含投影门的非绝热全纯量子计算框架以解决传统方案的整体动力学相位问题，推广等全纯不等式并确定投影全纯量子门的最短可达执行时间。
2025-05-17 quant-ph
Entangling power of holonomic gates in atom-cavity systems
我们的目标是利用非绝热量子完整理论，在由$N$全同原子组成的系统中，为构造$Λ$型原子间的几何诱导纠缠提供一种新的途径.利用量子Zeno效应，我们引入了一个三脚架型相互作用哈密顿量，它允许任意的几何纠缠功率。这将是解决实现通用非绝热完整纠缠双量子比特门的可行性的实质性一步。
2018-03-01 quant-ph
Nonadiabatic holonomic quantum computation with all-resonant control
超导量子线路上的完整量子计算的实现是一个挑战，这是由于多电平系统之间的可控复杂耦合的普遍要求。在这里，我们解决了这个问题，提出了一个可扩展的电路QED晶格与简单的实现一套通用的非绝热完整量子门。与现有方案相比，通过对无消相干子空间中的逻辑量子比特进行传输线-传输线混合编码，可以实现单逻辑量子比特门和双逻辑量子比特门的可调谐全谐振设计.这种独特的优点导致量子门具有非常快的速度，因此具有非常高的量子效率。因此，我们的方案为高保真非绝热完整量子计算的实际实现铺平了道路。
2016-08-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Geometric quantum gates via dark paths in Rydberg atoms
该研究利用里德伯原子暗路径与失谐驱动补偿相互作用，构建对系统误差和外部噪声均鲁棒、且可扩展的通用非绝热和乐 N 量子比特门。
2024-01-28 quant-ph
Implementing universal nonadiabatic holonomic quantum gates with transmons
众所周知，几何相位在量子演化/操作中是抗噪声的。完整量子门为我们提供了一种通向普适量子计算的强大途径，因为这些量子门实际上是由非阿贝尔几何相位诱导的。在这里，我们提出并阐述了如何有效地实现通用的非绝热完整量子门在简单的超导电路，一个单一的transmon作为一个量子比特。在我们的方案中，通过改变与一个传输子共振耦合的两个微波场的振幅和相位差，可以在单回路方案中实现任意的单量子比特完整门，而非平凡的双量子比特完整门可以通过传输线共振器以有效的共振方式同时耦合到两个目标传输子来产生.此外，我们的方案可以很容易地扩展到一个二维的晶格配置，这是能够支持大规模的量子计算，铺平了道路，实际上实现通用的非绝热完整量子计算与超导电路。
2018-05-10 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con quant-ph
Nonadiabatic holonomic quantum computation with dressed-state qubits
实现完整量子计算是一项具有挑战性的任务，因为它需要多级系统之间的复杂相互作用。本文提出了在电路QED中实现基于缀饰态量子比特的非绝热完整量子计算。利用外加微波场并调节其振幅和相位，可以方便地实现任意完整单量子比特门。同时，非平凡的两量子比特门可以实现在耦合腔的情况下，通过接地SQUID与可调相互作用的帮助下，其中的调谐是通过调制通过SQUID的交流通量实现的。此外，我们的建议是直接可扩展的，一个二维的晶格配置。在本方案中，修饰态只涉及每个transmon量子比特的最低两个能级，并且所利用的有效相互作用都是共振性质的。从而揭示了在超导电路上实现完整量子计算的主要困难。
2017-05-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Exact Nonadiabatic Holonomic Transformations of Spin-Orbit Qubits
在含时自旋轨道耦合作用下，导出了纳米线中一维运动量子点中电子波函数的精确解析解。对于循环演化，我们表明，电子的自旋旋转的角度成比例的面积的闭环的参数空间中的时间依赖的量子点的位置和振幅的虚拟经典振子驱动的时间依赖的自旋轨道耦合。通过适当的参数选择，我们证明了任意自旋旋转可以在布洛赫球上进行。动力学和几何相位的精确表达式也来自。
2014-04-24 cond-mat.mes-hall quant-ph
One-step implementation of nonadiabatic geometric fSim gate in superconducting circuits
本文提出一种在超导电路中一步实现非绝热几何fSim门的新方案，通过结合非绝热全息CP门与非循环几何iSWAP门，耗时减半且对参数波动和环境干扰具有鲁棒性，易于实验实现。
2024-04-12 quant-ph
Unidirectional acoustic metamaterials based on nonadiabatic holonomic quantum transformations
非绝热完整量子变换（Nonadiabatic holonomic quantum transformations，NHQT）在量子计算中得到了广泛的关注和应用，而相关的研究通常仅限于量子物理领域。在这里，我们把NHQT到构建一个单向声学超材料（UDAM）成形经典光束。UDAM由三波导耦合器阵列组成，其中声波的传播模仿NHQT的演变。分析预测，数值模拟和实验测量之间的良好协议证实了NHQT在声学超材料工程中的巨大适用性。本工作将NHQT的研究从量子物理扩展到经典波领域，以设计具有简单结构的超材料，并可能为设计在声隔离，通信和隐身方面具有潜在应用的UDAMs铺平新的道路。
2021-11-09 physics.app-ph physics.class-ph quant-ph
Evolution Operator Can Always be Separated into the Product of Holonomy and Dynamic Operators
本研究证明量子系统演化算符总能分解为和乐与动力学算符的乘积，给出循环演化分解的矩阵表示及纯和乐条件，统一四类几何相位演化表示。
2023-11-16 quant-ph
Evaluating holonomic quantum computation: beyond adiabatic limitation
基于对绝热极限以外系统的动力学分辨，对完整量子计算的光学方案的建议进行了评价。利用推转表象和规范变换方法精确求解了含时薛定谔方程。除了提供严格的确认holonomies的几何预测，持有理想的绝热情况下，动力学分辨率使人们能够精心评估的幅度的非绝热偏差，使量子计算引起的错误可以明确估计。
2002-08-18 quant-ph
Robust Nonadiabatic Holonomic Quantum Gates on Decoherence-Protected Qubits
获得高精度、高鲁棒性的量子门是实现可扩展量子计算的关键，而利用几何相位实现量子门是一种很有前途的方法，它可以大大降低局部噪声的影响。为了获得鲁棒的量子门，本文提出了一种结合几何相位方法和动力学校正技术的量子操纵方案，该方案可以有效地抑制不完全控制引起的X误差.此外，为了对退相干效应和随机量子比特频移Z误差具有鲁棒性，我们还提出了基于极化子量子比特的方案，极化子量子比特是光-物质相互作用的本征态，由于其近对称的能谱，它不受这两种误差的影响。最后，我们的方案在超导电路上实现，这也简化了以前的实现。由于我们的方案可以大大减少主要的错误，它提供了一个有前途的策略，可扩展的固态容错量子计算。
2021-10-06 cond-mat.supr-con quant-ph
Universal perspective on nonadiabatic quantum control
本文提出基于辅助绘景和投影算符冯·诺依曼方程的普适非绝热量子控制框架，可统一多种理论与方法并实现布居循环转移。
2025-01-07 quant-ph
Realization of universal nonadiabatic geometric control on decoherence-free qubits in the XY model
量子信息处理的一个基本要求是防止退相干和噪声的不利影响。消相干子空间和几何处理是量子信息保护的重要步骤。在这里，我们提供了一个新的实验上可行的方案，结合消相干自由子空间与非绝热几何操作，以实现一个通用的量子计算。该方案不同于以往的方案，它基于典型的XY相互作用耦合，可以在各种纳米工程系统中建立，从而为在无消相干子空间中实现非绝热完整量子计算开辟了道路.
2017-12-03 quant-ph
Experimental realization of nonadiabatic geometric gates with a superconducting Xmon qubit
几何相位只依赖于演化路径而不依赖于演化细节，具有一定的抗噪特性。基于不同的几何相位，人们提出了各种各样的量子门，如基于非绝热阿贝尔几何相位的非绝热几何门和基于非绝热非阿贝尔几何相位的非绝热完整量子门。到目前为止，非绝热完整单量子比特门已被实验证明与超condunting transmon，其中三个级联配置的最低水平都应用在操作中。然而，第二激发态的transmons具有相对较短的相干时间，这导致量子门的保真度降低。在这里，我们实验上实现了基于阿贝尔几何相位的非绝热几何单量子比特门与超导Xmon量子比特。该实现在Xmon量子比特的两个最低能级上执行，从而避免了第二激发态的短相干时间的影响。实验结果表明，单比特量子门的平均正确率可以分别达到99.6%和99.7%。
2019-09-22 cond-mat.supr-con quant-ph
Fast holonomic quantum computation based on solid-state spins with all-optical control
完整量子计算是一种量子计算策略，它保证了一些内置的抗噪声特性。在这里，我们提出了一个方案的非绝热完整量子计算与氮空位中心电子自旋，其特点是快速量子门和长量子比特相干时间。通过改变施加到氮空位中心的激光的失谐、振幅和相位差，可以直接在自旋上实现任意单量子比特完整门。同时，在腔辅助相互作用的帮助下，还可以诱导出非平凡的两量子比特完整量子门。该方案的显著优点是所有的量子门都是通过对固态自旋的全光学几何操作获得的。因此，我们的方案打开了强大的量子计算的可能性，在全光的方式使用固态自旋。
2017-10-10 quant-ph
Electric nonadiabatic geometric entangling gates on spin qubits
量子纠缠的产生和维持是量子操作最优构造的核心，也是实现通用量子计算的基本问题。我们在这里介绍一个自旋量子位的设置，它允许在具有任意纠缠功率的寄存器量子位之间几何实现纠缠门。我们通过演示一个通过自旋链的电路来证明这一点，该电路执行通用非绝热完整两量子比特纠缠。所提出的门都是电的和几何的，这将有助于在自旋量子比特上实现快速和鲁棒的纠缠门。这个纠缠门家族包含与量子算法中的CNOT门一样有效的门。我们在一定程度上研究了电路的鲁棒性。
2017-07-10 quant-ph
Experimental implementation of universal holonomic quantum computation on solid-state spins with optimal control
实验实现一组具有高保真度的通用量子逻辑门是量子信息处理的关键，而量子系统与环境之间不可避免的相互作用一直是量子信息处理的挑战。几何量子计算是噪声免疫的，因此提供了一种鲁棒的方法来提高控制保真度。在这里，我们实验实现了最近提出的可扩展的非绝热完整量子计算与固体自旋在钻石在室温下，它保持了灵活性和弹性对退相干和系统控制错误。与以前的几何方法相比，实验上提高了完整单量子比特和双量子比特量子逻辑门的通用集合的量子效率。因此，这项工作使容错可扩展几何量子计算在现实系统中的重要一步。
2021-02-18 quant-ph
