Trapped-Ion Entangling Gates Robust Against Qubit Frequency Errors
纠缠操作是大规模量子信息处理的必要工具，但是随着量子比特数量的增加，实验的不完善性会阻止当前方案达到足够的纠缠度。在这里，它是数字显示如何多色调的标准陷阱离子纠缠门的推广，可以同时对噪声和错误设置的频率的各个量子比特鲁棒。这放松了捕获场所需的均匀性程度，使物理上更大的系统更实用。
2020-04-15 quant-ph
Breaking the entangling gate speed limit for trapped-ion qubits using a phase-stable standing wave
本文提出利用相位稳定驻波独立调控载波与运动耦合，将载波耦合抑制18倍并增强自旋-运动耦合，从而突破传统行波Mølmer-Sørensen门的速度极限，在囚禁离子量子比特上实现了15 μs的纠缠门。
2023-10-19 physics.atom-ph quant-ph
High-fidelity Rydberg-blockade entangling gate using shaped, analytic pulses
我们表明，使用整形脉冲提高了里德堡封锁两个量子比特纠缠门的保真度几个数量级相比，以前的协议的基础上方脉冲或最佳控制脉冲。使用分析导数去除绝热门（DRAG）脉冲，减少激发的主要泄漏状态和分析方法，找到最佳的里德伯封锁，我们产生贝尔态的保真度$F>0.9999$在300 K的环境中的门时间只有$50\;{\rm ns}$，这是一个数量级比以前的协议更快。这些结果建立了可扩展的量子计算与里德堡封锁门的中性原子量子比特的潜力。
2016-09-07 physics.atom-ph quant-ph
Optimal control of entangling operations for trapped ion quantum computing
最优控制技术被应用于将酉量子操作分解为一系列单量子比特门和纠缠操作。为此，我们修改了一个梯度上升算法的耦合核自旋的分子系统，使其适用于囚禁离子量子计算。我们将酉操作分解成基于非线性集体自旋算子的纠缠门，并由全局自旋翻转和局部光移位门补充。除其他外，我们提供了受控非门和托弗利门的显式分解，以及一个简单的量子纠错协议。
2008-11-12 quant-ph
Analysis of the action of conventional trapped-ion entangling gates in qudit space
P.N. Lebedev Physical Institute of the Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院列别杰夫物理研究所）；Russian Quantum Center, Skolkovo（俄罗斯量子中心）
本文分析了多级量子系统中常规捕获离子纠缠门的相位作用，提出补偿方法以提高门的鲁棒性和电路分解效率。
2026-09-04 physics.atom-ph quant-ph
Protocols for Rydberg entangling gates featuring robustness against quasi-static errors
本研究提出一类基于里德堡阻塞的中性原子纠缠门新协议，采用共振全局激光脉冲实现受控相位门，验证其对拉比频率校准误差、激光强度波动的鲁棒性，并给出适配原子运动多普勒频移的改进方案。
2022-10-17 physics.atom-ph quant-ph
Trapped-ion quantum error-correcting protocols using only global operations
量子纠错码是使用复杂的纠缠操作序列制备和测量的多体纠缠态。这种纠缠序列的每个元素在编码或读出代码期间将噪声引入精细的量子信息。因此，重要的是找到有效的纠缠协议，以避免信息的丢失。在这里，我们提出了一个实验，只使用全局纠缠操作编码任意的逻辑量子比特的五量子比特重复代码或五量子比特代码，与六离子库仑晶体结构中的潘宁陷阱。我们表明，使用全球业务使我们能够准备和读出这些代码，仅使用6个和10个全球纠缠脉冲，分别。所提出的实验还允许在读出过程中获取综合征信息。我们提供了一个噪声分析所提出的协议，估计我们可以实现一个六倍的改进，在相干时间与噪声高达$\sim 1\%$对每个纠缠操作。
2015-09-12 physics.atom-ph quant-ph
A trapped ion quantum computer with robust entangling gates and quantum coherent feedback
量子计算机有望在解决一系列计算问题时实现比经典计算机显著的加速。线性保罗阱中的离子链是构建这种量子计算机的一个有前途的平台，因为它们的相干时间长，控制质量高。在这里，我们报告了一个小型的，五量子比特，通用量子计算机的建设使用$^{88}\text{Sr}^{+}$离子在RF陷阱。所有的基本操作，包括初始化，量子逻辑操作和读出，都是高保真的。使用窄线宽激光器实现的选择性双量子位和单量子位门包括通用门集合，允许在量子寄存器上实现任何幺正。我们回顾了主要的实验工具，并详细描述了计算机的独特之处：使用强大的纠缠门和通过EMCCD相机采集的量子相干反馈系统的发展。后者是必要的，在未来的实验中进行量子纠错协议。
2021-11-07 physics.atom-ph quant-ph
High Fidelity Entangling Gates in a 3D Ion Crystal under Micromotion
离子阱是量子计算最有希望的候选器件之一。目前的方案主要集中在保罗阱中多达约一百个离子的线性链上。为了进一步扩大量子位数，一个可能的方向是使用2D或3D离子晶体（维格纳晶体）。在这些系统中，由于强的快速振荡电场，离子通常经受大的微运动，这可以显著地影响纠缠门的性能。在这项工作中，我们开发了一种有效的数值方法来设计高保真纠缠门在一般的三维离子晶体。我们提出了数值算法来解决的离子和他们的集体正常模式的平衡配置。然后，我们给出了一个数学描述的微动，并用它来概括的门计划线性离子链到一个一般的三维晶体。所涉及的时间积分的高度振荡的功能扩展到一个快速收敛的系列准确和有效的评估和优化。作为一个数值例子，我们展示了一个高保真的纠缠门设计之间的两个离子在100个离子的晶体，理论保真度为99.9%。
2021-02-16 physics.atom-ph quant-ph
Pairwise-parallel entangling gates on orthogonal modes in a trapped-ion chain
并行操作对于近期的量子计算机和更大规模的容错机器都很重要，因为它们减少了执行时间和量子比特空闲。我们提出并实现了一种在离子阱量子计算机上的成对并行门方案。门被同时驱动的捕获离子链的正交运动模式的不同集合。我们证明了该方案的实用性，通过创建一个GHZ状态在一个步骤中使用一个重叠的量子比特的并行门。我们还显示了它的优势，电路通过实现一个相互作用的自旋系统，横向场伊辛模型的动力学的数字量子模拟。当不涉及重叠量子位时，这种方法有效地将可用栅极深度扩展高达两倍，除了额外的初始冷却之外没有开销。这是因为使用一组额外的模式作为额外的量子自由度几乎相当于将陷阱加热速率减半，将激光和量子比特相干时间加倍，并将控制器存储器深度扩展到两倍。该方案可以很容易地应用于不同的捕获离子量子比特和门方案，广泛地增强了捕获离子量子计算机的能力。
2023-02-17 physics.atom-ph quant-ph
Comparison of trapped-ion entangling gate mechanisms for mixed species
本文对比了混合离子种类体系中光移门与Mølmer-Sørensen门的差异及相位稳定性，并在Ca⁺/Sr⁺量子比特上实现99.8%和99.6%的保真度。
2025-09-22 physics.atom-ph quant-ph
Entangling power and local invariants of two-qubit gates
我们展示了一个简单的关系连接纠缠功率和本地不变量的两个量子比特门。从这个关系出发，得到了门具有相同纠缠功率的一般条件。这种关系也有助于找到完美纠缠的纠缠功率的下限，从那里得到的分类门的完美和非完美纠缠的局部不变量。
2010-09-07 quant-ph
Scalable global entangling gates on arbitrary ion qubits
一个量子算法可以被分解成一个由单量子比特和双量子比特纠缠门组成的序列。为了优化分解并实现量子线路的更有效的构造，我们可以用单个全局纠缠门代替多个2量子比特门。在这里，我们提出并实现了一个可扩展的方案，通过耦合到多个运动模式，通过外场在多个$\yb$离子量子位上实现全局纠缠门。这种全局门需要同时解耦多个运动模式，并在门时间平衡所有量子位对的耦合强度。为了满足复杂的要求，我们研制了一个对每个离子都具有完全独立控制能力的离子囚禁系统，并在实验上实现了全局纠缠门。作为例子，我们利用它们在一次纠缠操作中制备了Greenberger-Horne-Zeilinger（GHZ）态，并成功地在$93.4\%$上实现了真正的多体纠缠，达到了4个量子比特的态密度.
2019-01-11 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Power-optimal, stabilized entangling gate between trapped-ion qubits
为了实现可扩展的量子计算，提高纠缠门的保真度和实现效率至关重要。本文提出了一种线性方法，在离子阱量子计算机上构造任意一对量子比特的可证明功率最优的纠缠门。该方法利用照射离子的束的幅度、频率和相位的同时调制，并且与现有技术不同，不需要在参数空间中进行任何搜索。线性方法是可扩展的，使稳定对外部参数波动的任意顺序的成本线性的顺序。我们实现并证明了功率最优，稳定的门上捕获离子量子计算机。
2021-08-08 cs.ET quant-ph
A Wavelength-Insensitive, Multispecies Entangling Gate for Group-2 Atomic Ions
我们提出了一个光学方案，用于产生纠缠共陷相同或不同的碱土原子离子（$^{40}\text{Ca}^+$，$^{88}\text{Sr}^+$，$^{138}\text{Ba}^+$，$^{226}\text{Ra}^+$），其表现出基本的错误率低于$10^{-4}$，并可以实现从紫外到红外的宽范围的激光波长。我们还讨论了这种技术的直接扩展，包括两个最轻的2族离子（$\text{Be}^+$，$\text{Mg}^+$）的多物种纠缠。这种波长不敏感的几何相位门的关键要素是使用基态（$S_{1/2}$）和亚稳态（$D_{5/2}$）电子态作为$σ^z σ^z$光移纠缠门内的量子比特能级。我们提出了一个详细的分析的原则和基本的错误来源，这个门计划，其中包括光子散射和自发辐射退相干，计算两个量子比特门错误率和持续时间在固定的激光束强度在很大一部分的光谱（300 nm至2 $μ\text{m}$）的离子对的分类。我们对比这种技术的优点和缺点对以前的陷阱离子纠缠门，并讨论其应用于量子信息处理和模拟与喜欢和多物种离子晶体。
2020-10-09 physics.atom-ph 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
Exact universality from any entangling gate without inverses
本文证明了任意局部门和任意纠缠二分门V都是泛门。在此之前，只有当V和V^{-1}都被给予接触时，或者当要求近似的普遍性时，这才是已知的。
2008-06-03 quant-ph
High-fidelity entangling gates and nonlocal circuits with neutral atoms
Harvard University（哈佛大学）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；QuEra Computing Inc.（QuEra计算公司）
该研究通过中性原子量子处理器实现了高保真的CZ纠缠门，利用状态选择性读取和量子比特重用技术，提高了保真度并展示了低误差量子电路在非本地纠缠态研究中的应用。
2026-04-28 physics.atom-ph quant-ph
Entangling power of multipartite unitary gates
我们研究了多体幺正门在单纠缠度量下的纠缠特性。特别强调三方的情况下，我们推导出一个$n$ -partite门的纠缠功率作为门的显式函数的解析表达式，链接门的纠缠功率作用于$n$ -partite希尔伯特空间的尺寸$d_1 \ldots d_n$到纯态的纠缠尺寸$(d_1 \ldots d_n)^2$希尔伯特空间。此外，我们估计其平均值的酉和正交群，分析的最大纠缠功率，并将其与$2n$缔约方的系统的绝对最大纠缠（AME）状态。最后，我们提供了一个详细的分析三量子比特酉门和正交门的纠缠特性。
2020-01-18 quant-ph
Entangling a series of trapped ions by moving cavity bus
多量子比特纠缠是量子信息处理的核心任务之一。在这里，我们提出了一种方法来纠缠一些冷离子（单独捕获在一串微陷阱）的移动腔。该腔被推动以均匀的速度一个接一个地包括离子，因此存储在前离子中的信息可以通过这种移动的腔总线被传递到后离子。由于捕获离子的位置被精确定位，离子-腔相互作用的强度和持续时间可以被精确控制。因此，通过适当地设置相关参数，典型的多离子纠缠态，例如，$W$状态的10个离子，可以确定性地产生。并对该方案的可行性进行了讨论。
2011-06-20 quant-ph
Entangling gate performance and fidelity limits with neutral atom Förster resonances
University of Wisconsin-Madison（威斯康星大学麦迪逊分校）；Infleqtion（英弗莱克申）
针对Förster共振附近的纠缠门，提出双本征态模型，揭示保真度上限为F≤1-(π/2)/(Vτ_R)，并设计在大拉比频率下饱和该界限的门协议，将保真度提升约40%。
2026-08-21 physics.atom-ph quant-ph
Demonstration of a dressed-state phase gate for trapped ions
我们演示了Bermudez等人提出的捕获离子纠缠门方案。[Phys. Rev. A 85，040302（2012）]。强载流子和单边带跃迁的同时激发使得能够确定性地产生纠缠态。该方法适用于磁场不敏感状态，对热激发是鲁棒的，包括从量子位退相误差的动态解耦，并且与具有捕获离子的一些其他纠缠门相比，在实验实现中提供了简化。我们实现了0.974（4）的贝尔态保真度，并确定了主要的误差来源。
2013-04-23 physics.atom-ph quant-ph
Subspace benchmarking high-fidelity entangling operations with trapped ions
我们提出了一个新的和简化的两个量子比特的随机基准测试程序，只在一对量子比特的对称子空间中运行，非常适合于基准测试捕获离子系统。通过只在对称子空间中进行基准测试，我们大大降低了实验的复杂性，所需的门数和运行时间。该协议被证明对捕获的离子使用集体单量子比特旋转和Molmer-Sorenson（MS）相互作用估计的纠缠门误差$2(1) \times 10^{-3}$。我们分析了MS门中的期望误差，发现布居主要保持在对称子空间中。混合对称和反对称子空间的错误出现泄漏，我们将我们的协议与最近提出的泄漏基准测试相结合，来表征它们。协议的推广和局限性进行了讨论。
2020-03-17 quant-ph
Coherent Error Suppression in Multi-Qubit Entangling Gates
我们展示了一个简单的脉冲整形技术，旨在提高保真度的自旋相关的力操作通常用于实现纠缠门在捕获离子系统。莫默-索伦森门的这种扩展理论上可以将某些频率和定时误差的影响抑制到任何所需的量级，并通过对捕获的原子离子进行两量子比特纠缠门的沃尔什调制来证明。该技术适用于通过集体谐振子模式耦合的量子位的任何系统。
2012-04-26 quant-ph
Geometric entangling gates for coupled cavity system in decoherence-free subspaces
提出了一种在无退相干子空间的耦合腔系统中实现两个逻辑量子比特的几何纠缠门的方案。每个逻辑量子比特由两个囚禁在单个腔中的原子编码，通过腔耦合和控制外部经典激光场来实现几何纠缠门。该方案基于耦合腔系统，允许量子计算的可扩展性，并放宽了对原子单独寻址的要求。
2011-12-14 quant-ph
A showing of entangling and discording power for cooper-pair gate
我们提出了一个门的纠缠和不一致的权力，这是一个量子计算机的基本元素的强有力的竞争者。我们提出了一个双量子位层析成像的实验方案的效果门。我们提出了一个充分的和可实现的条件存在的非零量子不和谐和纠缠在所考虑的实验方案。
2015-03-03 quant-ph
Entangling-gate error from coherently displaced motional modes of trapped ions
捕获离子量子计算中的纠缠门主要针对具有初始运动分布的静止离子，所述初始运动分布是热的并且接近于基态。然而，未来的系统将可能由于例如以下原因而引起显著的非热激励，离子传输、更长的操作时间和阱阵列的增加的空间范围。在本文中，我们分析了这种相干运动激发对纠缠门误差的影响，通过对一对被困离子量子比特进行Molmer-Sorenson（MS）门的模拟，其中热激发和相干激发都存在于门开始时的共享运动模式中。我们发现，少量的相干位移显着侵蚀门的性能在实验噪声的存在下，我们证明，只施加有限的控制相位的位移可以抑制这种错误。然后，我们使用的实验数据，从传输离子的MS门误差在现实条件下的相干位移的影响进行分析。
2021-09-10 quant-ph
Hybrid atom-photon entangling gates via Gaussian soft control
提出基于高斯软控制的超导共面波导谐振器原子-微波光子受控Z门方案，通过高斯调制辅助场增强强耦合并提升门对参数偏差和能级移动的鲁棒性。
2024-06-14 physics.atom-ph quant-ph
Resonator-assisted entangling gate for singlet-triplet spin qubits in nanowire double quantum dots
我们提出了一种谐振子辅助的纠缠门，用于高保真度的自旋量子比特。每个自旋量子比特对应于纳米线双量子点中的两个电子，单线态和三重态之一作为逻辑量子比特态。该门受虚电荷偶极跃迁的影响。我们在我们的模型中包括噪声，以显示在当前的实验条件下的方案的可行性。
2010-05-17 quant-ph
Benchmarking and fidelity response theory of high-fidelity Rydberg entangling gates
本文实现并基准测试时间最优里德堡 CZ 门，获得 0.9971(5) 的平均保真度，并提出保真度响应理论以建模激光噪声、优化门协议及预测 0.999 以上保真度。
2024-11-19 physics.atom-ph quant-ph
Efficient Arbitrary Simultaneously Entangling Gates on a trapped-ion quantum computer
有效地纠缠量子比特对对于充分利用量子计算的能力至关重要。在这里，我们设计了一个精确的协议，同时纠缠任意对量子比特的捕获离子量子计算机。该协议在系统规模上只需要多项式的经典计算资源，与单对情况相比，量子控制的开销非常小。我们展示了一个指数级的改进，在经典和量子资源的当前最先进的。我们实现了软件定义的捕获离子量子计算机上的协议，在那里我们重新配置的量子计算机架构的需求。结合捕获离子量子计算机中可用的全对全连接性，我们的研究结果表明，捕获离子是具有最小量子延迟的可扩展量子计算平台的主要候选者。
2019-05-22 cs.ET quant-ph
All maximally entangling unitary gates
我们的特点是所有最大纠缠的二分酉算子，作用于系统$A,B$的任意有限尺寸$d_A\le d_B$，当使用辅助系统由双方是允许的。几个有用的和有趣的后果，这种特性进行了讨论，包括理解为什么纠缠和解纠缠能力的一个给定的（最大纠缠）酉可以不同，并证明这些能力必须是相等的，当$d_A=d_B$。
2011-08-19 quant-ph
Stability thresholds and calculation techniques for fast entangling gates on trapped ions
已经提出了用于捕获离子的快速纠缠门，其比当前实现方式快几个数量级。我们在这里提出了一个详细的分析，在执行一个成功的快速门所涉及的挑战。我们表明，RWA是一个稳定的近似脉冲数：时间尺度上，我们可以忽略在原子频率旋转的条款是可以忽略不计的影响，在快速门的脉冲数。与此相反，我们表明，激光脉冲不稳定性引起的脉冲数依赖的效果，快速门失真与所施加的不完美的脉冲的数量。使用这里提出的降维方法，我们找到了实现两个量子位门保真度阈值所需的脉冲稳定性的界限。
2016-01-13 quant-ph
Fast dynamical decoupling of the Molmer-Sorensen entangling gate
量子系统之间的工程纠缠通常涉及通过玻色子介体的耦合，该介体应该在操作结束时从系统中解纠缠。这种操作的质量通常受到环境和控制噪声的限制。用于抑制噪声的主要技术之一是通过动态解耦，其中以比噪声的典型时间尺度更快的速率主动施加脉冲。然而，对于玻色子介导的门，当前的动态解耦方案要求仅当玻色子和量子系统解纠缠时才执行脉冲。这种限制意味着选通时间增加$\sqrt{N}$倍，其中$N$是施加的脉冲数。在这里，我们提出并实现了一种方法，使动态解耦的玻色子介导的系统中，脉冲可以被施加，而自旋玻色子纠缠持续，导致在时间上的增加，这是最多的一个因素$\fracπ{2}$，独立于脉冲的数量。我们实验证明了我们的快速动态解耦纠缠门的鲁棒性$σ_z$噪声与离子在保罗陷阱。
2017-06-12 physics.atom-ph quant-ph
Locally observable conditions for the successful implementation of entangling multi-qubit quantum gates
从量子门对仅两组互补输入态的操作获得的信息足以估计门的量子过程保真度。在纠缠门的情况下，这些条件可以用来预测多量子比特纠缠能力从两个非纠缠本地操作的并行性。然后，可以预测门的高度非经典特征，例如从两个完全经典的输入输出关系的相似性中违反局部实在论，而不会产生任何实际的纠缠。
2005-09-01 quant-ph
Entangling characterization of (SWAP)1/m and Controlled unitary gates
我们研究了（SWAP）1/m（m>=1）和受控酉门的纠缠功率和完美纠缠性质。结果表明，（SWAP）1/2是该族中唯一的完美纠缠子。另一方面，确定局部等价于CNOT的CU的子集。结果表明，该子集是一个完美的纠缠，必须具有最大的纠缠功率。
2009-01-05 quant-ph
Robust photon-mediated entangling gates between quantum dot spin qubits
单电子硅自旋量子比特的重大实验进展为实现微波光子介导的远程纠缠门提供了可能性。然而，最近提出的iSWAP门需要将量子位能量调谐到谐振，并且由于电荷噪声而具有有限的保真度。我们提出了一种新的光子介导的交叉共振门，是符合现实的实验能力，不需要谐振调谐。此外，我们提出的门序列能够抑制由于准静态噪声的交叉谐振和iSWAP门的错误。
2021-01-27 quant-ph
Micromotion-Enhanced Fast Entangling Gates For Trapped Ion Quantum Computing
捕获离子系统中的RF引起的微运动通常被最小化或规避，以避免绝热过程（例如多离子门操作）的非共振耦合。非绝热纠缠门（所谓的“快速门”）不需要特定运动边带的分辨率，因此不限于比捕获周期更长的时间尺度。我们发现，设计用于无微动环境的快速门在微动的存在下显着降低了保真度。我们表明，当快速门的设计考虑到RF引起的微动，他们可以，事实上，在没有微动的情况下，执行快门。由于激光引起的状态相关力引起能量偏移，该能量偏移被产生微运动的状态无关力放大。这种增强存在于所有捕获参数中，并且对实验误差的现实来源具有鲁棒性。这一结果为可扩展的2D架构上的快速双量子位纠缠门铺平了道路，其中微动必须存在于至少一个离子间轴上。
2020-02-24 quant-ph
Entanglement-free certification of entangling gates
并不是所有的量子协议都需要纠缠来超越它们的经典替代方案。导致这种量子优势的非经典关联被量子不和谐捕获。在这里，我们证明了不和谐可以被明确地用作一种资源：证明不可信的纠缠门，而不会在任何阶段产生纠缠。我们实现我们的协议在单光子制度，并显示其成功的存在下，高水平的噪声和不完善的门操作。我们的技术提供了一个实用的方法，在物理架构中，只有高度混合的状态是可用的基准纠缠门。
2013-11-05 quant-ph
Detuning-robust Rydberg entangling gates from echoed pulses
The University of Illinois at Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）；Duke University（杜克大学）；University of Chicago（芝加哥大学）；Argonne National Laboratory（阿贡国家实验室）
本研究设计了抗失谐的里德伯纠缠ZZ门，将一阶失谐误差归为单量子比特Z旋转并由回波序列消除，大幅放宽了对激光频率稳定性等的要求，推动中性原子实用容错量子计算发展。
2026-09-04 physics.atom-ph quant-ph
Rydberg Entangling Gates in Silicon
在本文中，我们提出了一个新的里德伯纠缠门计划，我们从理论上证明有一个数量级的改进，在qualities和速度超过现有的协议。我们发现，将这种门应用于硅中的施主将有助于克服原子精确施主位置和大量的门调谐的苛刻要求，到目前为止，这阻碍了缩放。我们计算了多个捐助物种使用有限元法的多路里德伯相互作用，并表明，诱导电偶极子和范德华相互作用，计算在这里的第一次，是重要的，即使是低的激发态。我们表明，里德伯门操作是可能的施主激发态的寿命内与99.9%的保真度的贝尔态的存在下，消相干的创建。
2020-11-24 cond-mat.mes-hall physics.atom-ph quant-ph
Entanglement Distribution and Entangling Power of Quantum Gates
量子门是作用于复合系统的幺正演化算符$\hat U$，它在量子计算和其他量子信息处理中起着重要作用。在目前的贡献，我们研究这些纠缠变化的一些方面。本文用蒙特卡罗方法计算了几种典型量子门的纠缠功率，并讨论了与CNOT门作用有关的结果。我们特别注意纠缠在几个参与方之间的分配。
2006-03-07 quant-ph
Efficient construction of three- and four-qubit quantum gates by global entangling gates
我们提出了改进的电路的控制-控制-相位（Toffoli）门和控制-交换（Fredkin）门，分别使用三个和四个全局两量子位门。与传统电路相比，这几乎是两倍的速度，传统电路需要五个（对于Toffoli）和七个（对于Fredkin）条件双量子位门。我们采用相同的方法，通过七个全局两量子比特门来构造条件四量子比特相位门。我们还提出了建设的Toffoli和Fredkin门与五个最近邻的相互作用。我们的构造不采用辅助量子位或辅助内部状态，并且特别适合于离子量子位和电路QED系统，其中纠缠操作可以通过全局寻址来实现。
2015-03-09 quant-ph
Entangling efficiency of linear-optical quantum gates
提出了一种新的量子门的非经典性度量，特别适用于概率器件。该措施使得能够比较，例如，确定性器件制备具有低纠缠量的纠缠态，而概率性器件产生高度纠缠态，但有时会失败。我们提供的例子表明这种新措施的优势，到目前为止采用的纠缠功率。
2012-07-24 quant-ph
The Search For Leakage-free Entangling Fibonacci Braiding Gates
这是一个悬而未决的问题，如果有泄漏的纠缠Fibonacci编织门。本文对否定的猜想提供了证据。我们还发现了一个简单得多的协议，以产生近似无泄漏纠缠Fibonacci编织门比现有的算法在文献中。
2019-04-03 cs.ET quant-ph
Entangling unitary gates on distant qubits with ancilla feedback
通过使用辅助量子比特作为介体，两个遥远的量子比特可以进行非局域纠缠幺正操作。当试图通过将量子位的固定静态局部集合与弹道介质组合来扩大或分布量子计算时，这是期望的。使用由对辅助物的测量驱动的模型，可以生成最大纠缠的CZ门，同时仅能够访问该对量子位和辅助物之间的较少纠缠的门。然而，这导致生成控制相位旋转门的随机过程，其中成功的预期时间与连接门的纠缠功率不相关。我们探索如何将反馈用于辅助的准备和测量参数，以加快在一对分离的量子位之间生成CZ门的预期时间，并利用更强的耦合强度以获得更快的时间。令人惊讶的是，通过选择适当的策略，二进制离散参数的控制实现了与辅助系统的所有自由度的完全连续控制相当的速度。
2013-11-14 quant-ph
Robust and resource-efficient microwave near-field entangling $^9$Be$^+$ gate
微波俘获离子量子逻辑门避免了作为退相干的基本源的自发发射。然而，微波双量子比特门仍然比激光诱导门慢，因此对运动模式频率的波动和噪声更敏感。我们提出并实现了幅度整形门驱动器，以获得弹性，这样的频率变化，而不增加每个门操作的脉冲能量。我们证明了噪声注入期间的两个量子比特纠缠门与$^9$的$^+$离子量子比特的弹性。在没有注入噪声的情况下，幅度调制在$10^{-3}$范围内给出操作失真。
2019-11-10 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
An entangling quantum-logic gate operated with an ultrabright single photon-source
我们展示了由超亮固态单光子源驱动的光子量子逻辑门的明确纠缠操作。由微柱光学腔中的单个半导体量子点发射的不可区分的单光子被用作目标和控制量子比特。对于0.56个收集光子/脉冲的源亮度，测量的真值表与68.4%的理想情况重叠，对于0.17个光子/脉冲的源亮度增加到73.0%。大门被缠住了：在光源亮度为0.48时，贝尔态保真度高于纠缠阈值50%，在光源亮度为0.15时达到71.0%。
2013-03-04 quant-ph
Universal Fidelity Law for Linear-Optical Entangling Gates
Weizmann Institute of Science（魏茨曼科学研究所）
针对不完美光子源导致的线性光学纠缠门性能下降问题，提出以Hong-Ou-Mandel可见度和二阶相干度刻画多光子噪声的普适保真度定律，并经实验验证，为光子量子计算提供统一基准。
2026-09-23 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Long-distance entangling gates between quantum dot spins mediated by a superconducting resonator
最近的硅量子比特实验表明，微波谐振器与双量子点中单个电子的自旋有很强的耦合，这为远程自旋-自旋相互作用提供了可能性。我们提出了我们的理论计算远量子点自旋耦合的谐振器之间的有效相互作用，并提出了一个协议的快速，高保真度的两个量子比特门与实验证明的能力一致。我们的模拟表明，在噪声的存在下，自旋-自旋纠缠门显着优于腔介导门的电荷量子比特。
2019-10-28 quant-ph
Programmable all-to-all entangling gates for cavity-coupled atoms
School of Physics and Astronomy, University of Birmingham（伯明翰大学物理与天文学院）
本文设计了一种耦合到光子腔的中性原子间的高保真Mølmer Sørensen型纠缠门，可实现可编程全对全连接，消除原子物理移动需求，抑制运动误差，实验参数下保真度超0.99。
2026-10-16 quant-ph
Robust entanglement gates for trapped-ion qubits
高保真双量子比特纠缠门在许多量子信息处理任务中起着重要作用，是构建通用量子计算机的必要组成部分。这种高保真度的门已经在捕获离子量子比特上得到了证明，然而，门参数中的控制误差和噪声仍然可能导致保真度降低。在这里，我们提出并证明了一个一般的家庭的两个量子比特纠缠门是强大的不同来源的噪声和控制误差。这些门通过使用多音调驱动器来概括著名的莫尔默-索伦森门。我们在实验上实现了几个拟议的门$^{88}\text{Sr}^{+}$离子被困在一个线性保罗陷阱，并验证了他们的弹性。
2018-05-17 physics.atom-ph quant-ph
Laser-free trapped ion entangling gates with AESE: Adiabatic Elimination of Spin-motion Entanglement
本文提出一种无激光囚禁离子纠缠门方案，通过绝热消除自旋-运动纠缠（AESE）抑制多模式噪声，降低对运动退相干的敏感性，可在多普勒温度下实现高保真门操作。
2023-11-13 physics.atom-ph quant-ph
