Nonreciprocal microwave signal processing with a Field-Programmable Josephson Amplifier
我们的现场可编程约瑟夫森放大器（FPJA）的设计和实施报告-一个紧凑的和无损的超导电路，可以编程\textit{in situ}由一组微波驱动器执行互易和非互易频率转换和放大。在这项工作中，我们演示了四种工作模式：频率转换（$-0.5~\mathrm{dB}$传输，$-30~\mathrm{dB}$反射），循环（$-0.5~\mathrm{dB}$传输，$-30~\mathrm{dB}$反射，$30~\mathrm{dB}$隔离），相位保持放大（增益$>20~\mathrm{dB}$，$1~\mathrm{photon}$的添加噪声）和定向相位保持放大（$-10~\mathrm{dB}$反射，$18~\mathrm{dB}$正向增益，$8~\mathrm{dB}$反向隔离，$1~\mathrm{photon}$的添加噪声）。该系统表现出定量与理论预测。基于Nb/Al-AlO $_x$ /Nb Josephson结的梯度超导量子干涉器件（SQUID），FPJA对磁通噪声具有一阶不敏感性，可在低温下无磁屏蔽工作。由于其灵活的设计和与现有超导制造技术的兼容性，FPJA提供了一条直接的途径，可以与超导量子电路（如量子比特或微波光机系统）进行片上集成。
2016-12-05 quant-ph
Programmable interference between two microwave quantum memories
干涉实验提供了一个简单而强大的工具来揭示量子物理学的基本特征。在这里，我们设计了一个RF驱动的，时间相关的双线性耦合，可以进行调整，以实现一个强大的50：50分束器之间的静态存储在两个超导腔在一个三维架构。由此，我们实现了两个光谱失谐定态模之间的高对比度Hong-Ou-Mandel（HOM）干涉。我们证明了这种耦合提供了一种有效的方法来测量两个腔的任意态之间的量子态重叠。最后，我们展示了级联分束器和差分移相器来实现级联马赫-曾德尔干涉仪，它可以按需控制双光子干涉的签名。我们的研究结果铺平了道路，实现可扩展玻色子采样，线性光学量子计算（LOQC）协议在微波域中的应用，以及长寿玻色子存储器之间的量子算法。
2018-05-02 quant-ph
Period multiplication in a parametrically driven superconducting resonator
本文报道了参量驱动可调谐超导谐振器中周期倍增的实验观察。我们调制的磁通量通过超导量子干涉装置，连接到一个四分之一波长的谐振器，与频率$nω$接近的倍数，$n=2,\,3,\,4,\,5$，谐振器的基本模式和观察强烈的输出辐射在$ω$。输出场相对于相位表现出$n$倍简并性，$n$态相对于彼此相移$2π/n$。我们的演示验证了Guo等人在PRL 111，205303（2013）中的理论预测，并为利用微波光子设计复杂的宏观量子猫态铺平了道路。
2018-02-26 cond-mat.mes-hall quant-ph
Microwave-engineering of programmable XXZ Hamiltonians in arrays of Rydberg atoms
我们利用里德伯原子与周期性外微波场之间的共振偶极-偶极相互作用来设计具有可调各向异性的XXZ自旋哈密顿量。原子被放置在1D和2D光镊阵列中，使我们能够研究自旋物理学中的标志性情况，例如在正方形阵列中实现海森堡模型，以及在1D中研究自旋输运。我们首先对两个原子的哈密顿工程进行基准测试，然后在初始磁化的2D阵列上展示磁化的冻结。最后，我们探讨了具有周期性和开边界条件的一维畴壁系统的动力学。我们系统地比较我们的数据与数值模拟，并评估剩余的限制的技术以及路线的改进。该平台的几何多功能性，结合模拟哈密顿的灵活性，在量子模拟，量子信息处理和量子传感领域开辟了令人兴奋的前景。
2022-03-01 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Cavity electromechanics with parametric mechanical driving
在过去的几年中，微波光机械电路已被证明是非常powerfool工具，探索宏观机械振荡器的基础物理，以及作为有前途的候选人，为新的芯片上的量子限制微波器件。在迄今为止的大多数实验中，机械振荡器要么被用作无源器件元件，其位移使用超导腔来检测，要么由腔内场来操纵。在这里，我们探讨了直接和参数化操纵腔机电系统的机械纳米梁谐振器的可能性，这为微波光机械设备的工具箱提供了额外的功能。除了使用腔作为干涉仪来检测参数调制的机械位移和压缩热机械运动，我们证明了纳米梁谐振频率的参数调制可以实现腔内微波光子的相敏参量放大器。与使用机电电路的许多其他微波放大方案相比，所提出的技术允许机械元件的同时冷却，这可能使这种类型的光机械微波放大器成为量子限制的。
2019-08-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Parametrically controlled chiral interface for superconducting quantum devices
本文设计并实验实现了一种结合干涉与相位控制参数泵浦的超导量子比特手性界面，实现约30 dB方向性，并预测其无效率可低至百分之一量级。
2024-11-15 quant-ph
Superconducting quantum node for entanglement and storage of microwave radiation
超导电路和微波信号是实现量子网络的良好候选者，量子网络是量子计算机的骨干。我们实现了一个基于三维微波超导腔的量子节点，该腔通过约瑟夫森环调制器与传输线参数耦合。我们首先展示了时间控制的捕获，存储和检索的最佳形状的传播微波场，效率高达80%。然后，我们展示了第二个基本的能力，这是一个纠缠态分布在节点和微波通道之间的定时控制的产生。
2015-02-04 cond-mat.mes-hall quant-ph
Programmable Heisenberg-limit sensor from a nonlinear quantum energy pump
California State University, Northridge（北岭加州州立大学）；California Institute of Technology（加州理工学院）
该研究提出基于非线性量子能量泵的可编程海森堡极限玻色量子传感器，构建最优传感协议并通过数值模拟验证其鲁棒性，实现多参数信号的高精度计量。
2026-08-12 quant-ph
Electric-Field Programmable Spin Arrays for Scalable Quantum Repeaters
提出基于金刚石色心和可编程电极阵列的电场可编程自旋阵列（eFPSA），实现低串扰、低功耗的单个色心高速自旋控制，集成慢光波导提升光耦合，相比路由树设计显著提高数千量子比特的纠缠生成率，支持可扩展量子网络。
2022-05-05 quant-ph
Cavity-mediated entanglement of parametrically driven spin qubits via sidebands
本文提出利用外部电场参数驱动产生的边带，在量子比特与腔频率失谐条件下实现自旋量子比特间高度可调的纠缠，无需同时共振，并识别出抑制腔光子占据和衰减敏感性的实验参数区域，为可扩展自旋量子信息处理提供新途径。
2023-07-12 cond-mat.mes-hall quant-ph
Theory of the Magnon Parametron
“磁振子参变子”是一种铁磁粒子，它在空腔中被微波参变激发。当微波功率超过一定阈值时，会出现一个双稳态，形成一个有效的伊辛自旋。我们计算的磁振子参数的动力学作为微波功率的函数，施加的磁场和温度的相互作用磁振子系统，考虑到热和量子涨落。我们预测三个动力学阶段，即。一个稳定的伊辛自旋，电报噪声的热激活开关，和一个中间制度，在较低的温度是量子相关的显着distillible磁振子纠缠。这三个制度的操作是有吸引力的替代计算方案。
2021-09-19 cond-mat.mes-hall quant-ph
Harmonic Control of Dynamical Freezing in Programmable Rydberg Atom Arrays
University College London（伦敦大学学院）；S.N. Bose Centre for Basic Sciences（S.N. 基础科学中心）；Indian Institute of Technology, Bhubaneswar（布巴内斯瓦尔印度理工学院）
研究通过谐振控制实现动态冻结，发现单频驱动抑制激发动力学，但交互诱导加热限制冻结范围，通过双参数调制消除吸收路径并扩大冻结区域，展示了如何通过加热过程控制驱动的多体动力学。
2026-04-24 cond-mat.stat-mech quant-ph
Quantum entanglement between a nonlinear nanomechanical resonator and a microwave field
我们考虑一个理论模型的非线性纳米机械谐振器耦合到超导微波谐振器。纳米机械谐振器以其谐振频率的两倍被参数化地驱动，而超导微波谐振器以频率相差等于参数化驱动频率的量的两个音调被驱动。我们证明了该系统的半经典近似具有一个有趣的不动点分支结构。在半经典动力学中，从稳定的不动点到极限环的过渡被观察到，从正到负的失谐。我们发现，这种分叉结构的签名也存在于全耗散量子系统，并进一步表明，它导致的纳米机械谐振器和微波腔之间的混合态纠缠的耗散量子系统，是一个最大的接近半经典分岔。给出了半经典极限环的量子签名。
2010-11-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
A room-temperature cavity-magnonic source of correlated microwave pairs
Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校）
本研究在室温下利用混合磁子-光子平台实现了相干微波对源，通过非退相干激发和非线性动力学产生真实随机性和多通道相关性，为经典和量子应用提供新途径。
2026-01-30 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Parametrically enhanced interactions and non-trivial bath dynamics in a photon-pressure Kerr amplifier
两个超导电路之间的光子压力耦合是一个很有前途的平台，研究辐射压力耦合在新的参数制度和射频（RF）量子光子学和量子限制RF传感的发展。到目前为止，光子-压力耦合电路的本征约瑟夫森非线性还没有被认为是增强器件或新实验方案的潜在资源。在这里，我们实现了一个射频电路和微波腔之间的光子压力耦合，其中包含超导量子干涉器件（SQUID），它可以作为约瑟夫森参量放大器（JPA）操作。我们证明了一个基于克尔的增强的光子压力单光子耦合率和一个数量级的放大器制度的协同性的增加。此外，我们的特征上转换和克尔放大的残余热波动的RF电路，并观察到腔内放大降低了测量的不精确性。最后，我们证明，RF模式边带冷却是令人惊讶的不限于有效的放大器模式温度所产生的量子噪声放大，我们解释了非平凡浴动力学由于两个阶段的放大过程。我们的研究结果表明，如何克尔非线性，特别是约瑟夫森参量放大可以被用作增强的光子压力系统和克尔腔光学力学的资源。
2022-03-22 cond-mat.supr-con quant-ph
Programmable recirculating bricks mesh architecture for quantum photonics
Institute of Microelectronics and Optoelectronics, Warsaw University of Technology（华沙理工大学微电子与光电子研究所）
本文提出一种可编程循环砖状网格架构，用于量子光子学，展示其在玻色采样和光子不可区分性检测中的应用，同时支持时空模式的处理。
2026-04-01 physics.optics quant-ph
Quantum phase modulation with acoustic cavities and quantum dots
在微波频率下对光进行快速、高效和低功率调制对于芯片级经典和量子处理以及超导量子处理器的远程网络至关重要。一个成功的方法来弥合微波和光子之间的差距一直是使用中间平台，如声波，它可以有效地耦合到各种量子系统。在这里，我们使用千兆赫兹频率聚焦表面声波腔GaAs压电耦合到超导电路和参数耦合，通过应变，从InAs量子点散射的光子。我们证明了强调制的单光子的半波电压低至44 mV，和亚自然调制边带线宽。这些示范铺平了道路，有效和低噪声的量子信息之间的微波和光域的转导。
2021-12-17 quant-ph
Parametric Amplification of an Optomechanical Quantum Interconnect
将超导量子比特连接到光纤需要将微波光子转换为光子。现代实验演示表明，微波谐振腔和光学腔之间的强耦合通过声子模式介导的机械振荡器。该范例换能实验受在电磁谐振器上具有恒定驱动振幅的理论效率的限制。通过在微波谐振腔和光学谐振腔中加入参量驱动，我们发现通过量子换能器的转换信号被放大，同时保持较低的附加噪声水平。基于量子光学的输入-输出形式，提出了一种驱动激光器时变控制的理论框架，并解析求解了控制信号参数驱动系统时的转换效率和附加噪声。我们的研究结果表明，更好的转导效率和较低的附加噪声在不同的参数制度相关的电流转导实验。
2022-10-15 physics.optics quant-ph
Realizing all-to-all couplings among detachable quantum modules using a microwave quantum state router
本文提出一种基于约瑟夫森结参数驱动三波混频的微波量子态路由器，在四个可拆卸量子模块间实现全对全耦合，展示了相干交换、光子转移、纠缠及并行 iSWAP 操作，为大规模模块化超导量子网络提供了原型。
2023-05-30 quant-ph
Dissipative Quantum Feedback in Measurements Using a Parametrically Coupled Microcavity
微米和纳米级光学或微波腔用于广泛的经典应用和量子科学实验，从精密测量，激光技术到机械运动的量子控制。在任何光腔中，通过吸收的耗散光子损耗在某种程度上都会引入热光效应，从而对精确测量施加基本限制。在这里，我们从理论和实验上揭示，这种耗散光子吸收可以导致量子反馈通过在回路中的字段检测的吸收光场，导致腔内场的波动被压扁或antiquashed。引人注目的是，这修改了相干响应测量中的光学腔敏感性，并导致使用腔的非相干干涉光学机械测量中的过度噪声和相关性。我们实验观察这种意想不到的耗散动力学在低温（约8 K）和环境条件下的侧边冷却的光机械晶体cavitiess的光机械光谱。在机械运动的干涉量子测量中，耗散反馈引入了对光腔线宽和光机散射率的有效修正，并产生了过多的不精确噪声。这样的耗散反馈从根本上不同于量子非破坏反馈，例如，光学克尔压缩耗散反馈本身总是导致反压缩的环外光场，但在一定条件下，它可以增强共存的克尔压缩。我们的结果对未来的耗散工程，如耗散增强边带冷却和克尔压缩，量子频率转换，光子系统中的非互易性具有广泛的意义。
2022-05-05 physics.optics quant-ph
Dissipative protection of a GKP qubit in a high-impedance superconducting circuit driven by a microwave frequency comb
提出利用微波频率梳参数调制约瑟夫森电路，实现高阻抗模式下GKP量子比特的耗散保护与稳定，显著延长寿命，并支持初始化、读出和克利福德门控制，助力容错量子计算。
2025-03-26 math.OC quant-ph
A direct controlled-phase gate between microwave photons
Centre for Quantum Technologies, National University of Singapore（新加坡国立大学量子技术中心）；Department of Physics, National University of Singapore（新加坡国立大学物理系）
本文提出利用微波光子在两个超导谐振腔中的直接非线性耦合实现受控相门，通过抑制非线性耦合器的退相干和泄漏，提高量子存储寿命。
2026-04-05 quant-ph
Multiplexed control of spin quantum memories in a photonic circuit
本文提出集成多个金刚石色心自旋的可编程低温光子平台，通过磁场梯度选择性寻址和优化微波脉冲整形实现多自旋量子存储器的复用控制。
2023-04-21 quant-ph
Onset of transmon ionization in microwave single-photon detection
本研究探讨transmon电离在微波单光子探测中的起始，发现其源于量子到经典相变，并通过优化参数可抑制其影响，实现高达86%的探测效率。
2024-02-02 quant-ph
Fast Machine Learning for Quantum Control of Microwave Qudits on Edge Hardware
本文提出利用机器学习模型在边缘硬件上快速确定微波腔量子比特SNAP门的控制脉冲参数，通过数据生成、模型开发、设计空间探索和量化，实现了接近$10^{-3}$的低门迹保真度并高效利用可编程逻辑资源。
2025-06-03 quant-ph
Deterministic and Programmable Fusion for Scalable Generation of Photonic Graph States
Center for Quantum Information, Institute for Interdisciplinary Information Sciences, Tsinghua University（清华大学交叉信息研究院量子信息中心）；Hefei National Laboratory（合肥国家实验室）
本文提出并实验演示了一种内置误差 mitigation 的确定性可编程融合操作，可连接小型簇态生成含13个光子量子比特的可重构光子图态，建立了光子图态合成的可扩展框架。
2026-10-14 quant-ph
Demonstration of efficient nonreciprocity in a microwave optomechanical circuit
设计非互易相互作用的能力是现代通信技术的重要工具，也是构建量子网络的强大资源。除了大的反向隔离，适合应用的非互易器件还必须具有高效率（低插入损耗）和低输出噪声。最近的理论和实验研究表明，非互易性的行为可以实现在光学机械系统，但在这最后两个属性的性能已经受到限制。在这里，我们展示了一个有效的，频率转换的微波隔离器的基础上的光机械相互作用的电磁场和机械兼容的真空间隙电容器。我们实现了同时超过20 dB的反向隔离和插入损耗小于1.5 dB的5 kHz的带宽。我们的非互易噪声性能的设备的特点，观察到残留的热噪声从机械环境的路由只到输入的隔离器。我们的测量结果与一般的耦合模理论定量一致。与传统的隔离器和环行器不同，这些紧凑的非互易器件不需要静态磁场，并且可以动态控制隔离方向。有了这些优势，类似的器件可以在量子网络的不同节点之间实现可编程的高效连接，甚至可以有效地桥接微波和光域。
2017-03-15 quant-ph
Programmable Superradiance in an Interacting Qubit Array
Department of Physics and Astronomy, Purdue University（普渡大学物理与天文系）
研究通过可调量子比特-波导耦合实现超辐射和子辐射的可控研究，揭示了多量子比特态的微观衰变动力学及量子关联演化。
2026-05-12 cond-mat.quant-gas quant-ph
A cryogenic SRAM based arbitrary waveform generator in 14 nm for spin qubit control
量子比特门序列的实现需要具有可编程幅度、持续时间、间隔和相位的相干微波控制脉冲。提出了一种基于SRAM的自旋量子比特低温控制任意波形发生器。在这项工作中，我们证明了一个完全可编程的射频任意波形发生器在14纳米FinFET技术的低温操作。来自控制处理器的波形序列可以存储在SRAM存储器阵列中，该SRAM存储器阵列可以被实时编程。波形模式通过源串联端接的数模转换器转换为微波脉冲。该芯片在4K下工作，能够在所需的载波频率下生成任意包络形状。AWG的总功耗为40 - 140mW，在4 K，取决于波特率。在4 K下测量到1 - 17 GHz的宽信号频带，而使用频分复用可以在40 dB的平均无杂散动态范围内实现多量子比特控制。这项工作为最佳量子位控制和闭环反馈控制铺平了道路，这是实现低延迟错误缓解所必需的
2022-11-03 eess.SP quant-ph
Stationary Entangled Radiation from Micromechanical Motion
机械系统促进了新一代混合量子技术的发展，包括电学，光学，原子和声学自由度。纠缠是定义这种新的量子设备范例的基本资源。连续变量纠缠态又称Einstein-Podolsky-Rosen（EPR）态，是一种空间分离的双模压缩态，可以用来实现量子隐形传态和量子通信。在光域中，EPR态通常使用非简并光放大器产生，并且在微波频率下约瑟夫森电路可以用作非线性介质。利用机械振子确定性地产生和分布纠缠态是一个突出的目标。在这里，我们观察到稳态发射的路径纠缠微波辐射从参数驱动的30微米长的硅纳米弦振荡器，压缩的联合场运营商的两个热模式的真空水平以下的3.40（37）dB。该机械系统关联高达50个光子/s/Hz，从而产生相对于微波噪声稳健的量子不和谐。这种可分离态的广义量子关联对于量子增强探测是重要的，并且为机械振荡器的非经典性质提供了直接证据，而无需直接测量其状态。这种非侵入性的测量方案允许推断信息，否则无法访问的对象，在传感，开放系统动力学和量子引力的基本测试的潜在影响。在不久的将来，类似的片上器件可以用于纠缠能量尺度差异很大的子系统，如微波和光子。
2019-02-15 quant-ph
Experimental Benchmarking of a 256-Qubit Room-Temperature NV-Diamond Quantum Processor with an Optically Programmable Biomolecular Quantum Bus
Dynex Quantum Technologies AG（Dynex量子技术股份公司）；SENAI CIMATEC University（SENAI CIMATEC大学）
该研究报告了256比特室温NV-金刚石量子处理器Zeus-256，采用光可编程生物分子量子总线，通过多类基准测试验证其性能，目标扩展至9984个逻辑量子比特，未确立量子优势。
2026-10-14 quant-ph
Quantum dynamics of microwave photons in synthetic frequency dimension
Shenzhen Institute for Quantum Science and Engineering, Southern University of Science and Technology（南方科技大学深圳量子科学与工程学院）；International Quantum Academy（国际量子学院）；Guangdong Provincial Key Laboratory of Quantum Science and Engineering, Southern University of Science and Technology（南方科技大学广东省量子科学与工程重点实验室）；State Key Laboratory of Photonics and Communications, School of Physics and Astronomy, Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学物理与天文学院光子学与通信国家重点实验室）
该研究通过超导量子电路与同轴电缆结合，实现了在合成频率晶格中单光子量子态的初始化与检测，展示了量子随机游走、布洛赫振荡及非绝热频率转换等现象，为可编程哈密顿量和扩展合成晶格提供了新方法。
2026-02-14 physics.optics quant-ph
Nonreciprocal Signal Routing in an Active Quantum Network
随着超导量子技术向大规模集成电路发展，在量子水平上路由光子的鲁棒和灵活的方法成为一个关键问题。有源电路是一种可行的解决方案，它包含有选择地嵌入电路中的参数驱动元件。在这里，我们提出了一个通用的策略，路由非线性量子信号之间的两个站点的一个给定的晶格振荡器，实现与现有的超导电路组件。我们的方法利用一个双晶格的过阻尼振荡器连接的节点的主要晶格。可以找到用于晶格元素的空间选择性驱动的解决方案，其最佳地平衡微波光子的相干和耗散跳跃以在两个给定节点之间非相干路由信号。在某些格中，这些最优解是在网络的动力矩阵的例外点处获得的。我们还证明了信号和噪声传输特性可以分别优化。
2017-03-12 cond-mat.mes-hall quant-ph
Fully tunable longitudinal spin-photon interactions in Si and Ge quantum dots
硅和锗量子点中的自旋量子位是量子计算的有前途的平台，但是在微米距离上纠缠自旋量子位仍然是一个关键的挑战。目前的原型架构最大限度地提高了量子比特和微波谐振器之间的横向相互作用，其中自旋状态被近共振光子翻转。然而，这些相互作用会导致量子位的反作用，产生不可避免的残余量子位-量子位耦合，并显着影响栅极保真度。引人注目的是，当自旋光子相互作用是纵向的，光子耦合到量子位的相位时，剩余耦合消失了。我们表明，大的纵向相互作用自然出现在国家的最先进的空穴自旋量子比特。这些相互作用是完全可调的，并且可以通过外部振荡电场进行参数调制。我们提出了现实的协议来测量这些相互作用，并实现快速和高保真的两量子比特纠缠门。这些协议也能在高温下工作，为实现大规模量子处理器铺平了道路。
2022-03-31 cond-mat.mes-hall quant-ph
Optical spin locking of a solid-state qubit
固态自旋量子比特的量子控制通常涉及微波域中的脉冲，从磁共振光谱学的发达工具箱中提取。通过光学手段驱动固态自旋提供了一种高速的替代方案，在有限的自旋相干性存在的情况下，这使其成为高保真量子控制的首选方法。将磁自旋共振的全部多功能性带到光域需要光场的完全相位和幅度控制。在这里，我们将一个可编程的微波序列压印到激光场上，并通过双光子拉曼过程在半导体量子点中进行电子自旋共振。我们表明，这种方法产生完全SU（2）自旋控制超过98%的π旋转保真度。然后，我们证明了它的多功能性，通过实施一个特定的多轴控制序列，称为自旋锁定。结合电子核Hartmann-Hahn共振，我们也在这项工作中报告，这个序列将使有效的相干转移的量子态从电子自旋的介观核系综。
2019-06-04 cond-mat.mes-hall quant-ph
State-dependent photon blockade via quantum-reservoir engineering
有耗驱动非线性腔中光场或微波场的任意初始态在稳态极限下可以变为真空态和单光子态的部分非相干叠加。这种效应被称为单光子阻塞，这通常是分析克尔型非线性腔参数驱动的单光子过程假设单光子损失机制。我们研究光子封锁工程通过压缩水库，即，一个量子库，其中只允许双光子吸收。也就是说，我们分析了一个有损非线性腔参数驱动的双光子过程，并允许双光子损耗机制，所描述的主方程推导出的双光子吸收水库。利用色散极限下的Jaynes-Cummings相互作用，可调谐二能级系统的线性腔可以实现非线性腔工程。我们证明，通过适当地调节驱动场和二能级系统的频率，腔场的稳态可以是单光子Fock态，也可以是多个Fock态与光子数的部分非相干叠加态，例如，（0，2）、（1，3）、（0，1，2）或（0，2，4）。我们观察到，任意初始相干或非相干叠加的Fock态与一个偶数（奇）光子数可以变成部分非相干叠加的几个Fock态相同的光子数宇称。任意初始态的一般解是上述两个解的加权混合，其中光子数为偶数和奇数，权重分别由测量初始腔场的光子数为偶数和奇数的概率给出。因此，与标准光子封锁相比，我们证明了工程光子封锁中的稳态可以依赖于其初始状态。
2014-09-20 quant-ph
Sideband fingerprints of antibunched light in cascaded quantum wave mixing
Dukhov Research Institute of Automatics (VNIIA)（杜霍夫自动装置研究所）；Moscow Institute of Physics and Technology（莫斯科物理技术学院）；Institute for Theoretical and Applied Electrodynamics, Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院理论与应用电动力学研究所）；Kotelnikov Institute of Radioengineering and Electronics, Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院科捷利尼科夫无线电工程与电子研究所）；Skolkovo Institute of Science and Technology（斯科尔科沃科学技术学院）
本文通过级联主方程在弱驱动区域发展解析理论，研究单个超导量子比特上的量子波混频产生的相干边峰对源量子比特辐射光子统计的敏感性，并发现边带层次结构提供反聚束行波微波光的频域指纹。
2026-10-20 cond-mat.supr-con physics.optics quant-ph
Superconducting resonators as beam splitters for linear-optics quantum computation
一台功能正常的量子计算机将是一台以可编程的方式在多体量子系统中建立非经典关联的机器。线性光学量子计算（LOQC）是实现这一功能的一种方法，它只需要简单、可靠的线性光学元件，即分束器和移相器。非线性光学仅以用于状态初始化的单光子源和检测器的形式需要。然而，后者仍然难以以高保真度实现。量子光学的新设置出现在使用超导（SC）量子器件的电路量子电动力学（cQED）中，并开辟了使用微波而不是可见光子的LOQC的道路。SC量子比特和cQED正在取得很大进展：高保真Fock态生成和量子比特测量提供单光子源和检测。在这里，我们展示了cQED中的LOQC工具包可以用高保真度（>99.92%）的线性光学元件来完成。
2010-02-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Quantum-enhanced metrology with large Fock states
International Quantum Academy（国际量子研究院）；Shenzhen Institute for Quantum Science and Engineering, Southern University of Science and Technology（南方科技大学深圳量子科学与工程研究院）；Guangdong Provincial Key Laboratory of Quantum Science and Engineering, Southern University of Science and Technology（南方科技大学广东省量子科学与工程重点实验室）；CAS Key Laboratory of Quantum Information, University of Science and Technology of China（中国科学院量子信息重点实验室，中国科学技术大学）；Department of Physics, Southern University of Science and Technology（南方科技大学物理系）
本文提出利用大数Fock态实现量子增强计量，通过可编程滤波器生成接近100个光子的Fock态，并在位移和相位测量中实现接近海森堡标度的计量性能。
2026-01-30 quant-ph
Quantum control of an oscillator using stimulated nonlinearity
超导电路广泛地依赖于约瑟夫森结作为用于操纵量子信息和介导光子相互作用的非线性电子元件。尽管在设计具有改进的相干时间的非谐波约瑟夫森电路方面不断努力，但在微波腔中已经证明了最佳光子寿命。然而，基于量子存储器的架构需要一个量子位元素来寻址这些谐波模块，代价是引入额外的损耗通道和限制工艺复杂性。这项工作的重点是裁剪振荡器希尔伯特空间，使一个直接拉比驱动器上的个人能级。为此，我们实现了一个磁通可调电感耦合两个线性谐振器之间使用超导量子干涉装置。我们动态地激活三波混频过程，通过参量通量调制，以选择性地解决作为一个孤立的两能级系统的最低本征态。测量维格纳函数证实了我们可以制备限制在单光子流形中的任意态，测量的相干时间受振荡器固有品质因数的限制。具有受激非线性的工程振荡器的这种架构转变可以用于设计长寿命的量子模块，并在现场可编程模拟器中使用光子研究非平衡物理学方面提供灵活性。
2018-10-23 cond-mat.mes-hall quant-ph
High-Fidelity CZ Gates in Double Quantum Dot -- Circuit QED Systems Beyond the Rotating-Wave Approximation
本文超越旋转波近似，研究双量子点自旋与电荷量子比特的CZ门保真度，提出一种含时项更少的电荷量子比特参数驱动方案，证明其优于自旋方案，并揭示驱动幅度对高保真操作的关键作用。
2024-04-09 cond-mat.mes-hall quant-ph
A Square-Root Barrier to Quantum Gate Speed under Linear Coupling
ETH Zurich（苏黎世联邦理工学院）；ENS Lyon, Inria（里昂高等师范学院，法国国家信息与自动化研究所）
研究线性耦合下量子门速度与脉冲能量的关系，证明固定保真度门速率最多随能量平方根增长，指出需改变相互作用类别以突破该限制。
2026-11-04 math-ph math.MP physics.comp-ph
Physical-Layer Machine Learning with Multimode Interferometric Photon Counting
University of Southern California（南加州大学）
本文提出结合机器学习与多模式干涉光子计数的统一协议，用于提升弱信号学习性能，优于传统同频检测方法。
2025-12-07 physics.optics quant-ph
