Strongly driven transmon as an incoherent noise source
强驱动下的transmon因混沌效应产生非相干噪声并传播至相邻自由度，研究通过量子模型与半经典分析揭示其对旁观者二能级系统的作用可建模为随机扩散过程。
2025-05-30 quant-ph
Reminiscence of classical chaos in driven transmons
超导量子比特广泛应用于超导量子信息处理器体系结构中。需要强大的驱动器来实现快速、高保真的门和测量，包括参数激活过程。在这里，我们表明，即使是非共振驱动器，在实验中经常使用的制度，可以引起强烈的修改的transmon频谱的结构，使它的很大一部分混乱。占完整的非线性动力学的transmon在Floquet-Markov形式主义，我们发现，这些混沌状态，往往被忽视的假设，非谐性是弱的，强烈影响的寿命transmon的计算状态。特别是，我们观察到，混沌辅助量子相位滑移大大增强带色散。在测量谐振器的存在下，我们发现，接近混沌行为与强transmon谐振器杂交，和平均谐振器响应集中在裸谐振器频率。这些结果导致光子数阈值表征在强驱动操作（如色散量子比特读出）期间混沌诱导的量子破坏效应的出现。这里描述的现象预计将存在于所有电路的基础上低阻抗约瑟夫森结。
2022-11-10 quant-ph
High-Fidelity Transmon Reset with a Multimode Acoustic Resonator
ETH Zürich（苏黎世联邦理工学院）
利用多模声学谐振器实现Transmon量子比特的高保真度重置，通过冷 phononic 浴降低激发态人口，提升量子电路的初始化精度。
2026-09-21 cond-mat.mes-hall quant-ph
Unified scaling of transmon sub-resonant parametric drive strength limits
Yale University（耶鲁大学）；University of Pittsburgh（匹兹堡大学）
本研究通过实验和理论分析，揭示了transmon量子比特中亚共振参量驱动强度极限与器件参数（频率与非谐性之比）的统一标度关系，为优化超导量子电路的门速率和保真度提供了设计指导。
2026-09-14 quant-ph
Stabilizing entanglement via symmetry-selective bath engineering in superconducting qubits
巴斯工程，利用耦合到量子系统中的损耗模式来产生非平凡的稳态，是一个诱人的替代门和测量为基础的量子科学。在这里，我们证明了耗散稳定的两个超导transmon量子比特之间的纠缠在一个选择性的方式。我们利用工程对称性的耗散环境，以稳定的目标贝尔状态，我们进一步证明了抑制贝尔状态的相反对称性，由于奇偶选择规则。这种实现是资源高效的，实现了稳态保真度$\mathcal{F} = 0.70$，并且可扩展到多个量子位。
2015-11-02 quant-ph
Modeling low- and high-frequency noise in transmon qubits with resource-efficient measurement
本研究针对transmon量子比特的宽频噪声问题，构建了含高低频分量的Redfield主方程混合库模型，通过含动力学解耦的保真度测量拟合参数，经IBM量子设备实验验证，能更准确预测量子比特行为。
2023-02-28 quant-ph
Analog quantum simulation of bosonic and anyonic models with flux-driven transmons
Chalmers University of Technology（查尔姆斯理工大学）
本研究提出通用协议，利用电容耦合通量可调transmon晶格模拟玻色-哈伯德与任意子-哈伯德模型，经数值模拟验证可再现目标模型特征动力学。
2026-09-04 quant-ph
Drive-induced nonlinearities of cavity modes coupled to a transmon ancilla
高Q微波腔模耦合到transmon辅助器件为量子计算提供了一个硬件高效的平台。由于它们的耦合，腔模式从传输子继承有限的非线性。在这项工作中，我们从理论和实验上研究了如何在transmon辅助的非共振驱动器修改腔模式的非线性在定性上不同的方式，取决于腔transmon失谐，驱动transmon失谐和transmon非谐性之间的相互关系。对于小于或相当于驱动-transmon失谐和transmon非谐性的腔-transmon失谐，非共振transmon驱动可以在腔和transmon激发之间诱导多光子共振，其随着驱动参数的变化强烈地修改腔非线性。对于一个大的腔transmon失谐，驱动器诱导腔光子数相关的交流斯塔克转移到有效的腔非线性transmon能级。在弱耦合情况下，腔的克尔非线性与辅助腔的三阶非线性极化率函数$χ^{(3)}$有关。这种磁化率函数提供了一种计算腔克尔的数值有效的方法，特别是对于具有由单个transmon控制的许多腔模式的系统。它也可以作为一种诊断工具，用于识别不需要的驱动诱导的多光子共振过程。最后，我们表明，通过明智地选择驱动振幅，一个单一的非共振transmon驱动可以用来消除腔自克尔非线性或腔间的交叉克尔。这提供了一种在玻色子操作或依赖于线性腔模的量子纠错协议期间动态校正腔克尔非线性的方式。
2022-03-08 cond-mat.mes-hall quant-ph
Dynamics of Transmon Ionization
本研究通过数值模拟揭示强测量驱动下transmon-谐振腔系统的电离动力学，发现特定光子数下的共振导致量子比特逃逸，解释了测量保真度退化的原因。
2022-03-21 quant-ph
All-microwave manipulation of superconducting qubits with a fixed-frequency transmon coupler
本文提出利用固定频率 transmon 耦合器的三阶非线性在微波驱动下实现数据量子比特间交换相互作用，并据此实现高效、低残余相互作用的 all-microwave controlled-Z 门。
2023-08-06 quant-ph
Parametrically Driven iSWAP Gate Using a Capacitively Shunted Double-Transmon Coupler at the Zero-Flux Sweet Spot
RIKEN Center for Quantum Computing (RQC)（理化学研究所量子计算中心）；Department of Applied Physics, Graduate School of Engineering, The University of Tokyo（东京大学大学院工学研究科应用物理系）；Corporate Laboratory, Toshiba Corporation（东芝公司企业实验室）
研究通过电容性短路双转子耦合器在零磁通点实现高保真度的参数驱动iSWAP门，避免了大幅值基带磁通脉冲带来的退相干问题，验证了理论模型在频域和时域动态中的适用性。
2026-04-30 quant-ph
Long-lived memory effects in the defect bath of superconducting qubits
National Physical Laboratory（英国国家物理实验室）；Department of Computer Science, Royal Holloway, University of London（伦敦大学皇家霍洛威学院计算机科学系）
本研究通过电场调控超导Transmon量子比特的TLS缺陷，观测到秒级长时记忆效应，揭示其源于TLS与极化电荷涨落器耦合，相关信息可用于改进量子比特稳定化及纠错协议。
2026-08-12 quant-ph
Bath-induced collective phenomena on superconducting qubits: synchronization, subradiance, and entanglement generation
一个共同的环境作用在一对量子比特上会产生大量不同的现象，例如量子比特-量子比特纠缠的产生，量子同步和亚辐射。在这里，我们定义了时间无关的纠缠产生，量子同步和亚辐射的品质因数，并进行了广泛的分析和数值研究模型参数的依赖性。我们还解决了最近提出的措施的集体动力学驱动的浴，并发现它几乎完美地见证了纠缠产生的行为。我们的研究结果表明，同步和亚辐射可以作为可靠的本地签名的纠缠共浴在一般情况下。最后，我们提出了一个实验实现的模型的基础上，两个transmon量子比特电容耦合到一个共同的电阻，这提供了一个通用的量子模拟平台的开放系统在任何制度。
2021-05-04 quant-ph
Fast microwave-driven two-qubit gates between fluxonium qubits with a transmon coupler
QuTech and Kavli Institute of Nanoscience, Delft University of Technology（代尔夫特理工大学量子技术与卡弗里纳米科学研究所）；Netherlands Organization for Applied Scientific Research (TNO)（荷兰应用科学研究组织（TNO））；Quantum Engineering Centre for Doctoral Training, H. H. Wills Physics Laboratory and Department of Electrical and Electronic Engineering, University of Bristol（布里斯托大学量子工程博士培训中心、H.H.威尔斯物理实验室及电气与电子工程系）
本研究通过精心设计的微波驱动脉冲，实现了一个高保真度的回旋子量子比特间两个量子比特门，展示了快速频率选择性纠缠门的实现方法。
2025-04-22 quant-ph
Towards a Digital Twin of Noisy Quantum Computers: Calibration-Driven Emulation of Transmon Qubits
本文提出利用硬件校准与基准电路提取参数化误差模型，构建超导 transmon 量子比特器件的数字孪生，并在 5 量子比特 QPU 上以 0.15 的平均总变差距离验证其预测能力。
2025-09-01 quant-ph
Measurement-induced state transitions in multi-qubit transmon processors
Quantum Algorithms and Applications Collaboratory, Sandia National Laboratories（桑迪亚国家实验室量子算法与应用协作组）；Institut Quantique and Département de Physique, Université de Sherbrooke（舍布鲁克大学量子研究所与物理系）
本文研究了电路QED中多量子比特芯片环境下，测量诱导态跃迁（MIST）对transmon量子比特的影响，提出了通用表征方法，并揭示了旁观者量子比特和耦合器对MIST阈值的调制作用。
2026-06-03 quant-ph
Dynamics of a dispersively coupled transmon qubit in the presence of a noise source embedded in the control line
我们描述transmon量子位动力学的存在下引入的噪声的阻抗匹配电阻（$50\,\mathrmΩ$），嵌入在量子位控制线。为了获得时间演化，我们严格推导出电路的量子比特，读出谐振器和电阻的哈密顿通过描述后者作为一个无限的玻色子模式的集合通过Caldeira-Leggett模型。从这个Jaynes-Cummings哈密顿量开始，电感耦合到由电阻器组成的远程浴，我们一致地获得了量子比特和谐振器在色散区的Lindblad主方程。我们利用基本的对称性的主方程的Liouvillian超算子转换成一个块对角矩阵。块对角化方法揭示了量子比特的指数消相干速率被Liouvillian超算子的单个块的最慢衰减本征模很好地捕获，这可以很容易地计算。该模型捕捉到了经常使用的色散强极限近似的量子比特退相干率是线性成比例的读出谐振器中的热光子的数量，但预测显着更好的退相干率时，谐振器的耗散率增加超过色散强制度。我们的工作提供了一个完整的定量描述的贡献量子位退相干率来自控制线的芯片，目前在电路QED实验室，并建议不同的可能的方法来减少这种噪声源。
2022-10-13 quant-ph
Readout-induced degradation of transmon lifetimes: interplay of TLSs and qubit spectral reshaping
Amazon Center for Quantum Computing（亚马逊量子计算中心）；Department of Physics, University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校物理系）；Racah Institute of Physics, The Hebrew University of Jerusalem（耶路撒冷希伯来大学拉卡物理研究所）；Institute for Quantum Information and Matter, California Institute of Technology（加州理工学院量子信息与物质研究所）；Pritzker School of Molecular Engineering, University of Chicago（芝加哥大学普里茨克分子工程学院）
研究揭示了读出过程通过TLSs和量子比特频谱重塑导致寿命退化，提出在共振器频率驱动下可优化读出协议。
2026-09-21 quant-ph
First-order sideband transitions with flux-driven asymmetric transmon qubits
我们演示了超导谐振器和调频transmon量子比特之间的快速，一阶边带跃迁。量子位在其约瑟夫森结之间包含实质上的不对称性，导致在谐振器频率附近的能带的线性部分。边带跃迁由耦合到量子位的几百MHz的磁通量信号驱动。这在接近修饰量子位和谐振器频率之间的失谐的频率下调制量子位分裂，导致量子位和谐振器之间交换量子的速率高达85 MHz。
2013-06-21 cond-mat.supr-con quant-ph
Wiring surface loss of a superconducting transmon qubit
本文通过仿真与实验证明超导transmon量子比特中约瑟夫森结布线是表面损耗的主要来源，并通过布线设计优化将量子比特品质因数提升最高20%。
2023-11-28 cond-mat.supr-con quant-ph
Nonlinear microwave photon-occupancy of a driven resonator strongly coupled to a transmon qubit
我们在20 $\,$ mK下测量了薄膜超导集总元件谐振器中与transmon量子位耦合的光子占有率，并发现了对所施加的微波功率的非线性依赖性。transmon谐振器系统在强色散区中操作，其中由于谐振器中存在的单个微波光子引起的交流斯塔克位移（$2χ$）大于量子位跃迁的线宽（$Γ$）。当谐振器在$5.474325\,$ GHz相干驱动时，transmon在$4.982\,$ GHz的跃迁光谱显示出分辨良好的峰，每个峰对应于谐振器的单个光子数状态。由相对峰高，我们得到光子态的占有率和谐振腔的平均光子占有率$\bar{n}$。我们观察到的非线性变化的$\bar{n}$与所施加的驱动功率$P_{rf}$为$\bar{n} < 5$和比较我们的结果的数值模拟的系统浴主方程在稳态下，以及一个半经典模型的谐振器，其中包括Jaynes-Cummings之间的transmon和谐振器。我们发现使用这两个模型和分析表明，非线性行为主要是由于量子比特诱导的Jaynes-Cummings非线性引起的谐振频率的变化，良好的定量协议。
2015-10-31 cond-mat.mes-hall quant-ph
High fidelity single-shot readout of a transmon qubit using a SLUG μwave amplifier
我们报告高保真，量子非破坏，单次读出的超导transmon量子比特使用直流偏置超导低电感波动电流计（SLUG）放大器。与裸HEMT放大器相比，SLUG在20 MHz窗口内将系统信噪比提高了7 dB。使用遗传搜索算法选择最佳腔驱动脉冲，导致最大组合读出和制备保真度为91.9%，测量时间Tmeas = 200ns。采用后选择技术消除了加热引起的制备误差，实现了94.3%的制备和读出保真度。
2014-01-21 quant-ph
High-fidelity $\sqrt{i\text{SWAP}}$ gates using a fixed coupler driven by two microwave pulses
提出一种微波控制协议，通过向固定频率transmon耦合器施加两个微波脉冲诱导量子比特间相互作用，在两种架构下实现了高保真$\sqrt{i\text{SWAP}}$门。
2024-04-27 quant-ph
Measurement-Induced Transmon Ionization
针对电路量子电动力学色散读出中测量强度提升导致保真度下降、量子非破坏特性丧失的问题，提出包含三种互补模型的transmon电离框架，揭示其多光子共振起源，计算的光子数阈值与实验吻合，为电路QED实验提供理论支撑。
2024-11-04 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
Combating fluctuations in relaxation times of fixed-frequency transmon qubits with microwave-dressed states
固定频率的transmon量子比特具有较长的相干时间，是量子计算的一种很有前途的量子比特形式。目前，利用固定频率transmon量子位的各种量子位架构已被证明具有高保真度门性能。然而，transmon量子比特的弛豫时间可能具有大的时间波动，导致门性能的不稳定性。通常认为这种涨落是由具有稀疏两能级系统（TLS）缺陷的近共振耦合引起的。为了减轻它们对量子位相干性和门性能的影响，一种直接的方法是将量子位从这些TLS中调谐出来。在这项工作中，为了对抗可调谐总线架构中潜在的TLS引起的性能波动，将固定频率transmon量子位单元化，我们探索了使用非谐振微波驱动器通过ac-斯塔克位移有效调谐量子位频率的可能性，同时在微波修饰的量子位上实现通用门操作。我们表明，量子比特频率可以通过交流斯塔克位移调谐到20 MHz，同时保持对量子比特控制的影响最小。除了旨在通过更仔细地处理设备制造来去除这些TLS的被动方法之外，这项工作还可以提供一种主动方法来减轻固定频率transmon量子比特设备中TLS引起的性能波动。
2022-06-08 quant-ph
Landau-Zener-Stuckelberg-Majorana interference in a 3D transmon driven by a chirped microwave
通过用微波场驱动3D transmon，我们产生了有效避免的能级交叉。然后我们啁啾微波频率，这相当于通过扫描避免的交叉驱动系统通过避免的能级交叉。双通道啁啾产生的Landau-Zener-Stückelberg-Majorana干涉与数值结果吻合得很好。我们的方法完全适用于其他不含本征可避免能级交叉的量子系统，为量子控制和量子模拟提供了一种可供选择的方法。
2016-02-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Superconducting metamaterials for waveguide quantum electrodynamics
在光子带隙结构中嵌入可调谐量子发射器使得能够控制发射器与其光子浴之间的耗散和色散相互作用。在传输带中的操作，在间隙之外，允许在慢光制度中研究波导量子电动力学。或者，将发射极调谐到带隙中导致经由束缚光子态的有限范围发射极-发射极相互作用。在这里，我们将transmon量子比特耦合到具有深亚波长晶格常数（$λ/60$）的超导超材料。该超材料通过周期性地向传输线加载紧凑、低损耗、低无序的集总元件微波谐振器来形成。我们探测系统的相干和耗散动力学通过测量兰姆位移和transmon量子比特的寿命的变化。在带边附近调谐量子比特频率，群指数为$n_g = 450$，我们观察到10 MHz的反常兰姆位移，伴随着量子比特寿命的24倍增强。此外，我们证明了选择性增强和抑制不同transmon跃迁的自发发射，这提供了同时访问长寿命的亚稳态量子比特状态和状态强烈耦合到传播波导模式。
2018-02-05 quant-ph
Analogue Quantum Simulation with Fixed-Frequency Transmon Qubits
本文实验评估了固定频率 transmon 量子比特用于自旋系统模拟量子模拟的可行性，通过量子过程层析成像和哈密顿量层析成像发现单量子比特误差和寄生耦合是主要限制因素，并指出适度改进后有望实现丰富的时间相关多体自旋哈密顿量模拟。
2024-01-23 quant-ph
Fast superconducting qubit control with sub-harmonic drives
该研究利用transmon量子比特的固有非线性，提出在共振频率三分之一处泵浦Kerr项的参数驱动新方案，实现了37.4ns的高保真度单比特门，并有效降低了大规模量子计算机的低温加热问题。
2025-08-12 quant-ph
Measurement-Induced State transitions in Inductively-Shunted Transmons
Google Quantum AI（谷歌量子人工智能）
本研究通过在transmon中添加感应短路，消除偏移电荷依赖性并稳定测量诱导态跃迁，实验验证了其有效性。
2026-10-06 quant-ph
Effective Hamiltonians for Predictive Quantum Control
University of Massachusetts Lowell（马萨诸塞大学洛厄尔分校）
该研究针对超导transmon单量子比特门，对比杜芬近似与对角化transmon模型的控制脉冲，揭示模型差异会影响校正效果，提出纳入漏通路的扩展校正框架以提升门性能。
2026-07-30 quant-ph
A hardware-efficient leakage-reduction scheme for quantum error correction with superconducting transmon qubits
量子比特计算子空间外的泄漏对量子纠错（QEC）提出了严峻的挑战。我们提出了一个方案，使用两个泄漏减少单元（LRU），减轻这些问题的transmon为基础的表面码，而不需要在硬件或质量控制周期的时间方面的开销，在以前的建议。对于数据量子比特，我们考虑微波驱动器将泄漏转移到读出谐振器，在那里它迅速衰减，确保这对实际系统参数的计算子空间内的相干性的影响可以忽略不计。对于辅助量子位，我们应用以测量结果为条件的$|1\rangle\leftrightarrow|2\rangle$ $π$脉冲。使用密度矩阵模拟的距离-3表面码，我们表明，平均泄漏寿命减少到几乎1 QEC周期，即使当LRU实现有限的保真度。此外，我们还表明这会显着降低逻辑错误率。这种LRU方案为近期可扩展的QEC演示开辟了前景。
2021-07-06 quant-ph
Quantum transistors for heat flux in and out of working substance parts: harmonic vs transmon and Kerr environs
Indian Institute of Science Education and Research（印度科学教育研究所）；Harish-Chandra Research Institute（哈里什-钱德拉研究所）；Homi Bhabha National Institute（霍米·巴巴国家研究所）
该研究提出基于周期性碰撞的工作物质热晶体管，分析transmon与Kerr型非线性环境下的热流放大，量化非马尔可夫性，为量子热调控提供新方案。
2026-09-02 quant-ph
Analog quantum simulation of the Lipkin-Meshkov-Glick model in a transmon qudit
University of Rochester（罗切斯特大学）；University College Dublin（都柏林大学学院）
利用超导transmon量子四态模拟LMG模型，研究量子临界性现象，展示高维量子四态在多体物理模拟中的潜力。
2025-12-04 quant-ph
Methods for Measuring Magnetic Flux Crosstalk Between Tunable Transmons
在量子计算的门模型中，程序通常被分解为一系列1和2量子位门，这些门被实现为作用于系统的控制脉冲。可扩展控制系统的一个关键要求是量子位是可寻址的-控制脉冲只作用于目标量子位。控制串扰的存在使得这种可寻址性要求难以满足。为了提供可以驱动降低串扰的要求的指标，我们提出了三种测量方法，直接量化可调谐transmons之间存在的DC和AC通量串扰，灵敏度高达0.001%。我们开发的理论连接AC通量串扰措施的参数激活的两个量子位门的不保真度。我们采用量子过程层析成像在串扰的存在下，提供一个经验研究的串扰对两个量子比特门保真度的影响。
2019-12-10 quant-ph
Native two-qubit gates in fixed-coupling, fixed-frequency transmons beyond cross-resonance interaction
该研究在固定耦合固定频率transmon系统中，利用共振与失谐微波驱动突破交叉共振局限，实现多种原生两比特门并构建B门，性能优于交叉共振编译方案，还给出共振条件与Qiskit实现技术。
2024-05-20 quant-ph
Scalable Fluxonium-Transmon Architecture for Error Corrected Quantum Processors
Friedrich-Alexander-Universität Erlangen Nürnberg（埃尔朗根-纽伦堡大学）
提出由交替的fluxonium和transmon量子比特经可调耦合器连接的混合架构，实现零串扰与可扩展性，并设计出高保真CZ门，利用fluxonium作数据比特、transmon作测量辅助比特以实现纠错。
2026-10-09 quant-ph
Data-driven Hamiltonian correction for qubits for design of gates
本文针对交叉共振中双 transmon 系统，利用 ibm kyiv 实测数据，通过伴随灵敏度与梯度下降优化修正算符参数，实现对标准哈密顿量的数据驱动修正，验证了科学机器学习用于多量子比特时间演化建模的有效性。
2025-05-05 quant-ph
Testing bath correlation functions for open quantum dynamics simulations
Kyoto University（京都大学）
本文提出了一种评估开放量子动力学模拟中近似浴相关函数有效性的测试框架，通过谐振子系统和双自旋系统验证了方法的准确性，并指出了亚Ohmic谱密度在有限温度下的挑战。
2025-11-25 quant-ph
Experimental signatures of a $\hat{Z}\hat{X}$ beam-splitter interaction between Kerr-cat and transmon qubits
Chandra Department of Electrical and Computer Engineering, University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校查德拉电气与计算机工程系）
研究通过实验展示Kerr猫与transmon量子比特间的$\hat{Z}\hat{X}$光束分裂器相互作用，验证了其在量子纠错中的应用潜力，为混合架构的量子处理器发展奠定基础。
2026-10-07 quant-ph
Material-Driven Optimization of Transmon Qubits for Scalable and Efficient Quantum Architectures
本研究通过材料分析与电路设计模拟，优化Transmon超导量子比特，提升相干性与可扩展性，助力容错量子计算。
2025-08-07 physics.optics quant-ph
Optimal control in large open quantum systems: the case of transmon readout and reset
本文提出结合伴随态方法与反时间反向传播的可扩展低内存框架，优化 Lindblad 开放量子系统控制，并在 transmon 色散读取和全微波复位中实现保真度与速度的 2 倍提升。
2025-02-20 quant-ph
Suppression of crosstalk in superconducting qubits using dynamical decoupling
本文提出用动力学解耦抑制固定频率 transmon 量子比特间的 ZZ 串扰，并在 IBM 量子云处理器上实验验证了其对量子存储及单、双量子比特门性能的提升，为高保真逻辑门实现提供实用方案。
2022-02-02 quant-ph
Observing the escape of a driven quantum Josephson circuit into unconfined states
约瑟夫森电路是研究复杂非线性动力学的理想系统，而复杂非线性动力学会导致混沌行为和不稳定性。最近，量子体系中的约瑟夫森电路，特别是在微波驱动的情况下，已经证明了它们能够模拟各种可用于处理量子信息的汉密尔顿函数。在本文中，我们表明，这些驱动器导致的不稳定性，导致逃逸的电路模式进入状态，不受约瑟夫森余弦势。我们在一个无处不在的电路中观察到这种逃逸：嵌入3D腔中的transmon。当transmon占据这些自由粒子状态时，电路的行为就像结被移除一样，所有的非线性都消失了。这项工作加深了我们对强驱动约瑟夫森电路的理解，这对于基础和应用前景都很重要，例如通过参数泵浦进行的哈密顿工程。
2019-01-19 quant-ph
Hardware-Efficient Microwave-Activated Tunable Coupling Between Superconducting Qubits
在量子比特之间产生高保真、可调的纠缠对于实现基于门的量子计算至关重要。在超导电路中，可调相互作用通常使用通量可调量子比特或耦合元件来实现，增加了控制复杂性和噪声源。在这里，我们实现了一个可调的$ZZ$相互作用之间的两个transmon量子比特与固定的频率和固定的耦合，诱导驱动两个transmon非共振。我们展示了比静态耦合大一个数量级的可调谐耦合，并改变了相互作用的符号，从而能够消除空闲耦合。此外，这种相互作用适用于大型量子处理器：可以灵活选择驱动频率以避免杂散跃迁，并且因为两个transmons都被驱动，所以它对微波串扰有弹性。我们应用这种相互作用，以实现一个控制相位（CZ）门的栅极保真度$99.43(1)\%$的周期基准测量，我们发现的保真度是有限的不相干的错误。
2021-05-12 quant-ph
Leveraging collective effects for thermometry in waveguide quantum electrodynamics
提出利用波导中两个 transmon 量子比特的亮、暗集体态与噪声的差异耦合，通过透射测量分别获取全局和局部热库温度的新型 wQED 测温方法。
2024-07-08 cond-mat.mes-hall quant-ph
Suppression of measurement-induced state transitions in cosϕ-coupling transmon readout
本研究针对超导量子比特读出中测量诱导态跃迁限制读出性能的问题，采用具备宇称对称性的cosϕ耦合transmon读出方案，实现高功率下无MIST的多态单次读出，验证了该耦合的高鲁棒性。
2025-09-05 quant-ph
Decoherence and purity of a driven solid-state qubit in Ohmic bath
本文采用基于主方程的方法研究了欧姆浴中受驱动固态量子比特的退相干和纯度。首先，我们不求解主方程，而是研究了方程中描述频率漂移、扩散、退相干等的系数，发现其中一个系数（我们称之为退相干系数）对模型中量子比特的退相干起着决定性的作用。然后我们研究了模型中态纯度的演化。从纯度的分析可以看出，量子比特的退相干时间随着驱动场振幅的增大而减小，随着驱动场频率的增大而增大。
2008-03-31 quant-ph
Bath engineering of a fluorescing artificial atom with a photonic crystal
我们演示了如何超导量子比特和微波光子晶体之间的耗散相互作用可以用于量子浴工程。该光子晶体具有阶跃阻抗传输线，该阶跃阻抗传输线抑制和增强态的量子谱密度，影响传输子电路的衰减跃迁。量子位通过与腔的色散耦合间接地与传输线相互作用。我们从量子比特的幺正动力学和耗散动力学两个方面描述了光子晶体的态密度。当量子比特被驱动时，它耗散到光子晶体的频率相关的态密度中。我们的结果是确定性地制备了量子比特叠加态作为光子晶体带边附近的相干驱动和耗散的稳态，并利用量子态层析对其进行了表征。我们的研究结果突出了如何从光子晶体多模环境形成量子控制的资源。
2019-04-29 cond-mat.mes-hall physics.atom-ph quant-ph
Microwave-controlled generation of shaped single photons in circuit quantum electrodynamics
大规模量子信息处理器或量子通信网络将需要在空间上分离的节点之间进行可靠的信息交换。连接这些节点的链路可以使用需要在接收节点处高效吸收的行进光子来建立。这可以通过对光子的时间分布进行整形并通过使发射过程时间反转而在接收器处吸收它们来实现。在这里，我们展示了一个计划，用于创建形状的微波光子使用超导transmon型三能级系统耦合到传输线谐振器。在由调制微波驱动引起的二阶过程中，我们可控地将单个激发从transmon的第三能级转移到谐振器并对发射的光子进行整形。我们重建了所产生的单光子态的密度矩阵，并表明光子是反聚束的。我们还创建了具有受控振幅和相位的多峰光子。与现有的类似方案相比，我们在这里提出的方案仅基于微波驱动器，能够以固定频率transmons操作。
2014-11-05 quant-ph
ZZ-Free bSWAP Gates under Strong Driving in Far-Detuned Fixed-Frequency Transmons
Graduate School of Engineering Science, The University of Osaka（大阪大学工学研究科）；Center for Quantum Information and Quantum Biology, The University of Osaka（大阪大学量子信息与量子生物学中心）；Graduate School of Information Science and Technology, The University of Osaka（大阪大学信息科学技术研究生院）；QuEL, Inc.（QuEL公司）；RIKEN Center for Quantum Computing（理化学研究所量子计算中心）
针对固定频率超导处理器失谐导致交叉共振相互作用受限的问题，研究利用强驱动诱导的特定相互作用，结合弱调谐实现了150ns的ZZ-Free bSWAP门，其SWAP操作比交叉共振短33%且保真度更高，还可用于制备纠缠态和两自旋压缩。
2026-10-16 quant-ph
Microwave-Induced Amplitude and Phase Tunable Qubit-Resonator Coupling in Circuit Quantum Electrodynamics
在电路量子电动力学体系结构中，可以通过外部电场和磁场控制超导量子比特的谐振频率和与微波场模式的耦合，以探索宽参数范围内的量子比特-光子动力学。在这里，我们通过实验证明和分析了一个方案，用于调谐之间的耦合transmon量子比特和微波谐振器使用一个单一的相干驱动音。我们将transmon视为一个三能级系统，量子比特子空间由基态和第二激发态定义。如果驱动频率与谐振器和量子比特频率之间的差匹配，则诱导Jaynes-Cummings型相互作用，其在幅度和相位上都是可调谐的。我们表明，在我们的设置中可以实现约10 MHz的耦合强度，仅受transmon量子位的非谐性的限制。该方案已成功地用于产生具有受控时间形状的微波光子[Pechal等人，Phys.Rev.X4，041010（2014）]，并且可以直接用超导量子器件实现，该超导量子器件具有更大的非谐性以获得更高的耦合强度。
2015-02-12 quant-ph
Autler-Townes splitting in a three-dimensional transmon superconducting qubit
我们在温度为22 mK的三维Cu微波腔中观察到了Al/AlOx/Al超导transmon量子比特中的Autler-Townes二重态。使用脉冲微波光谱，三个最低的transmon能级被隔离，消除了更高的量子位模式和腔模式的不必要的影响。transmon的长相干时间（~40 us）使我们能够在远小于transmon水平非谐性（177 MHz）的驱动振幅下观察到清晰的Autler-Townes分裂。没有自由参数的三层密度矩阵模拟提供了对数据的极好拟合。在最大分离时，在该实验中实现的暗态的保真度估计为99.6- 99.9%。
2013-08-02 cond-mat.mes-hall physics.atom-ph quant-ph
