Continuous-variable gate teleportation and bosonic-code error correction
我们研究连续变量门隐形传态使用纠缠态从纯产品通过分束器发送状态。我们表明，这样的状态是一个（典型的）非幺正门的Choi状态，我们推导出相关的Kraus算符的隐形传态，它可以用来实现非高斯，非幺正量子操作的输入状态。有了这个结果，我们展示了如何使用门隐形传态对使用Gottesman-Kitaev-Preskill码编码的玻色子量子比特进行纠错。这一结果是在确定性产生的宏节点集群状态的背景下，产生的恒定深度的线性光网络，补充了GKP状态的概率供应。我们的技术的结果是，状态注入门隐形传态和纠错可以实现没有主动压缩操作-量子光学实现的实验瓶颈。
2020-12-18 quant-ph
Demonstration of quantum error correction and universal gate set on a binomial bosonic logical qubit
逻辑量子比特编码和量子纠错（QEC）已经在具有多个物理量子比特的各种物理系统中被实验证明，然而，由于必要的非局部操作，逻辑操作是具有挑战性的。可替代地，具有玻色子模式编码的逻辑量子比特是特别感兴趣的，因为它们的QEC保护是硬件高效的，但是对QEC保护的逻辑量子比特的门操作仍然难以捉摸。在这里，我们通过实验证明了对具有二项式玻色子码的单个逻辑量子比特的完全控制，包括编码，解码，重复QEC和设置在逻辑量子比特上的高保真度（平均97.0%的处理保真度）通用量子门。受保护的逻辑量子比特的寿命比未校正的长2.8倍。首次证明了在受保护的逻辑量子比特上的Ramsey实验具有比未受保护的量子比特长两倍的相干性。我们的实验是基于玻色子编码的容错量子计算的重要一步。
2018-05-23 quant-ph
Engineering Non-Gaussian Bosonic Gates through Quantum Signal Processing
Simon Fraser University（西蒙菲莎大学）
本文提出利用量子信号处理技术在混合qumode-qubit系统上工程化非高斯门，实现高精度、固定时间的SNAP门替代方案，并拓展至纠缠qudit、猫态生成及非酉操作。
2026-09-15 quant-ph
Single-tone drive-enhanced CROT gate for bosonic quantum error correction
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）
本文提出一种在电路QED架构中通过单音驱动增强transmon与双腔耦合非线性，直接实现CROT门的方法，保留码无关性和错误传播特性，并验证了其在不同RSB码纠错中的有效性。
2026-09-09 quant-ph
Bosonic Cyclic Codes: Trading Stabilizers for Gaussian Non-Clifford Phase Gates
Cornell University（康奈尔大学）；University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）；University of Maryland（马里兰大学）；NIST/University of Maryland（美国国家标准与技术研究院/马里兰大学）；Université de Sherbrooke（舍布鲁克大学）
提出玻色子循环码，通过牺牲单光子丢失的可检测性来换取容错逻辑相位门，实现误差保护与可控性的权衡，并推广了猫码和二项式码。
2026-06-09 quant-ph
Holonomic quantum gates via continuous measurement in bosonic codes: GKP and cat states
University of Southern California（南加州大学）
该研究将基于连续测量的完整量子计算应用于玻色子编码，为猫码和GKP码设计协议，实现无需哈密顿量控制的容错逻辑门，为玻色子平台的测量诱导完整控制提供具体方案。
2026-08-13 quant-ph
Optimizing Pulse Shapes of an Echoed Conditional Displacement Gate in a Superconducting Bosonic System
本文针对超导玻色子系统中回波条件位移门，提出在实验约束下优化脉冲形状的方法，证明可突破标准构造的门时间下界，并将 GKP 逻辑态制备时间缩短约10%。
2024-08-09 quant-ph
Coherent-State Propagation: A Computational Framework for Simulating Bosonic Quantum Systems
Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学）；Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL)（洛桑联邦理工学院）
本文提出相干态传播方法，用于模拟玻色子系统，通过稀疏叠加相干态在薛定谔图像中实现计算，证明了在弱非线性情况下可实现多项式时间模拟，且在强非线性情况下可实现准多项式时间模拟。
2026-04-21 cs.CC quant-ph
Coherent quantum effects through dispersive bosonic media
研究了玻色场模介导的两原子量子比特的相干演化。通过假设一个特定的编码的量子态在两个原子的内部水平，我们表明，纠缠量子门可以实现，具有高保真度，即使当大量的调解模式参与。还详细考虑了损失和缺陷对闸门运行的影响。
2010-04-24 quant-ph
Engineering Bosonic Codes with Quantum Lattice Gates
本研究提出仅含量子晶格门的通用量子门集，基于Floquet哈密顿量工程构建玻色编码态框架，可实现多种编码态构建及单光子损失自动纠错，适配超导电路架构且门操作速度达亚纳秒级。
2025-03-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas physics.app-ph
Gate-tunable phase transition in a bosonic Su-Schrieffer-Heeger chain
本研究在一维超导谐振器晶格上构建5单元栅极可调玻色型SSH链，通过半导体纳米线结实现胞内耦合静电调控，观测到拓扑相变并验证边缘态鲁棒性，为栅控超导器件与量子模拟用玻色晶格研究提供支撑。
2024-04-10 cond-mat.mes-hall quant-ph
Teleportation-based squeezer for bosonic cluster states
Palacký University（帕拉茨基大学）
研究利用光的玻色子模式进行单向量子计算中寻找最优压缩门的问题，新方法使用不平衡分束器的振幅传输系数及零差检测等，性能优于现有方法，为低噪声压缩门开辟道路。
2026-07-07 quant-ph
Energy, Bosons and Computational Complexity
Paderborn University（帕德博恩大学）；PhoQS（光子量子系统中心）；University of Waterloo（滑铁卢大学）；DIENS, École Normale Supérieure, PSL University, CNRS, INRIA（巴黎高等师范学院，PSL大学，法国国家科学研究中心，法国国家信息与自动化研究所）
研究玻色子系统中平均光子数（能量）作为资源对计算复杂性的影响，证明能量增长可导致不可判定性，且更多能量对应更强计算能力，同时给出多项式能量计算在BQP中可模拟等上界结果。
2026-06-26 quant-ph
Multi-qubit Toffoli with exponentially fewer T gates
本文提出随机Clifford+$T$电路，以指数级减少T门数量实现多量子比特Toffoli门，并给出最优上下界，同时扩展至其他布尔函数。
2025-10-08 quant-ph
Multi-squeezed state generation and universal bosonic control via a driven quantum Rabi model
对玻色子自由度的普遍控制是寻求基于量子的技术的关键。然而，这样的通用控制需要能够执行要求严格的非高斯门-即，高于二次相互作用的玻色子运营商的水平。在这里，我们考虑一个单一的辅助两能级系统，通过驱动量子拉比模型与感兴趣的玻色子模式相互作用，并表明它足以诱导确定性实现一大类高斯和非高斯门，这反过来又提供了普遍的玻色子控制。该方案减少了以前的基于辅助的方法的开销，其中需要长的门序列来生成高度填充的目标。事实上，我们的方法自然地产生了多压缩态的高保真制备-即，位移态和压缩态的高阶推广--具有大的相空间维格纳负性。通用控制进一步通过生成双相门来说明。最后，我们解决的弹性的方法在现实的噪声存在。由于所考虑的相互作用的普遍性，我们的方案可能会开辟新的途径，在设计，制备和控制玻色子态在不同的设置。
2022-09-16 cond-mat.mes-hall quant-ph
Numerical Gate Synthesis for Quantum Heuristics on Bosonic Quantum Processors
最近，关于量子最优控制和变分量子算法的相互作用，人们的兴趣和见解激增。我们研究的背景下qudits的框架，例如，可定义为可控的电磁模式的超导腔系统耦合到transmon。通过采用（Petersson和Garcia，2021）中描述的最新量子最优控制方法，我们展示了对多达八个状态的单量子操作和两个量子操作的控制，分别映射到谐振器的单模和双模。讨论了在参数化门的封闭系统上进行数值脉冲工程的结果，这些结果有助于实现量子近似优化算法（QAOA）。结果表明，高保真度（$>$ 0.99）是可以实现的，足够的计算工作，为大多数情况下的研究，和扩展到多模式和开放，嘈杂的系统是可能的。定制的脉冲可以被存储并用作电路量子电动力学（cQED）系统中未来编译器的校准原语。
2022-08-08 quant-ph
Exponentially robust non-Clifford gate in a driven-dissipative circuit
针对耗散稳定 GKP 量子比特，本文利用辅助 Josephson 结引入四次磁通势，提出物理层级受保护的非 Clifford √T 门协议，实现对缺陷和噪声的指数级拓扑鲁棒性。
2025-07-25 cond-mat.mes-hall quant-ph
Bosehedral: Compiler Optimization for Bosonic Quantum Computing
本文提出Bosehedral编译器优化框架，针对玻色子量子硬件上的玻色子采样，通过算法级酉矩阵表示、门分解优化、逻辑到物理映射及概率性门丢弃，显著减少门数量并保持高保真度，提升端到端性能。
2024-02-03 cs.ET quant-ph
Fast simulation of bosonic qubits via Gaussian functions in phase space
玻色子量子比特是在各种物理平台上构建容错量子计算机的一条有前途的途径。用现有的分析和数值工具来研究玻色子量子比特在现实的门和测量下的性能是具有挑战性的。我们提出了一种新的形式主义模拟类的状态，可以表示为高斯函数在相空间中的线性组合。这种形式主义使我们能够分析和模拟广泛的一类非高斯状态，变换和测量。我们演示了如何使用这种形式主义来模拟有用的玻色子量子比特类-Gottesman-Kitaev-Preskill（GKP），猫和Fock状态，打开大门，调查高斯信道和测量下的玻色子量子比特的行为，非高斯变换，如通过门隐形传态实现的，以及重要的非高斯测量，如阈值和光子数检测。我们的形式主义，使模拟这些情况的准确性水平，是不可行的与现有的方法。最后，我们使用的方法通知我们的形式主义模拟电路的研究容错量子计算玻色子量子比特，但超出了现有技术的范围。具体来说，我们研究了有限能量GKP状态如何在现实的量子比特相位门下变换;与CV簇状态的接口;以及在非Clifford T门隐形传态下使用魔法状态的变换。我们实现我们的模拟方法作为开源Strawberry Fields Python库的一部分。
2021-03-09 quant-ph
Exponentially Localized Magnetic Fields for Single-Spin Quantum Logic Gates
从中性粒子光学领域已知，当电流方向在相邻导线中反平行时，平行载流导线的无限阵列产生指数定域磁场。我们表明，数十根超导Nb纳米线的有限阵列可以产生10 mT的峰值磁场，该磁场在500 nm的长度范围内衰减10^4倍。这样的阵列很容易用现有技术制造，并且与半导体和超导量子计算机架构兼容。一系列这样的阵列可以用来单独寻址单个单自旋或通量量子位，间距仅为100 nm，并且可以导致5ns的量子逻辑门时间。
2004-02-03 cond-mat.mes-hall quant-ph
Universal monitored dynamics in multimode bosonic systems
Rutgers University（罗格斯大学）；University of Geneva（日内瓦大学）；Louisiana State University（路易斯安那州立大学）；Flatiron Institute（平顿研究所）
本文提出利用电路量子电动力学研究多模式玻色系统中监控多体动力学的方法，通过构建包含光子晶体电路的玻色模型，验证了在本地奇偶测量下，通用门集的行为与常规测量诱导相变一致，而特定的光子晶体电路在高测量区域表现出临界行为。
2026-03-13 cond-mat.stat-mech quant-ph
Ballistic bosonic noise suppression with hybrid qumode-qubit rotation gates
Seoul National University（首尔大学）；Korea Institute for Advanced Study（韩国高等研究院）
本文提出利用单个量子比特辅助系统和两个受控傅里叶门构成的混合CV-DV干涉仪，将单模玻色子编码的热噪声影响抑制到二阶，无需主动纠错，并扩展到噪声信道下的直接量子通信。
2025-11-07 quant-ph
Error semitransparent universal control of a bosonic logical qubit
Cornell University（康奈尔大学）；University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）
本文提出基于动态编码子空间的框架，利用简单线性驱动实现误差半透明的通用逻辑门，通过减少光子损失导致的退相干，展示了量子纠错延长的操作寿命和非克莱因门的构造。
2026-04-07 physics.app-ph quant-ph
Hardware-Efficient Bosonic Quantum Computing with Photon-loss Detection Capability
提出一种基于Kerr非线性谐振器的硬件高效玻色子02错误检测码，支持任意X/Z旋转和受控相位门，能检测单光子丢失，并在模拟近期量子电路中显著抑制错误。
2024-03-20 quant-ph
High-Fidelity Controlled-Phase Gate for Binomial Codes via Geometric Phase Engineering
Tsinghua University（清华大学）；University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）
提出利用几何相位工程实现二项式编码逻辑量子比特的受控相位门，实验演示了97.4%的受控Z门过程保真度，超越了所有先前报道的玻色子码双逻辑量子比特门。
2025-11-09 quant-ph
A physical and universal model of bosonic computations with Solovay-Kitaev theorem
Paderborn University（帕德博恩大学）；PhoQS（光子量子系统中心）；University of Toronto（多伦多大学）；DIENS, École Normale Supérieure, PSL University, CNRS, INRIA（法国高等师范学院，巴黎文理研究大学，法国国家科学研究中心，法国国家信息与自动化研究所）；Tufts University（塔夫茨大学）
针对现有玻色子计算模型能量无界导致非物理的问题，提出能量保持的BEQC模型，证明其普适性并给出Solovay-Kitaev定理，应用于GKP态、Fock态制备及量子比特酉模拟。
2026-10-01 cs.CC quant-ph
Efficient quantum simulation of fermionic and bosonic models in trapped ions
分析了囚禁离子中费米子模型和玻色子模型的量子模拟的效率。特别是，我们研究了纠缠门的最佳时间和所需的总基本门的数量。此外，我们根据量子场论、凝聚态物理和量子化学的量子模拟来验证这些估计。最后，我们表明，捕获离子技术是一个合适的平台，用于实施量子模拟，涉及相互作用的费米和玻色子模式，铺平了道路，克服经典计算机在不久的将来。
2014-06-18 cond-mat.mes-hall hep-th quant-ph
Efficient quantum simulation of nonlinear interactions using SNAP and Rabi gates
针对玻色振子深强非线性耦合模拟难的问题，提出交替使用可调Rabi门与SNAP门的确定性模拟技术，可指数级降资源、高保真模拟高阶玻色相互作用，经光力学系统验证有效，助力复杂量子模拟与量子计算发展。
2023-12-15 quant-ph
Quantum Information, Thermofield Dynamics and Thermalized Bosonic Oscillator
我们通过热场动力学方法证明了热化量子逻辑门对热化态的作用等价于非热化量子逻辑门的应用所产生的态的热化。特别是，我们研究了温度对与能够实现CNOT量子逻辑门的系统相关联的混合状态的影响。根据文献中的提议，实现这种逻辑门的方式是通过使用量子比特状态的表示作为玻色子系统的Fock空间的元素。我们考虑了这样一个建议，并使用热场动力学来确定热化量子比特态。温度作为纯态的量子噪声，使它们成为统计混合物。在这种情况下，我们分析的保真度作为温度的函数，并使用曼德尔参数，我们确定的温度范围内的系统的统计成为subpoissonian，泊松和superpoissonian。最后，我们计算了维格纳函数，允许分析相空间中的热状态，并且我们得到温度的升高会降低系统的非经典性质。确定了具有亚泊松统计和高保真度的温度范围。
2013-09-17 quant-ph
Quantum computation with cold bosonic atoms in an optical lattice
我们分析了一个在光晶格中使用玻色子原子的量子计算机的实现。我们表明，即使每个站点的原子数和相邻站点之间的隧穿率是未知的，一个可以执行一个通用的一套门通过绝热通道。
2004-06-21 quant-ph
Complexity of Quadratic Bosonic Hamiltonian Simulation: BQP-Completeness and PostBQP-Hardness
University of Vienna, Faculty of Physics（维也纳大学物理学院）；University of Vienna, Faculty of Mathematics（维也纳大学数学学院）
研究二次玻色子哈密顿量模拟的复杂性，证明其BQP完全性及扩展后的PostBQP难性，揭示量子与经典计算机模拟大规模量子系统的复杂性差异。
2026-09-25 cs.CC quant-ph
Gate-Based Microwave Quantum Repeater Via Grid-State Encoding
University of Oulu（奥卢大学）
提出基于栅格态编码的门控微波量子中继器，利用自主纠错，通过顺序吸收微波光子波包生成纠缠，采用全玻色子纠缠交换贝尔态测量，评估其性能，适用于芯片间通信和分布式量子计算。
2026-07-07 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
Quantum computing with rotation-symmetric bosonic codes
这里介绍的玻色子旋转码是一类基于相空间旋转对称性的玻色子纠错码。我们提出了一个通用的量子计算方案适用于这一类的一个子集-数相码-其中包括众所周知的猫和二项式码，等等。在我们的方案中的纠缠门是代码不可知的，可以用来接口不同的旋转对称编码。除了一套通用的操作，我们提出了一个基于远程传输的纠错方案，允许恢复完全在软件中跟踪。以猫和二项式码为例，我们计算了平均门的同步损失和失相噪声下的误差校正，数值计算表明，误差校正方案是接近最佳的无错辅助和理想的测量。最后，我们提出了一个基于级联数相码和Bacon-Shor子系统码的容错、通用量子计算方案。
2019-09-06 quant-ph
Quantum simulation of neutrino oscillations with bosonic encoding
Bhabha Atomic Research Centre（巴巴原子研究中心）
利用超导量子比特和微波腔的玻色子模式，通过Fock基编码实现两味和三味中微子振荡的量子模拟，设计脉冲序列实现高保真度操作，模拟结果与理论预测一致。
2026-06-18 hep-ph quant-ph
A high on-off ratio beamsplitter interaction for gates on bosonically encoded qubits
针对超导微波腔玻色编码量子比特的控制难题，提出利用三波混频构造高开关比、低退相干的可编程分束器相互作用，实现快速双模式门操作，并成功演示混合受控SWAP门和95.5%保真度的贝尔态制备。
2023-07-02 quant-ph
Efficient learning of Clifford disentanglers and typical $t$-doped unitaries with exponentially more $T$ gates
Freie Universität Berlin（柏林自由大学）
本文提出高效算法，利用Bell分布的二次对称性恢复Clifford酉算子隐藏的张量积结构，实现典型$t$-掺杂酉算子的正确学习，支持指数级更多$T$门，并用于哈密顿量压缩和容错基准测试。
2026-09-24 quant-ph
Fault-Tolerant Non-Clifford GKP Gates using Polynomial Phase Gates and On-Demand Noise Biasing
QuTech, Delft University of Technology（代尔夫特理工大学 QuTech）；Kavli Institute of Nanoscience, Delft University of Technology（代尔夫特理工大学 卡弗里纳米科学研究所）；Delft Institute of Applied Mathematics, Delft University of Technology（代尔夫特理工大学 应用数学研究所）
本文提出了一种基于GKP码的按需噪声偏置方法，实现了T门的高保真度操作，并发展了分析非克莱因门的代数工具。
2026-08-19 quant-ph
Probabilistic storage and retrieval of qubit phase gates
酉量子动力学的概率存储和检索（PSR）是可能的，相对于用作量子存储器的系统数量，故障概率呈指数级小[PRL 122，170502（2019）]。在这里，我们研究的改进，由于先验知识的酉变换存储。特别地，我们研究了量子比特相位门的$N \rightarrow 1$ PSR，即量子比特旋转一个未知角度的圆形$Z$轴，并表明，如果我们访问的门只有$N$ -次，其单次使用的最佳概率是$N/(N+1)$。我们提出了一个量子线路实现的最佳协议，并表明，可编程相位门[PRL 88，047905（2002）]可以变成$(2^k-1)\rightarrow 1$相位门的最佳PSR，只需要$k$ CNOT门，而在$k$指数小的故障概率。
2020-08-21 quant-ph
Coupling bosonic modes with a qubit: entanglement dynamics at zero and finite-temperatures
我们考虑一个系统的两个等谱玻色子模式耦合一个单一的两个能级系统，即，一个量子比特动力学模型采用模对称双模Jaynes-Cummings模型。利用负性对两个玻色子模之间的纠缠进行了分析和量化。我们计算的时间演化的负性从初始热状态的玻色子部门为零和有限的温度。我们还研究了相互作用的纠缠功率作为模式量子比特失谐的函数及其对温度升高的弹性。最后讨论了一种基于玻色子虚子系统的双量子比特门。
2005-11-11 quant-ph
Randomized benchmarking with gate-dependent noise
我们分析了任意门相关噪声的随机基准测试，并证明了门相关噪声的确切影响可以用一个随序列长度呈指数衰减的扰动项来描述。也就是说，在一般门相关噪声下的随机基准测试的确切行为以指数方式收敛到与先前针对门无关噪声的分析所预测的形式完全相同的真指数衰减。此外，我们表明，门相关噪声的衰减参数的操作意义基本上是不变的，也就是说，我们表明，它量化的平均保真度的理想门之间的噪声。我们数值证明，我们的分析是有效的强门相关的噪声模型。我们还表明，为什么替代分析不提供严格的理由，经验的成功随机基准与门依赖噪声。
2018-01-25 quant-ph
Bounding the computational power of bosonic systems
本研究证明通用玻色量子计算可在经典计算机上以多项式空间模拟，将CVBQP的复杂度上界从EXPSPACE改进至PSPACE，同时论证了玻色量子计算机相对离散变量系统的指数优势可能性及能量瓶颈的关键作用。
2025-09-04 cs.CC quant-ph
Exponentially faster implementations of Select(H) for fermionic Hamiltonians
我们提出了一个简单但通用的框架，用于构建量子线路，实现多重控制酉$\text{Select}(H) \equiv \sum_\ell |\ell\rangle\langle\ell|\otimes H_\ell$，其中$H = \sum_\ell H_\ell$是任意二次量子化费米子哈密顿量的约旦-维格纳变换。$\text{Select}(H)$是几种量子算法的主要子程序之一，包括最先进的哈密顿模拟技术。如果二次量子化哈密顿量中的每一项至多包含$k$自旋轨道，并且$k$是一个与自旋轨道总数无关的常数$n$（与文献中考虑的大多数量子化学和凝聚态模型的情况一样，$k$通常为2或4），我们对$\text{Select}(H)$的实现不需要辅助量子位并且使用$\mathcal{O}(n)$ Clifford+T门，其中Clifford门应用于$\mathcal{O}(\log^2 n)$层中且$T$门应用于$O(\log n)$层中。这实现了Clifford和T深度的指数级改进，同时保持线性门计数并将附属物的数量减少到零。
2021-01-07 quant-ph
Protecting bosonic codes from ancilla-induced errors with continuous-variable flags
Alice & Bob（爱丽丝与鲍勃）；Laboratoire de Physique de l’École Normale Supérieure, Inria, ENS, Mines ParisTech, Université PSL, Sorbonne Université（巴黎高等师范学院物理实验室、法国国家信息与自动化研究所、巴黎高等师范学院、巴黎矿业学院、巴黎文理研究大学、索邦大学）；RIKEN Center for Quantum Computing (RQC)（理化学研究所量子计算中心）
本文提出连续变量标志方法，通过辅助振荡器检测并纠正辅助量子比特衰减引起的连续误差，显著降低玻色子码逻辑错误率，为混合振荡器-量子比特处理器容错计算开辟新途径。
2026-10-07 quant-ph
Quantum capacity of bosonic dephasing channel
研究了连续变量退相信道的量子容量，这是非高斯量子信道的一个典型例子。我们证明了一个单字母公式适用。然后，我们考虑输入能量的限制，并表明，通过增加它，容量饱和到一个有限的值。最佳的输入状态被发现是对角的Fock基础和分布是一个离散版本的高斯。给出了其均值/方差与失相速率/输入能量之间的关系。我们还表明，量子容量呈指数衰减的大值的失相率。
2021-03-23 quant-ph
Quantum Simulation of Spin Chains Coupled to Bosonic Modes with Superconducting Circuits
我们提出了一个数字量子模拟的自旋链耦合到玻色子场模式的超导电路的实现。门具有高的结晶度允许一个模拟各种伊辛磁配对相互作用与横向场，Tavis-Cummings相互作用之间的自旋和玻色子模式，和一个自旋模型与三体条款。我们分析了在现实的电路量子电动力学设置，其中的相互作用是通过电容耦合或介导的微波谐振器实现的实施的可行性。
2015-10-01 quant-ph
Robust Oscillator-Mediated Phase Gates Driven by Low-Intensity Pulses
本文提出一种基于动力学解耦的通用方法，用低强度脉冲在纵向耦合的量子比特-玻色系统中实现鲁棒且快于色散的纠缠门，并通过囚禁离子模拟验证其可行性。
2023-05-30 quant-ph
Bosonic data hiding: power of linear vs non-linear optics
我们表明，高斯状态和测量的维格纳函数的积极性提供了一个优雅的方式来约束的“线性光学”，我们正式高斯测量操作增强经典（前馈）通信（GOCC）的鉴别能力。这使我们能够再现和推广Takeoka和Sasaki [PRA 78：022320，2008]的结果，该结果严格表征相干态的GOCC范数距离，根据Helstrom定理将其与最佳可分辨性分离。此外，调用从经典和量子香农理论的想法，我们表明，有状态，每个概率混合多模相干态，这是指数可靠的原则上区分，但出现指数接近判断GOCC测量的输出。在类比LOCC数据隐藏，这表明了一个不可逆的准备和歧视的状态的限制类的本地操作和经典的通信（LOCC），我们称目前的效果GOCC数据隐藏。我们还提出了一般的边界在相反的方向，保证最低限度的测量下，正维格纳函数，任何有界能量状态，是Helstrom区分。我们推测，类似的约束GOCC测量。
2021-02-02 quant-ph
A Note on Linear Optics Gates by Post-Selection
最近人们认识到，线性光学和具有反馈的光电探测器可以用于理论上有效的量子信息处理。实现高效线性光学量子计算（eLOQC）的三个步骤中的第一步是设计一个简单的非确定性门，该门在基于测量结果的后选择时在一个模式上实现非线性相移。在这里，给出了一个计算策略，用于寻找具有辅助光子的玻色子量子比特的非确定性门。得到了一种更有效的条件符号翻转门。
2001-10-25 quant-ph
Error-transparent operations on a logical qubit protected by quantum error correction
通用量子计算以其前所未有的信息处理能力而引人注目，但由于不可避免的环境噪声，其可扩展性在实践中具有挑战性。虽然已经开发了量子纠错（QEC）技术来保护存储的量子信息免受前导阶错误的影响，但是对受QEC保护的量子信息的噪声弹性处理是高度要求的，但是仍然是难以捉摸的。在这里，我们演示了相位门操作的逻辑量子比特编码的玻色子振荡器中的错误透明（ET）的方式。受Refs启发。[9，10]，ET门扩展到玻色子码，并且能够在门操作期间容忍错误，而不管错误的随机发生时间。通过精确设计的门哈密顿通过光子数分辨AC斯塔克位移，ET条件的实验实现。我们验证了ET门优于非ET门的门保真度的大幅改善后发生的单光子丢失错误。我们在超导量子线路中的ET门很容易扩展到多个编码量子比特，并且通用门集是触手可及的，为容错量子计算铺平了道路。
2019-09-15 quant-ph
On the bosonic behavior of mean-field fluctuations in atomic ensembles
大原子系综的平均场涨落可以表现得像玻色子模式，即它们在玻色子模式的适当系统上诱导出一个状态。最突出的例子是，如果原子系综是在一个均匀的产品状态，那么平均场的波动是诱导一个系统的玻色子模式的高斯态。在本文中，我们表明，原子系综态与指数衰减的相关性（例如相对于原子的距离）的平均场波动诱导（可能是非高斯）状态上的玻色子模式的系统。这个结果对于具有合理距离函数的原子系统的一般格是正确的。
2010-06-17 math-ph math.MP quant-ph
Programmable quantum gate arrays
我们展示了如何构建量子门阵列，可以编程为执行不同的单一操作的数据寄存器，根据输入到一些程序寄存器。它表明，一个通用的量子门阵列-一个门阵列，可以被编程为执行任何单一的操作-存在，只有当一个允许的门阵列以概率的方式操作。我们构造的通用量子门阵列所需的门数比经典的通用门阵列要少。
1997-03-18 quant-ph
Exponentially enhanced two-mode multiboson entanglement via phase-modulated tunneling
Weizmann Institute of Science（魏茨曼科学研究所）
研究量子系统纠缠受耦合哈密顿量和初始状态限制问题，核心方法是通过隧道耦合玻色子场模式的频闪符号翻转使多玻色子双模态完全纠缠，主要贡献是为多种量子技术应用提供纠缠资源。
2026-07-24 quant-ph
Quantum error correction beyond $SU(2)$: spin, bosonic, and permutation-invariant codes from convex geometry
University of Maryland, College Park（马里兰大学帕克分校）；Joint Center for Quantum Information and Computer Science, NIST/University of Maryland, College Park（美国国家标准与技术研究院/马里兰大学联合量子信息与计算科学中心）
本文提出了一种基于凸几何的量子纠错码构造方法，通过利用Sidon集和Tverberg定理，实现了超越SU(2)的量子纠错码设计，提高了码的纠错能力和效率。
2026-03-02 cs.IT math.IT quant-ph
