Memory coherence of a sympathetically cooled trapped-ion qubit
我们证明了一个43 Ca+捕获离子的“记忆”量子位的交感冷却的40 Ca+“冷却剂”离子附近的两个轴向运动模式的基态，同时保持量子位的相干性。这是捕获离子量子计算机的重要组成部分。由于照射两种离子的冷却光，同位素位移足以抑制记忆量子位的退相干和相移。我们在10个边带冷却循环期间测量量子比特相干性，发现每个冷却循环的相干性损失为3.3%。该方法的自然极限是O（0.01%）失真每个冷却循环。
2008-10-06 quant-ph
Dynamical qubit cooling via quasi-particle transport
Department of Physics and Astronomy, and Quantum Matter Institute, University of British Columbia（不列颠哥伦比亚大学物理与天文学系及量子物质研究所）
本文提出一种基于准粒子输运的被动淬火协议，通过辅助自旋链将激发以磁振子或三子形式移出量子比特，实现对单个及纠缠双量子比特目标态的有效冷却，且对热态和有限斜坡时间具有鲁棒性。
2026-09-14 quant-ph
Single-qubit quantum memory exceeding $10$-minute coherence time
能够存储和测量单量子比特级量子信息的长时间量子存储器是实现量子计算和通信的重要组成部分。近年来，基于系综的囚禁离子、电离施主核自旋或固体核自旋的量子存储在增加相干时间方面取得了显著进展。然而，到目前为止，单个量子位的相干时间记录在捕获离子系统中显示为几十秒的量级。囚禁离子中的量子比特相干时间主要受到磁场波动增加和状态检测效率降低的限制，这与没有激光冷却的离子的运动加热有关。在这里，我们报告的相干时间超过$10$分钟，在超精细态的\Yb离子同情冷却的\Ba离子在同一个保罗陷阱，这消除了加热的量子位离子，即使在室温下。为了达到这样的相干时间，我们应用了几千个动态去耦脉冲来抑制场波动噪声。在这个实验中展示的长时间量子存储器为可扩展量子计算机架构或基于离子阱的量子网络中的存储区的构建迈出了重要的一步。随着磁场屏蔽等技术对相干时间的进一步改善和量子存储器中量子比特数的增加，我们的证明也为包括量子货币在内的其他应用奠定了基础。
2017-01-16 physics.atom-ph quant-ph
Entanglement of neutral-atom qubits with long ground-Rydberg coherence times
我们报道了一个基态纠缠协议的结果，一对Cs原子间隔为6~ $μ$ m，结合Rydberg封锁机制和双光子拉曼跃迁，制备$\vertΨ^+\rangle=(\vert 10\rangle+\vert 01\rangle)/\sqrt{2}$贝尔态的损失校正保真度为0.81（5），等于最好的证明保真度的原子被困在光镊，但不需要动态可调的原子间的间距。量子比特态的相干性对于量子信息的应用也是至关重要的，我们使用Ramsey光谱测量了基态和基态Rydberg退相速率。我们证明了横向退相时间$T_2^*=10(1)$ ~ms和$T_2'=0.14(1)$ ~s的量子位水平，并实现了长的地面Rydberg相干时间的$T_2^*=17(2)~μ$ s所需的实现高保真多量子位门序列，其中控制原子保持在Rydberg状态，同时对相邻的目标量子位应用本地操作。
2018-11-12 physics.atom-ph quant-ph
Coherence based inequality for the discrimination of three-qubit GHZ and W class
量子相干性和纠缠起源于叠加原理。我们推导出一个严格的关系之间的${l_1}$规范的一致性和并发性，我们表明，前者总是大于后者。这一结果突出了连贯性和并发性之间的层次关系，并证明连贯性是一个基本的和普遍存在的资源。基于一类特殊的三量子比特态的约化双量子比特和约化单量子比特的部分相干性，我们导出了一夫一妻不等式的类似形式。此外，我们还给出了基于相干性的三比特GHZ类和W类态的分类不等式。最后，我们提供了理论上的讨论，在实验中的方案的可能实施。
2021-05-07 quant-ph
Enhancement of coherence in qubits due to interaction with environment
利用可精确求解的二能级系统（量子比特）与玻色浴相互作用模型，研究了初始制备对开放量子动力学中退相的影响。研究发现，对于某些类别的非选择性制备测量，量子位浴关联导致量子位在演化的初始阶段的相干性显着增强。考虑了在不同温度和耦合强度下，量子比特的纯度和熵在相干增强区的时间行为。
2015-04-20 quant-ph
Cooling a Qubit using n Others
TU Wien（维也纳工业大学）；University of Bristol（布里斯托大学）；University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；Austrian Academy of Sciences（奥地利科学院）
通过分析机器结构对冷却能力的影响，提出基于二分图完美匹配的冷却协议优化方法，建立量子冷却的新理论框架。
2025-12-20 quant-ph
Trapped-ion two-qubit gates with >99.99% fidelity without ground-state cooling
本文提出通过斜升门失谐绝热消除残余自旋—运动纠缠误差的 smooth gate，在无基态冷却且平均声子占据数达 9.4(3) 时实现高保真双量子比特门。
2025-10-20 physics.atom-ph quant-ph
Intrinsic degree of coherence of two-qubit states and measures of two-particle quantum correlations
最近，已经为经典和单粒子量子态建立了一种称为内在相干度的相干性的基不变测度[JOSA B { \bf 36}，2765（2019）]。使用相同的数学结构，在本文中，我们定义了两个量子比特态的内在相干度，并证明了它在量化两粒子量子关联和纠缠方面的有用性。在这种情况下，首先，我们表明，两个量子比特状态的内在相干度提出了一个上限的违反贝尔不等式，可以实现的状态和两个量子比特状态的内在相干度小于$1/\sqrt{3}$不能违反贝尔不等式。然后，我们证明了两个量子比特状态的量子不和谐，它量化了在某些任务中两个量子比特状态中可用的量子相关性的数量，从上到下由状态的内在相干度所限定。接下来，在两粒子纠缠的背景下，我们证明了两个量子比特态的并发度可以取值的范围取决于两个量子比特态与单个量子比特态的内在相干度。最后，针对泵浦光子参量下转换产生的偏振双量子比特态，我们提出了一种测量双量子比特态本征相干度的实验方案。我们还提出了我们的理论研究，展示了泵浦光子的内在相干度如何决定所产生的两量子比特态的最大内在相干度。
2020-03-06 quant-ph
Simultaneous cooling of qubits via a quantum absorption refrigerator and beyond
本文提出一种利用多磁化子空间相互作用哈密顿量和局域/全局量子主方程同时冷却多个目标量子比特的量子热器件，并扩展至海森堡星形网络，揭示其制冷机制与运行范围。
2024-10-21 quant-ph
Coherence transformations in single qubit systems
我们研究了几种典型的非相干操作下的单量子比特变换，如非相干操作（IO）、严格非相干操作（SIO）、物理非相干操作（PIO）和相干保持操作（CPO）。在单量子比特系统中，IO和SIO之间建立了定量的联系。此外，这些无相干操作在单量子位系统中具有明确的层次关系：CPO $\subset$ PIO $\subset$ SIO=IO。给出了通过IO或SIO实现单量子比特变换的充要条件的一个新的显式证明，表明只需两个Kraus算符的SIO就足以实现这种变换.给出了单量子比特通过CPO和PIO的变换域。该方法通过引入变换区域的Bloch球描述，为分析单量子比特相干变换提供了一个几何说明，并告诉我们如何构造相应的无相干操作.
2017-11-15 quant-ph
Stochastic Coherence Theory for Qubits
相干性的资源理论研究量子技术中叠加的操作价值。这一理论的一个关键问题是关于这种资源的操纵和相互转换的效率。在这里，我们完全解决了这个问题的混合状态的量子位通过确定混合状态转换的最佳概率，通过随机非相干操作。这意味着混合单量子比特状态之间的渐近状态转换率的新的下界，在某些情况下被证明是紧的。此外，我们还得到了在给定相干代价下，所有单比特态之间的最小相干性，这为相干性理论的不可逆性提供了新的解释。
2019-03-11 quant-ph
Ground-State Cooling of a Mechanical Oscillator via a Hybrid Electro-Optomechanical System
我们提出了一个同时耦合超导量子位和腔场的机械谐振器的基态冷却方案。系统地推导了描述混合系统动力学的哈密顿量。冷却过程由量子位上的红色失谐交流驱动器和光机械腔上的激光驱动器驱动。我们研究了单个系统在弱耦合和强耦合状态下的冷却，即，量子位辅助冷却和光机械冷却，并与有效的混合冷却进行了比较。结果表明，混合冷却是更有效的相比，单独的冷却机制，并可以适用于解决和未解决的边带制度。
2021-07-01 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
A Scalable Architecture for Coherence-Preserving Qubits
我们提出了可扩展的体系结构，由培根，布朗和惠利引入的相干保持量子位[物理学评论Lett. { \bf 87}，247902（2001）]。这些架构采用额外的量子位，为系统提供额外的自由度。我们表明，这些额外的自由度可以用来对抗相干保持量子位内耦合强度的错误，并对抗与环境量子位的相互作用。所提出的架构结合了实验上可行的方法，用于逻辑量子位间耦合，并可以通过三个同时进行的海森堡交换操作来实现受控相位门。额外的量子位还提供了物理量子位排列的灵活性。具体地，相干保持量子位晶格的所有物理量子位可以被放置在两个空间维度中。这样的布置允许通用集群状态计算。
2006-06-19 quant-ph
Evolution of different orders of coherence of a three-qubit system and their protection via dynamical decoupling on an NMR quantum processor
本文在三量子比特NMR系统中生成不同阶相干性，并利用鲁棒动力学解耦序列保护各阶相干性，成功保护了星形态中的两量子比特纠缠。
2024-11-11 quant-ph
Quantum coherence and entanglement preservation in Markovian and non-Markovian dynamics via additional qubits
本文研究了通过在零温度热库中加入非相互作用的量子比特，单量子比特与热库相互作用时保持量子相干性的问题。此外，我们扩展了这个方案，以保持两个和三个遥远的量子比特之间的量子纠缠，其中每个相互作用的耗散水库独立。在长时间限制下，我们得到了两个和三个量子比特的相干测度和并发度随附加量子比特数目的解析表达式。据观察，通过增加每个库中的额外量子比特的数量，初始相干性和各自的纠缠在马尔可夫和非马尔可夫机制中都得到了完全保护。有趣的是，即使在储层的个别不同行为下，也会发生缠结的保护。
2017-03-11 quant-ph
Rotational Coherence Times of Polar Molecules in Optical Tweezers
量子比特相干时间对于任何稳健的量子计算平台的性能都是至关重要的。对于使用极性分子阵列的量子信息处理，关键性能参数是分子旋转相干时间。我们报告了一个93（7）ms的相干时间的旋转状态量子比特的激光冷却的CaF分子在光镊陷阱，超过一个数量级比以前的系统。由于量子比特态之间的微分极化率引起的不均匀加宽通过调谐镊子极化和施加的磁场到“魔”角来抑制。的相干时间是有限的剩余微分极化率，这意味着改善与进一步冷却。单个自旋回波脉冲能够将相干时间延长到近半秒。测量的相干时间表明极性分子作为高保真量子比特的潜力。
2021-05-31 physics.atom-ph quant-ph
Quantum Thermodynamics applied for Quantum Refrigerators cooling down a qubit
我们讨论了一种量子制冷机，以增加目标量子比特的基态概率，该目标量子比特的基态和激发态之间的能量差小于环境的热能。我们考虑两种类型的量子冰箱：（1）一个额外的量子比特与频繁的脉冲操作和（2）两个额外的量子比特没有它们。从量子热力学的观点对这两种制冷机进行了评价。更具体地说，我们计算了从目标量子比特中移除的热量，为系统所做的工作，以及性能系数（COP），热量与工作之间的比率。我们表明，第二种类型的COP优于第一种类型。我们的研究结果对设计高性能的量子制冷器具有重要的参考价值。
2022-10-06 quant-ph
Lower Bound of $l_{1}$ Norm of Coherence of Bipartite Qubit-Qudit System and its Application in the Detection of Entangled Tripartite Qudit-Qubit-Qudit System
量子相干和量子纠缠是量子信息理论的两大支柱。我们在这里研究这两个重要方面的量子力学之间的任何联系的可能性，同时研究的纠缠检测问题的检测两体高维纠缠态和多体纠缠态。为了达到这个目的，我们利用检测纠缠的准则，推导了二分量子比特-量子系统相干性的$L$范数的下界。利用可分性准则，我们进一步推导了可分二分量子比特-量子系统相干性的$l_{1}$范数的$U$上界。因此，我们发现，如果任何$l_{1}$范数的相干性的二分量子比特-量子双态系统是大于上界的$U$，那么给定的量子比特-量子双态纠缠。最后，利用$U$的上界，得到了可分三态相干性的$l_{1}$范数位于$2 \otimes d \otimes d$、$d \otimes 2 \otimes d$或$d \otimes d \otimes 2$维Hilbert空间中的上界$U_{1}$.我们证明了，如果任何三部分$qubit-qudit-qudit$或$qudit-qubit-qudit$或$qudit-qudit-qubit$系统的相干性的$l_{1}$范数大于所导出的上界$U_{1}$，则给定的三部分系统表示纠缠态.
2022-03-24 quant-ph
Coherence and entanglement dynamics of vibrating qubits
我们研究了振动量子比特的相干和纠缠的动力学。首先，我们考虑一个单一的囚禁离子量子比特内的一个完美的腔，并成功地使用它来构建一个由两个这样的子系统，采取相同的和非相互作用的二分系统。结果表明，无论是单量子比特系统还是双量子比特系统，量子比特的振动都可以导致初始相干性的延长。然而，尽管保持了这种相干性，我们发现两个量子比特之间的纠缠的衰减被量子比特的振动运动加速了。此外，我们强调了腔模式和振动模式之间的光子-声子相关性的动力学，这可能是存储在单量子比特系统中的另一个有用的资源，是如何受到量子比特的初始状态的强烈影响。这些结果提供了关于由移动量子比特组成的系统与固定量子比特系统相比在维持量子资源方面的能力的新见解。
2017-11-01 quant-ph
Negative temperature is cool for cooling
本文分析三量子比特自主制冷机在负温储库下的性能，给出目标量子比特的最低可达温度及逼近绝对零度的极限，并证明负温储库比正温储库冷却能力更强。
2022-04-20 quant-ph
Coherence protection and decay mechanism in qubit ensembles under concatenated continuous driving
自旋量子比特的密集集合对于量子应用是有价值的，尽管它们的相干性保护仍然具有挑战性。连续动态解耦可以保护系综量子比特免受噪声的影响，同时允许门操作，但它会受到驱动引入的额外噪声的阻碍。级联连续驱动（CCD）技术原则上可以缓解这个问题。在这里，我们提供了更深入的了解CCD下的动态，Floquet理论的基础上，导致优化的状态保护，通过调整CCD方案中的驱动参数，以诱导模式演化控制。我们实验证明了改进的控制，同时解决了密集的氮空位（NV）合奏与$10^{10}$自旋。我们实现了一个实验的15倍的改进，在相干时间为任意的，未知的状态，和一个500倍的改进，为任意的，已知的状态，对应于驱动的边带和中心带产生的莫洛三重态，分别。我们可以通过优化驱动参数以考虑影响我们系统的噪声来实现这种相干时间增益。通过扩展广义布洛赫方程的方法，CCD的情况下，我们确定的噪声源，占主导地位的衰减机制在NV合奏，确认我们的模型的实验结果，并确定产生最佳的一致性的驱动强度。我们的结果可以直接用于优化连续驱动和浴驱动下的量子比特相干性保护，并使应用于鲁棒脉冲设计和量子传感。
2020-08-20 physics.atom-ph 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
Coherence of Microwave and Optical Qubit Levels in Neutral Thulium
本文证明中性铥原子兼具超精细编码与类碱土丰富能级优势，实现创纪录的基态量子比特相干时间及亚稳态光学态操作，为铥基量子计算奠定基础。
2025-08-18 physics.atom-ph quant-ph
Algorithmic Cooling in Liquid State NMR
量子冷却是一种利用热化来提高量子比特纯化水平的方法，即它降低了量子比特系统的熵。利用梯度上升脉冲工程（GRAPE）这一最优控制算法，实现了液态核磁共振的算法冷却。将各种冷却算法应用于$^{13}$ C $_2$ -三氯乙烯的三个量子位，以几种不同的方式将系统冷却到香农熵界限之外。特别是，在一个实验中，碳量子比特被冷却了4.61倍。这项工作是一个潜在的整合工具的核磁共振量子计算到体内磁共振光谱学的一步。
2015-11-08 quant-ph
Coherence and Raman sideband cooling of a single atom in an optical tweezer
本文研究了在聚焦光束作用下光镊阱中单个原子的量子控制。我们发现，在偶极陷阱中的纵向极化分量所产生的击穿的傍轴近似引起显着的内部状态退相干。我们发现，这种效应可以减轻适当的选择偏置磁场，使拉曼边带冷却的一个单一的原子接近其三维基态的光阱与束腰小到$w=900$ nm。我们实现了振动占据数的$\bar{n}_r = 0.01$和$\bar{n}_a = 8$在径向和轴向的陷阱，对应的均方根大小的原子波包的24 nm和270 nm，分别。这代表了未来混合量子系统的一个很有希望的起点，其中原子被放置在靠近表面的位置。
2012-09-13 physics.atom-ph quant-ph
Low-temperature thermodynamics with quantum coherence
热操作是非平衡态量子热力学的操作模型。在能级之间缺乏相干性的情况下，在热操作下的精确状态转变条件在称为热优化的数学关系方面是已知的。但是，即使在相对容易处理的模型下，其中所有的吉布斯状态保持量子信道都包括在内，纳入相干性也是具有挑战性的。在这里，我们找到了一个数学概括的热操作在低温下，“冷却地图”，我们得出的必要和充分的状态转换条件。冷却地图，饱和最近发现的相干转移的界限是可实现的热操作，促使我们推测，所有的冷却地图是热操作。冷却地图，虽然不太保守的热操作的概括，是更易于处理的吉布斯保存操作，这表明在一般温度下的冷却地图样的模型可以用于获得有关热操作的洞察力。
2015-08-09 quant-ph
Coherence trapping and information back-flow in dephasing qubits
我们研究了相干捕获、信息回流和退相量子比特库谱密度形式之间的相互作用。我们发现，当量子比特经历非马尔可夫动力学时，稳态相干性最大化，并且我们阐明了环境频谱的低频和高频部分所扮演的不同角色。我们表明，低频率完全确定存在或不存在的信息回流，而高频率决定的最大量的相干捕获。
2014-02-21 quant-ph
Short-time coherence of a qubit and measurement apparatus
考虑量子比特的纯退相模型，研究了测量装置对量子相干性的影响。通过对量子位执行非选择性测量，从整个系统的热状态准备初始状态。初始测量后相干性的大小由值$1/2$限定，该值通过特殊的测量方案和低温极限来实现。相干性的大小在确定的短时间尺度上以近似恒定的速度相同地消失、增加或减少，这取决于制备测量的选择。通过选择进一步的特殊测量方案和高温极限，有利于短时增加或减少速度的最大化。测量装置允许经由非选择性制备测量在短时间内操纵量子位的量子相干性。
2021-12-20 quant-ph
Ground state cooling of a nanomechanical resonator via a Cooper pair box qubit
在本文中，我们提出了一个计划的基态冷却的弯曲模式的纳米机械梁纳入一个环形的库珀对盒（CPB）电路。通过洛伦兹力耦合的光束运动循环CPB电路电流，能量被转移到CPB量子比特，作为一个耗散的两个层次的系统。冷却过程由作用在CPB上的失谐栅极电压驱动器驱动。我们分析了冷却力谱，并提出了一个广泛的参数制度的冷却速率和最终占领数的解析表达式。特别是，我们发现，冷却是优化在一个强大的驱动器制度，我们提出了基态冷却的必要条件。
2008-09-18 cond-mat.other quant-ph
Coherence and Entanglement in Two-Qubit Dynamics: Interplay of the Induced Exchange Interaction and Quantum Noise due to Thermal Bosonic Environment
我们提出了我们最近的结果进行比较评估的诱导交换相互作用和量子噪声介导的玻色子环境中的两个量子比特系统。本文报道了Si-Ge型材料中P施主电子自旋的新计算。挑战和开放的问题进行了讨论。
2007-04-29 cond-mat.mes-hall physics.atom-ph quant-ph
A Couped-Qubit Tavis Cummings Scheme for Prolonging Quantum Coherence
量子比特间的相互作用可以显著提高贝尔态的量子相干性。然而，相干时间增强不是单调的，并且存在进一步增加相互作用是没有帮助的阶段。谐振器中的建议电路QED型实现的Tavis-Cummings（迪克）模型，示出了转移这个转变点取决于加载的光子的数量。这允许谐振器在某些机制中放大相干增强。这种相互作用也会引起纠缠动力学的不寻常的崩溃和复苏类型的行为。一种新的精确的开放量子系统形式--Dicke模型的准哈密顿量揭示了如何保护共振腔中的Bell态不受随机涨落二能级系统的$1/f$噪声的影响。简单的电路级的细节给出通量量子位。
2014-11-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con physics.atm-clus
Role of initial system-bath correlation on coherence trapping
研究了在纯退相通道中，初始关联于非马尔可夫浴的量子比特的相干捕获。通过考虑初始量子位浴关联和浴谱密度，我们发现初始量子位浴关联比初始可分量子位浴态能产生更有效的相干捕获.通过优化初始关联量子位-浴态的参数和浴态的谱密度，可以使长时间内的稳态相干性达到最大。此外，我们还研究了初始关联对量子比特在稳态相干态下的最大演化速度的影响。
2015-02-09 quant-ph
Quantum Coherence in a One-Electron Semiconductor Charge Qubit
研究了由GaAs双量子点构成的半导体电荷量子比特中的量子相干性，在耗尽栅上施加电压脉冲驱动量子比特旋转，并利用量子点接触电荷探测器实现了非侵入状态读出.我们在电荷简并点测量到~7 ns的最大相干时间，其中量子比特能级分裂对栅极电压波动是一阶不敏感的。我们比较测量的相干时间作为一个函数的失谐与预测从1/f噪声模型。
2011-05-07 cond-mat.mes-hall quant-ph
Heat-Bath Algorithmic Cooling with correlated qubit-environment interactions
高纯量子态的受控制备是量子信息科学实际应用的核心，从大多数量子算法的状态初始化到满足量子纠错容错阈值的辅助量子比特的可靠供应。热浴算法冷却已被证明可以通过熵的受控再分配和与浴的多次接触来纯化量子位，不仅适用于整体实现，而且适用于具有强但不完美测量的技术。然而，在以前的工作中已经假设了与浴的相互作用的隐含限制。在本文中，我们表明，更好的净化，可以通过消除限制。更具体地说，我们包括系统和浴之间的相关性，我们利用这些相关性将熵从系统泵入浴中。我们介绍了一种工具，冷却算法，我们称之为“状态重置”，当耦合到环境是广义的从个人量子位弛豫相关量子位弛豫。我们提出了改进的冷却算法，导致纯度的增加超出了所有以前的工作，并将我们的结果与核Overhauser效应。
2017-03-08 quant-ph
Quantum coherence of two-qubit over quantum channels with memory
利用相干测度的公理化定义，如$l_{1}$范数和相对熵，研究了两量子比特系统通过量子信道的量子相干性现象，其中信道的连续使用是记忆的.详细讨论了不同类型的有记忆噪声通道，如振幅阻尼、相位阻尼和去极化通道对量子相干性的影响。结果表明，具有记忆的量子信道可以有效地保护相干性免受噪声信道的影响。特别地，作为具有完美记忆的信道，量子相干性不受相位阻尼和去极化信道的影响。此外，我们还研究了具有记忆的量子信道的相干和退相干功率。
2016-12-28 quant-ph
High coherence hybrid superconducting qubit
我们测量了一种新的超导量子比特{ \em低阻抗通量量子比特}的相干性，发现了$T_2^* \sim T_1 \sim 1.5μ$。它是一个三结通量量子比特，但结临界电流的比例被选择为使量子比特的势具有单阱形式。其大分流电容的低阻抗保护其免受退相干。该量子比特具有适度的非谐性，与所有其他流行的量子比特设计相比，其符号是相反的。量子位以$λ/2$配置电容耦合到高Q谐振器，这允许量子位的状态被分散地读出。
2010-03-16 cond-mat.supr-con quant-ph
Stabilizing qubit coherence via tracking-control
我们考虑的问题，稳定的相干性的一个单一的量子比特的马尔可夫消相干，通过应用控制哈密顿量，没有任何额外的资源。在这种情况下，既不应用量子纠错/避免，也不应用动态解耦。我们表明，使用跟踪控制，即，控制场对量子比特状态的调节，可以在有限的持续时间内保持相干性，直到控制场发散。
2004-10-06 quant-ph
Inducing nontrivial qubit coherence through a controlled dispersive environment
我们展示了如何色散制度的Jaynes-Cummings模型可能作为一个有价值的工具，开放量子系统的研究。我们采用自下而上的方法来构建一个环境，保持量子比特的能量和诱导不同的相干动力学。然后，我们提出了一个紧凑的表达量子位的相干性，在这里适用于有限数量的热填充模式的情况下，在环境中的推导。我们还讨论了如何调整模型参数，以促进量子比特相干性的短时单调衰减（STMD）的产生。我们的研究结果提供了一个广泛适用的平台，节能开放系统动力学的调查，这是完全掌握目前的量子技术。
2019-03-07 quant-ph
Conditional cooling limit for a quantum channel going through an incoherent environment
提出并实验验证了一个通过非相干环境的量子信道的冷却极限。环境由大量独立的非相互作用和非干扰的基本量子系统-量子比特组成。通过通道的量子比特只能被环境量子比特随机替换。我们调查的条件冷却限制，利用额外的探测输出。该限制指定单量子比特通道何时是量子的，即它保持纠缠。这是基于纠缠的量子技术的基本条件。
2015-11-24 quant-ph
Detection and Classification of Three-qubit States Using $l_{1}$ Norm of Coherence
纠缠是一种纯粹的量子力学现象，因此它没有经典的类似物。另一方面，相干性是经典光学和量子力学中的一个众所周知的现象。最近的研究表明，量子相干性可能成为量子信息理论的一个有用的资源。我们将利用量子相干性对三比特态的纠缠特性进行检测和分类。此外，我们已经证明，如果任何三量子比特状态违反了检测一般的双可分状态的另一个必要条件，那么给定的三量子比特状态不能是双可分状态。由于三量子比特系统只有三类状态，所以如果我们检测到被探测的状态既不是可分状态也不是双可分状态，那么我们可以肯定地得出结论，给定的三量子比特状态是真正的纠缠态。我们用几个例子说明了我们的结果。
2023-02-11 quant-ph
Sideband cooling while preserving coherences in the nuclear spin state in group-II-like atoms
我们提出了一种激光冷却类Ⅱ族原子的方法，在不改变原子核自旋的量子态的情况下，保持了通常被光抽运破坏的相干性。由于类II族原子具有$^1S_0$闭壳基态，核自旋和电子自由度解耦，允许独立操纵。在激发态耦合这些自由度的超精细相互作用可以通过施加外部磁场来抑制。我们的协议采用解析边带冷却禁止的时钟跃迁，$^1S_0 \to {}^3P_0$，淬火通过耦合到快速衰减的$^1P_1$状态，深Paschen-Back制度。这使得激光冷却中性原子量子比特而不破坏存储在其核自旋中的量子信息成为可能，如两个例子所示，$^{171}$ Yb和$^{87}$ Sr。
2008-01-29 quant-ph
Superconducting qubit in waveguide cavity with coherence time approaching 0.1ms
我们报道了一个超导人造原子，观测到的量子相干性时间T2*= 95 μ s，能量弛豫时间T1= 70 μ s。该系统由一个约瑟夫森结transmon量子比特嵌入在一个空的铜波导腔，其最低本征模色散耦合到量子比特过渡。我们将相干性品质因数相对于先前报告的四倍增加归因于旨在减少来自残余腔光子的量子位退相的设备修改。这个简单的装置作为一个强大的和容易生产的人工量子系统，其固有的相干性足以允许测试量子纠错有很大的希望。
2012-02-24 quant-ph
Coherence of a Josephson phase qubit under partial-collapse measurement
我们讨论了量子演化的衰减状态在最近的实验Katz等人。基于精确的分析和数值解的一个简单的模型，我们确定了一个制度，其中量子比特保持在一个有限的时间间隔独立的三个竞争退相干过程的速率的相干性。在这种情况下，量子衰变过程可以通过“弱”测量连续监测，而不会影响量子比特的相干性。
2007-04-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.other quant-ph
Steady state coherence in a qubit is incompatible with a quantum map
University of Aarhus（奥胡斯大学）
该研究指出量子比特中的稳态相干性与量子映射不相容，通过Redfield方法和Lindblad方程的对比分析得出这一结论。
2026-02-18 quant-ph
The high-coherence fluxonium qubit
我们报道了超导磁通鎓量子比特，其相干时间在很大程度上受到能量弛豫的限制，并且可重复地满足T2 > 100微秒（在一个设备中T2 > 300微秒）。此外，给定表面损耗角正切和1/f通量噪声幅度的现有技术值，相干性可以进一步提高超过1毫秒。我们的结果违反了一个普遍的观点，即超导电路中的约瑟夫森结的数量-这里超过100-必须最小化以获得最佳量子比特相干性。我们概述了如何独特的fluxonium组合的长相干时间和大的非谐性可以受益于基于门和绝热量子计算。
2018-10-25 cond-mat.supr-con quant-ph
Generating Majorana qubit coherence in Majorana Aharonov-Bohm interferometer
提出了一种由两个拓扑超导链（TSC）组成的Aharonov-Bohm干涉仪来产生相干的Majorana量子比特，每个量子比特由两个具有确定费米子宇称的Majorana零模（MZM）组成.我们得到了广义精确主方程及其解，并研究了MZM量子比特态在各种操作下的实时动力学。我们证明，通过调整的磁通量，退相干率可以修改显着，可以产生无耗散MZM。通过向引线施加偏置电压，可以操纵MZM量子比特相干性并产生几乎纯的Majorana量子比特叠加态。此外，具有不同费米子宇称的MZM量子位之间的宇称翻转可以通过控制引线与TSC之间的耦合来实现。
2021-02-21 cond-mat.mes-hall quant-ph
Ground state cooling of a nanomechanical resonator in the weak-confinement regime via quantum interference
讨论了耦合到超导磁通量子比特的纳米机械谐振器的基态冷却。我们表明，通过诱导量子干涉取消有害的载流子激发，基态冷却成为可能，在弱约束或非解决制度。量子位被建模为λ配置中的三能级系统，并且施加驱动通量使得量子位吸收光谱表现出电磁感应透明性，从而消除不需要的载流子激发。由于我们的基于干涉的方案允许应用强冷却场，因此可以实现快速有效的冷却。
2010-07-15 quant-ph
Strong Algorithmic Cooling in Large Star-Topology Quantum Registers
将量子比特冷却到一个纯的初始态是实现容错量子信息处理的关键。在这里，我们设想了一个星型拓扑结构的重置和计算量子位为此目的。重置量子位通过在热浴算法冷却过程的帮助下将其熵转移到热浴来冷却或净化计算量子位。通过将标准NMR方法与强大的量子控制技术相结合，我们冷却了两个大的星形拓扑系统的中心量子比特，分别具有13和37个自旋。我们获得了超过24倍的极化增强，以及相关的自旋温度从298 K降低到12 K。利用计算量子比特的增强极化特性，我们制备了15阶的组合相干光。通过基准这些coherency的衰减，我们调查的基础噪声过程。此外，我们还冷却了一对计算量子比特，并随后将它们准备在一个有效的纯态。
2017-07-30 quant-ph
Coherence and decoherence in photon spin-qubit entanglement
我们研究了具有非简并下能级的$Λ$系统中自发产生相干和光子自旋量子比特纠缠或“飞行量子比特”的动力学。比较了频率纠缠和频率和偏振纠缠的情况，分析了约化密度矩阵和纠缠熵。我们详细探讨了当量子比特态之间的能量差大于激发态的线宽时，哪条路径信息是如何抑制相干性的。提供了一个框架来描述完整的动力学自发产生的相干性和（理想）光电探测获得后测量量子位密度矩阵。实现了一个简单的光电探测模型，该模型利用量子擦除器来抑制探测测量中的路径信息。发现这种量子擦除器净化了与最近的实验建立联系的测量后量子比特密度矩阵。
2013-03-18 cond-mat.mes-hall quant-ph
Characterize noise correlation and enhance coherence via qubit motion
空间噪声关联的识别在量子纠错器件的研制中具有重要意义，但迄今为止对空间噪声关联的研究还很少。在这项工作中，我们利用一种称为量子比特运动的有效新方法，有效地确定7量子比特超导量子系统中任何一对量子比特之间的噪声相关。当量子比特处于不同的工作频率时，相同的量子比特对之间的噪声相关性也被研究。此外，在存在噪声关联的多量子比特系统中，我们证明了量子比特运动对逻辑量子比特相干性的增强作用，并提出了一种Motion-CPMG操作序列来更有效地保护逻辑状态不受退相干的影响，实验证明该操作序列将逻辑量子比特的退相干时间延长了近一个数量级。
2020-10-27 quant-ph
Qubit Assisted Probing of Coherence Between States of a Macroscopic Apparatus
我提出了一个一般的计划，通过它的叠加涉及不同的经典类态的宏观系统的证据可以进行探讨。该方案依赖于一个量子比特被耦合到一个宏观谐振子，以这种方式，它可以用来准备和探测宏观叠加。提出了两种可能实现的方案，一种是将通量量子比特耦合到LC电路，另一种是将离子阱量子比特耦合到几个离子的集体运动。
2003-08-22 quant-ph
14-qubit entanglement: creation and coherence
我们报告了高达14个量子比特的Greenberger-Horne-Zeilinger状态的创建。通过研究最多8个离子随时间的相干性，我们观察到与量子比特数的平方成比例的衰减。所观察到的衰减与理论模型一致，该模型假设系统受相关高斯相位噪声的影响。这个模型适用于目前大多数朝着量子计算和量子精密测量发展的实验系统。
2011-03-23 quant-ph
Coherence and entanglement under three qubit cloning operations
相干和纠缠是实现各种量子信息处理任务的两个最关键的资源。在这里，我们研究了不同的三个量子比特的量子克隆操作的作用下的相干和纠缠的相互作用。考虑到某些著名的量子克隆机（输入状态独立和依赖），我们提供了它们执行的相干和非相干操作的例子。我们证明了在非相干克隆操作下，输出纠缠和相干都可能消失。另一方面，相干克隆操作可以用于构造通用的和最优的相干机。在相干克隆操作下，即使输入相干可以忽略，输出两量子比特纠缠也可以达到最大。也可以产生与输入状态的性质无关的固定量的纠缠。
2018-12-14 quant-ph
