High-fidelity resonator-induced phase gate with single-mode squeezing
我们提出利用窄带单模压缩驱动来提高电路QED中两量子比特共振诱导相位门的保真度。我们发现存在一个最佳的压缩角和强度，擦除量子比特的“哪条路径”的信息泄漏出腔，从而最大限度地减少量子比特退相在这些门。我们的门保真度的分析结果是在良好的协议与级联主方程，考虑到压缩辐射源的动力学的数值模拟。与现实的参数，我们发现，这是可能的，以实现一个控制相位门的门时间为200 ns和平均失真的$10^{-5}$。
2016-01-13 quant-ph
Digital quantum simulation of squeezed states via enhanced bosonic encoding in a superconducting quantum processor
Arclight Quantum Computing Inc.（阿特莱特量子计算有限公司）；QuantumCTek (Shanghai) Co., Ltd.（国盾量子（上海）有限公司）；China Telecom Quantum Information Technology Group Co., Ltd.（中国电信量子信息技术集团有限公司）；Institute of Software, Chinese Academy of Sciences（中国科学院软件研究所）
通过增强的玻色编码在超导量子处理器上实现压缩态的高精度模拟，利用格雷码减少门操作开销并提升光子数表示范围，验证了连续变量物理的可行性。
2025-06-12 physics.optics 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
Continuous-variable controlled-Z gate using an atomic ensemble
连续变量受控Z门是一种用于通用连续变量量子计算的典型双模门。它被认为是最基本的连续变量量子门之一。本文提出了一种利用原子系综实现两光束间连续变量受控Z门的方案。通过简单地发送在两个正交方向上传播的两个光束两次通过自旋压缩原子介质来执行门。如果输入原子态是无限压缩的，它的保真度可以达到1。考虑到由于原子退相干和光损耗的噪声效应，我们表明，在目前可用的技术中，该方案的观测精度仍然相当高。
2011-05-31 quant-ph
Generating Squeezed States of Nanomechanical Resonator
提出了一种在由纳米机械谐振器（NMR）、超导库珀对盒（CPB）和超导传输线谐振器（STLR）组成的固态电路中产生压缩态的方案。NMR和STLR之间的非线性相互作用可以通过将CPB的外部偏置通量设置为特定值来实现。通过对组合系统的总哈密顿量进行Fr $\rm\ddot o$ hlich变换，导出了NMR和STLR之间的相互作用哈密顿量。只要将CPB保持在基态，我们就得到了标准的参量下转换哈密顿量。CPB扮演着“非线性介质”的角色，NMR的压缩态可以很容易地以类似于量子光学中三波混频的方式产生。这就是固态电路中的三波混频。
2007-06-15 quant-ph
sQueeze: Accelerated Quantum Pulse Schedules
sQueeze 提出脉冲级量子编译器优化，通过实时校准参数化门 $R_{x}(θ)$ 和 $R_{zx}(θ)$，在 IBM 设备上实现更高精度（分别提升 52.7% 和 22.6%）、更快速度（单比特 4.1 倍、双比特 3.1 倍）及基准算法保真度提升 39.6%。
2023-11-15 quant-ph
Conditional-squeezing gate in superconducting circuits
Universidad de Buenos Aires（布宜诺斯艾利斯大学）；CONICET – Universidad de Buenos Aires（阿根廷国家科学研究委员会-布宜诺斯艾利斯大学）
本文提出超导电路中基于重聚焦技术的条件压缩门，用于将量子比特态编码为压缩态叠加，实现高保真度（>0.99）的可检错编码，并推广至高阶旋转对称玻色子编码。
2026-09-11 quant-ph
Single Shot i-Toffoli Gate in Dispersively Coupled Superconducting Qubits
量子算法通常受益于执行多量子位（>2）门的能力。到目前为止，这种多量子位门通常被分解为单量子位门和双量子位门，特别是在超导量子位架构中。在一个步骤中执行多量子位操作的能力可以大大提高许多算法的保真度和执行时间。在这里，我们提出了一个Single Shot方法来执行一个i-Toffoli门，一个三量子比特门门，两个控制和一个目标量子比特，使用目前现有的超导硬件。我们展示了数值证据的过程保真度超过98%和500纳秒的门时间的超导量子比特通过可调谐耦合器相互作用。我们的方法可以直接向前扩展，以实现具有两个以上控制量子位的门。
2021-11-10 quant-ph
Multiqubit quantum phase gate using four-level superconducting quantum interference devices coupled to superconducting resonator
本文提出了一种利用四能级超导量子干涉器件（SQUID）耦合到超导谐振器上实现一个量子比特同时控制两个目标量子比特的三量子比特量子相位门的方案。最低的两个层次|0>和|每个SQUID的高能级被用来表示逻辑状态，|2>和|3>用于门实现。我们的方案不需要绝热通道、二阶失调以及在门操作期间调整能级间距，从而显着减少了门时间。该方案推广到任意n比特量子相位门。我们还应用该方案实现了三量子比特的量子傅里叶变换。关键词：量子相位门，超导量子干涉器件，超导谐振器，量子傅里叶变换
2012-12-20 cond-mat.supr-con quant-ph
Operation of universal gates in a DXD superconducting solid state quantum computer
我们证明了在DXD超导固态量子计算机（quamputer）中可以实现完整的门集，从而证明了它的普适性。
2000-04-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.other cond-mat.supr-con
Optical Schrödinger cat states generation using cubic phase resource state and beamsplitter
本文提出一种基于非对称分束器和三次相位资源态的光学方案，通过零差测量产生具有可控压缩度的薛定谔猫态，并进行了半经典分析与效率比较。
2025-04-25 quant-ph
Preparation of a superposition of squeezed coherent states of a cavity field via coupling to a superconducting charge qubit
由于辐射场在量子通信中的各种应用，在过去的几年里，辐射场的非经典态的产生变得越来越重要。在腔电动力学、囚禁离子、量子点、腔中原子等物理学分支中，产生这种非经典态的可能性已经得到证实，在这个意义上，我们将讨论微腔中超导量子比特的非经典态的产生问题。最近提出了一种利用腔场和电荷量子比特之间的可控相互作用，在腔内使用SQUID电荷量子比特来设计量子态的方法。设计这些量子态的关键因素是可调的栅极电压和施加到SQUID的经典磁场。一些模型，包括这些成分，并使用一些适当的近似，允许的相互作用和非经典状态的字段的线性化。由于已知退相干不间断地影响量子效应，并且退相干过程即使在形成量子态时也是有效的，因此，设想通过其尽可能快地生成量子叠加的过程是有趣的。在腔QED的背景下研究和量化了退相干效应，结果表明叠加量子越多，在产生量子态的过程中环境效应发生得越快。在后者的参考文献中，我们已经成功地在线性化的哈密顿通过应用适当的酉变换和某些值的参数所涉及的，我们已经表明，它是可能的，以获得特定的哈密顿。在本工作中，我们将利用这种方法制备两个压缩相干态的叠加态。
2020-03-20 quant-ph
Quantum logical gates with four-level SQUIDs coupled to a superconducting resonator
提出了一种利用超导量子干涉器件（SQUID）耦合到超导谐振器实现双量子比特受控相位门的方法。在该方案中，每个SQUID的两个最低电平用作逻辑状态，每个SQUID的两个中间电平用于门实现。我们表明，无论是调整SQUID的水平间距在门操作，也不均匀的SQUID参数是必需的这个建议。此外，该方案不需要绝热通道或二阶失谐，因此门快得多。
2010-11-08 quant-ph
Single-shot realization of nonadiabatic holonomic gates with a superconducting Xmon qutrit
非绝热完整量子计算由于其对控制误差的鲁棒性和高速实现等优点而受到越来越多的关注。用超导transmon qutrit实验验证了非绝热完整单量子比特门的原始方案。然而，原始协议需要两个非对易门来实现任意的单量子比特门，这使得门暴露于错误源的时间加倍，因此使门容易受到环境诱导的退相干的影响。随后提出了单次激发方案来实现一个任意的单比特非绝热完整门。在本文中，我们实验上实现了非绝热完整单量子比特门与超导Xmon qutrit的单次发射协议，其中所有的Clifford元素门都是通过单次发射实现的。通过量子过程层析成像和随机基准测试，单次激发门达到大于99%的保真度。
2018-11-15 quant-ph
Phase gate of one superconducting qubit simultaneously controlling n qubits in a cavity
我们提出了如何实现一个超导量子比特同时控制N个量子比特的三步相位控制门（1<n<N）。该门的操作时间与门操作中涉及的量子位数n无关。这种相位门同时控制n个量子位对腔模的初始状态不敏感，并且可以用于产生同时作用于n个量子位的类似CNOT门。
2013-03-18 quant-ph
Fast geometric gate operation of superconducting charge qubits in circuit QED
提出了一种利用一维超导传输线谐振器耦合超导电荷量子比特的方案。量子比特工作在它们的最佳点，在那里它们不受电荷噪声的影响，并且具有很长的退相干时间。对相互作用的动力学时间演化进行了分析，结果表明这种相互作用对谐振腔场的初始状态不敏感。该方案实现了快速门操作，并且易于扩展到多量子位场景。
2011-07-09 quant-ph
A stroboscopic approach to trapped-ion quantum information processing with squeezed phonons
在捕获离子量子信息处理中，自旋（量子比特）之间的相互作用由离子晶体的集体运动模式介导。虽然有许多不同的实验策略来设计这种相互作用，但它们都面临着可实现的相干相互作用强度的技术和基本限制。一般来说，获得强相互作用和快速门是一个持续的挑战。在这里，我们扩展以前的工作[物理。112，030501（2019）]，并提出了一种通过离子运动的参数放大来增强捕获离子系统中相互作用强度的一般策略。具体来说，我们提出了一个频闪协议，使用交替应用的参数放大和自旋运动耦合。在与以前的工作相比，我们表明，目前的协议可以导致更大的增强的相干相互作用，随着门时间呈指数增长。
2019-07-16 quant-ph
Realization of Superadiabatic Two-qubit Gates Using Parametric Modulation in Superconducting Circuits
快速、鲁棒、低串扰的双量子比特门操作是可扩展量子信息处理的关键。参数驱动门对串扰不敏感，而超绝热控制可以在不损失精度的情况下提高门的速度。我们提出并实验实现了超导量子线路上的超绝热双量子比特门。我们的研究结果表明，在接近量子极限的门速度绝热保存，除了对控制不稳定的鲁棒性。我们展示了一个CZ门的错误率为5.8 $\%$，主要受量子位退相干，有前途的未来改进和可扩展的实现。
2019-11-28 quant-ph
Quantum logic gates for superconducting resonator qudits
我们研究了超导谐振器中Fock态的叠加，作为量子$d$能级系统（qudits）的量子信息处理。本文从理论上提出了约瑟夫逊结超导电路耦合谐振器的单门和耦合逻辑门的通用集合。这些门使用实验证明的相互作用，并提供了一个有吸引力的路线，量子信息处理使用谐振子模式。
2011-10-26 cond-mat.supr-con quant-ph
Tutorial: Gate-based superconducting quantum computing
Tokyo University of Science（东京理科大学）；RIKEN, Center for Emergent Matter Science (CEMS)（理化学研究所，涌现物质科学中心）；University of Technology Sydney（悉尼科技大学）
介绍理解和构建基于门的超导量子计算系统的基本概念元素。
2026-07-07 quant-ph
Effect of Decoherence for Gate Operations on a Superconducting Bosonic Qubit
超导电路中的高品质因数3D腔是玻色子逻辑量子比特的理想候选者，因为它们的保真度仅受低光子损失率的限制。然而，用于操纵玻色子量子位的transmon量子位导致出现额外的弛豫和退相通道。在这项工作中，进行了数值研究，以阐明各种损失通道的玻色子量子比特上的逻辑门的性能的影响。一个门误差模型的开发，封装任意门操作的损失机制，并预测实验可实现的玻色子量子比特的门误差。从这项研究中收集到的关于损失机制的见解提出了更有效的优化算法，可以减少玻色子量子比特上的门错误。
2022-11-09 quant-ph
Quantum error correction with dissipatively stabilized squeezed cat qubits
本文提出并分析了耗散稳定压缩猫量子比特的纠错性能，发现适度压缩可显著降低比特翻转错误率且保持相位翻转率不变，同时实现更快、更高保真度的门操作。
2023-04-10 quant-ph
Fast microwave beam splitters from superconducting resonators
耦合超导传输线谐振器在量子信息处理和基础量子力学中有着广泛的应用。一个特殊的例子是实现快速分束器，然而，这是由双模挤压项阻碍。在这里，我们的实验研究超导微带谐振器耦合超过三分之一的长度。通过改变该耦合区的位置，我们可以将双模挤压耦合的强度从5.44GHz的谐振频率的2.4%调谐到12.9%。然而，最大抑制双模压缩的分束器耦合率为810MHz，使得能够构造快速且纯净的分束器。
2013-02-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Experimental Implementation of Noncyclic and Nonadiabatic Geometric Quantum Gates in a Superconducting Circuit
基于几何相位的量子门具有固有的抗噪声特性，因而受到广泛关注。然而，以前的几何量子计算的实现通常需要很长的门脉冲时间。结果，由于时间消耗过大，它们的实验控制不可避免地遭受系统误差的累积干扰。在这里，我们实验上实现了一组非循环和非绝热几何量子门的超导电路，大大缩短了门时间。此外，我们还通过随机基准测试方法，实验验证了我们的通用单量子比特几何门对Rabi频率误差和量子比特频率偏移引起的误差的鲁棒性，与传统的动态门相比。此外，该方案还可以用来构造两量子比特的几何运算，同时证明了最大纠缠Bell态的产生。因此，我们的结果为在超导量子线路中实现快速、高保真度和抗错误的量子门提供了一个有希望的方法。
2022-10-07 quant-ph
Enhancement and state tomography of a squeezed vacuum with circuit quantum electrodynamics
研究了耗散和非经典驱动作用下一般四次相互作用哈密顿量的动力学。我们表明，这种情况下，可以实现与级联超导腔量子比特系统在强色散制度的设置类似于最近的实验。在耗散的存在下，我们发现，一个有效的Hartree型解耦与福克-普朗克方程产生一个很好的近似。我们发现定态近似为一个压缩真空，它被腔的$Q$ -因子增强，但被相互作用守恒。因此，量子位的非线性，并没有显着影响高度压缩腔内微波场，但对于一系列的现实参数，使巡回压缩场的特性。
2015-07-15 quant-ph
Optimized controlled Z gates for two superconducting qubits coupled through a resonator
超导量子比特是构建量子计算机的一个有希望的候选者。快速而精确的门电路将退相干的影响降到最低，这是一个持续的挑战。在这里，我们应用数值方法来设计快速纠缠门，特别是控制Z，在一个架构中，两个量子位通过谐振器耦合。我们发现，门可以加快了两倍，达到任何目标保真度。我们还讨论了实验条件下产生的系统误差如何影响脉冲，以及如何纠正它们，为我们的结果的实验实施提供了一个策略。我们讨论了脉冲的形状、频谱和对称性。
2013-06-28 quant-ph
Pulse Design of Baseband Flux Control for Adiabatic Controlled-Phase Gates in Superconducting Circuits
本文针对超导量子计算机中易出错的二比特门瓶颈，研究了绝热受控相位门的实现，将其控制轨迹设计表述为脉冲设计问题，并在模拟中证明基于 Chebyshev 的轨迹较 Slepian 轨迹能将门非保真度平均降低 23.3%。
2025-05-29 quant-ph
Quantum logic gates for coupled superconducting phase qubits
基于对两个电容耦合电流偏置约瑟夫森结的量子分析，我们提出了两种基本的两量子比特量子逻辑门。这些门中的每一个，当被单量子比特操作补充时，足以用于通用量子计算。含时薛定谔方程的数值解表明，这些操作可以进行良好的保真度。
2003-10-21 quant-ph
Tunable quantum gate between a superconducting atom and a propagating microwave photon
我们提出了一个在超导原子和传播的微波光子之间的双量子比特量子逻辑门。原子量子比特在其最低的两个级别上编码，光子量子比特在其载波频率上编码。门操作在光子反射时确定性地完成，并且通过驱动场的{ \it in situ}控制来实现各种双量子位门（SWAP、$\sqrt{\rm SWAP}$和Identity）。所提出的门适用于超导原子网络的构建，这使得非相邻原子之间的门操作成为可能。
2016-10-07 cond-mat.supr-con quant-ph
High-fidelity, high-scalability two-qubit gate scheme for superconducting qubits
高质量的双量子比特门操作对于可扩展的量子信息处理至关重要。通常，当系统变得更加集成时，栅极保真度会受到影响。因此，非常需要低错误率、易于缩放的双量子位门方案。在这里，我们实验证明了一种新的双量子比特门方案，利用固定频率的量子比特和超导量子线路中的可调谐耦合器。该方案需要较少的控制线，减少串扰效应，简化校准过程，但产生的控制Z门在30 ns的高保真度为99.5%，来自交错随机基准测试方法。误差分析表明，门误差主要是相干限制的。我们的演示为大规模实现高保真量子操作铺平了道路。
2020-12-22 quant-ph
Possible realization of entanglement, logical gates and quantum information transfer with superconducting-quantum-interference-device qubits in cavity QED
我们提出了一个方案，通过将超导量子干涉器件（SQUID）放置在微波腔中，实现两个量子比特的最大纠缠态、受控相移门和SWAP门。我们还展示了如何将量子信息从一个SQUID量子比特转移到另一个SQUID量子比特。该方案不需要在SQUID和腔之间传递量子信息，只需要虚激励腔场，从而大大放宽了对腔的品质因数的要求。
2014-03-17 quant-ph
High-fidelity three-qubit iToffoli gate for fixed-frequency superconducting qubits
研究固定频率超导量子比特中高保真三比特 iToffoli 门的实现，基于交叉共振效应并同步施加微波脉冲，达到 98.26% 的过程保真度，为多比特门开发开辟了新路径。
2023-06-29 quant-ph
Robust gates with spin-locked superconducting qubits
本文提出将自旋锁定（连续动力学解耦）与基于耦合器的transmon CZ门结合的理论方案，通过解析和数值结果证明其能有效降低门误差，助力未来容错量子计算。
2024-03-14 quant-ph
Implementing High-fidelity Two-Qubit Gates in Superconducting Coupler Architecture with Novel Parameter Regions
超导耦合器电路由于其可调谐性和可扩展性的优势而受到广泛关注。虽然已经实现了具有低误差的单量子比特门，但耦合器架构中的高保真双量子比特门仍然具有挑战性。本文特别注意检查门误差源，并主要集中在相关的物理机制的ZZ寄生耦合使用系统的有效哈密顿方法。受益于有效的哈密顿量，我们提供了简单和直接的洞察ZZ寄生耦合，以前从数值和实验的角度进行了研究。分析结果为消除ZZ寄生耦合提供了精确的定量条件，并触发了四个新的可实现的参数区域，在这些区域中有望实现更高保真度的双量子比特门。除了数值模拟之外，我们还成功地驱动了两个量子位门误差的简单分析结果，从中可以理解量子位能量弛豫效应和ZZ寄生耦合之间的权衡效应，并且可以直接估计所产生的两个量子位门误差。我们的研究为在超导耦合器架构中实现高保真双量子比特门开辟了新的机会。
2021-05-27 quant-ph
Realisation of adiabatic and diabatic CZ gates in superconducting qubits coupled with a tunable coupler
高保真度两量子位门是扩大超导数的基础。我们使用两个量子比特通过一个频率可调的耦合器耦合，可以调节耦合强度，并演示了两种不同的方案，绝热和非绝热方法的CZ门。基于Clifford的随机基准（RB）方法被用来评估和优化CZ门保真度。绝热和非绝热CZ门的保真度分别为99.53（8）%和98.72（2）%。我们还分析了由退相干引起的误差。与绝热CZ门的30 ns持续时间相比，非绝热CZ门的持续时间为19 ns，显示出比$r_{\rm{incoherent, int}}$ = 0.0223（3）更低的非相干错误率$r'_{\rm{incoherent, int}}$ = 0.0197（5）。
2020-11-07 quant-ph
The experimental realization of high-fidelity `shortcut-to-adiabaticity' quantum gates in a superconducting Xmon qubit
基于“捷径绝热”（STA）方案，我们在超导Xmon量子比特系统中设计并实验实现了一组高保真单量子比特量子门。通过精确的微波控制，量子比特被驱动以在反非绝热场的帮助下遵循快速的“绝热”轨迹，并通过绝热门校正导数去除。量子过程层析成像和交叉随机基准测试的实验结果表明，我们设计的STA量子门的过程保真度高于94.9%，门的保真度高于99.8%，非常接近于99.9%的门保真度。在STA协议下成功实现了一种替代的高保真度量子门。
2018-04-23 quant-ph
Protocol for universal gates in optimally biased superconducting qubits
我们提出了一个新的实验协议，用于在由固定的片上线性电抗耦合的超导量子比特寄存器中执行通用门。量子比特具有固定的失谐拉莫尔频率，并且在整个门操作期间可以保持偏置在其最佳工作点，在该最佳工作点处，由于控制参数的波动引起的退相干被抑制到一阶。双量子比特门通过以适当的幅度和相位在其各自的拉莫尔频率下同时照射两个量子比特来执行，而单量子比特门通过通常的单量子比特照射脉冲来执行。
2004-12-01 cond-mat.supr-con quant-ph
Crosstalk-robust superconducting two-qubit geometric gates using tunable couplers
South China Normal University（华南师范大学）；Anqing Normal University（安庆师范大学）
本文提出一种基于耦合器的超导双量子位几何门方案，通过引入参数自由度，有效抑制串扰并实现快速门操作，展示了在超导量子计算中实现鲁棒高效双量子位门的可行性。
2026-04-10 quant-ph
Implementation of the iFREDKIN gate in scalable superconducting architecture for the quantum simulation of Fermionic systems
我们提出了一个超导平面架构的量子模拟（SPARQS）旨在实现一个可扩展的量子比特布局的量子模拟器。为此，我们将iFREDKIN门描述为用于费米系统的模拟的受控纠缠器，如果它可以直接实现，则是有利的。使用最优控制，我们表明，以及如何这个门可以有效地实现在SPARQS电路，使之成为一个有前途的平台和控制方案的量子模拟。这样的量子模拟器可以用当前的量子技术来构建，以推进分子和量子材料的设计。
2017-01-26 quant-ph
A Hardware-Efficient Mølmer-Sørensen Gate for Superconducting Quantum Computers
Faculty of Science, Ain Shams University（艾因夏姆斯大学理学院）
本文在IBM超导量子处理器上实现了硬件高效的Mølmer-Sørensen门，通过量子过程层析成像表征其性能，达到92.47%的过程保真度，与原生CX门（93.02%）相当，并验证了贝尔态制备的成功率，表明非原生纠缠门可优化至与硬件原生操作相当的性能。
2025-10-08 quant-ph
Quantum logic gates with controllable and selective interaction for superconducting charge qubits via a nanomechanical resonator
在本文中，我们提出了一个方案，实现两个量子位逻辑门的可控和选择性的相互作用在一个可扩展的超导电路的电荷量子位。纳米机械谐振器被用作连接量子位的数据总线。指出利用数据总线可以实现量子比特之间的可控相互作用。结果表明，当系统中包含多个量子比特时，可以实现量子比特之间的选择性相互作用。
2008-03-30 quant-ph
Implementation of a Walsh-Hadamard gate in a superconducting qutrit
我们已经实现了一个沃尔什-阿达玛门，它执行一个量子傅里叶变换，在超导qutrit。qutrit被编码在最低的三个能级的电容并联磁通装置，在最佳磁通对称点操作。我们使用一个有效的分解的沃尔什-阿达玛门成两个酉，分别产生的非对角和对角哈密顿。门的实现利用同时驱动的三对能级之间的quutrit，其中一个是用双光子过程实现的所有三个跃迁。该门具有35 ns的持续时间和99.2%的一组代表性状态的平均保真度，包括准备和层析成像误差，其特征在于具有量子态层析成像。交流斯塔克和布洛赫Siegert位移的补偿是必要的，以达到高的栅极结晶度。
2020-11-16 quant-ph
Realization of an n-qubit controlled-U gate with superconducting quantum interference devices or atoms in cavity QED
提出了一种利用超导量子干涉器件在腔QED中实现$n$量子比特控制的$U$门的方法。在这种方法中，SQUID的两个最低能级代表量子位的两个逻辑状态，而较高能量的中间能级则用于门操作。我们的方法基本上通过创建一个单光子通过控制SQUID之一，然后在目标SQUID上进行任意幺正变换与腔光子的协助下。此外，我们还证明了该方法可以应用于腔QED中的原子量子位实现$n $ %量子位控制的$U$门。
2006-02-01 quant-ph
Demonstrating a universal logical gate set in error-detecting surface codes on a superconducting quantum processor
本研究针对超导系统中表面码逻辑量子比特两量子比特门缺失的问题，用处理器\textit{Wukong}在距离-2表面码上实现通用逻辑门集合，含横向CNOT与任意单量子比特旋转门，还容错制备逻辑贝尔态，证实纠缠，推动超导容错量子计算发展。
2024-11-27 quant-ph
SU(4) gate design via unitary process tomography: its application to cross-resonance based superconducting quantum devices
本文提出利用CR哈密顿量传播子与Weyl腔几何结构，在超导量子器件上实现无回波的连续R_{ZZ}(θ)门，并验证了其在SU(4)门设计中的保真度与时间优势。
2025-03-12 quant-ph
Experimental implementation of universal nonadiabatic geometric quantum gates in a superconducting circuit
利用几何相位实现抗噪声量子计算是提高控制保真度的重要方法。在这项工作中，我们在超导量子比特链中实验实现了一个通用的非绝热几何量子门。我们实现的单和两个量子比特的几何门的特点与量子过程层析成像和随机基准测试方法。单量子比特旋转门和双量子比特控制Z门的平均量子效率分别为0.9977（1）和0.977（9）。此外，我们还通过实验证明了实现的单量子比特几何门的抗噪声特性，通过比较它们的性能与传统的动态门与不同类型的错误在控制领域。因此，我们的实验证明了一种方法来实现高保真几何量子门的鲁棒量子计算。
2020-06-25 quant-ph
Demonstration of a non-Abelian geometric controlled-Not gate in a superconducting circuit
希尔伯特空间中量子态的非阿贝尔几何变换所产生的完整性为量子计算提供了一种很有前途的方法。这些完整性是不可交换的，因此可以用于实现量子逻辑门的通用集合，其中全局几何特征可能导致一些抗噪声的优点。在这里，我们报告的第一个片上实现的非阿贝尔几何控制非门的超导电路，这是一个积木构建完整的量子计算机。条件动力学是在一个全对全连接的架构中实现的，该架构涉及多个频率可调的超导量子比特可控地耦合到谐振器;任何两个量子比特之间的完整门可以通过在与谐振器谐振时调谐它们的频率并向其中一个施加双音驱动来实现。这个门代表了在超导平台上实现全几何可扩展量子计算的重要一步。
2021-06-27 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
A n-qubit controlled phase gate with superconducting quantum interference devices coupled to a resonator
提出了一种利用超导量子干涉器件（SQUID）实现$n$ -量子比特控制相位门的方法。在这个提议中，量子比特的两个逻辑状态由SQUID的两个最低级别表示。利用每个SQUID的中间级来促进量子位的量子态的相干控制和操纵。值得注意的是，通过在目标SQUID上的$π$ Jaynes-Cummings脉冲之前和之后向每个$n-1$控制SQUID连续施加$π/2$ Jaynes-Cummings脉冲，可以用$n$ SQUID实现$n$量子位控制相位门。
2005-06-24 quant-ph
Efficient two-qutrit gates in superconducting circuits using parametric coupling
针对耦合 qutrit 门因耗时长而保真度低的问题，提出基于两次部分态交换、局部操作和参数耦合的两 qutrit CZ 门方案。
2024-04-04 quant-ph
Benchmarking the noise sensitivity of different parametric two-qubit gates in a single superconducting quantum computing platform
在单个量子计算平台上利用不同类型的双量子比特门的可能性增加了量子算法分解的灵活性。如果所有门都以高保真度实现，则更大的硬件本地门集合可以减少所需门的数量。在这里，我们基准控制Z（CZ）和交换型（iSWAP）门使用参数驱动的可调谐耦合器，介导两个超导量子比特之间的相互作用。使用随机基准测试协议，我们分别估计CZ和iSWAP门的$0.9\pm0.03\%$和$1.3\pm0.4\%$保真度的每个门的误差。我们认为，杂散$ZZ$型耦合的iSWAP门的主要误差源，和所有微波驱动器的相稳定性是至关重要的。在将量子算法映射到实际硬件时，必须考虑不同双量子位门的可实现的并行性的这种差异。
2020-05-14 quant-ph
Robust, fast and high-fidelity composite single-qubit gates for superconducting transmon qubits
针对超导 transmon 量子比特的相干误差问题，提出基于复合脉冲的控制方法，实现鲁棒快速的高保真单量子比特门，并经仿真和四种独立技术验证。
2025-06-08 quant-ph
Teleportation protocols with non-Gaussian operations: conditional photon subtraction versus cubic phase gate
在我们的工作中，我们比较了三个隐形传态协议：原始协议，光子减法协议，和协议与立方相位门。我们使用压缩态和薛定谔猫态的隐形传态的例子来评估每个协议的保真度。我们表明，在同等条件下，隐形传态方案与立方相位门实现显着更高的保真度比其他协议考虑。
2022-10-10 quant-ph
Implementation of a Toffoli Gate with Superconducting Circuits
量子Toffoli门允许通用的可逆经典计算。它也是许多量子线路和量子纠错方案中的重要基元。在这里，我们展示了一个Toffoli门的实现与三个超导transmon量子比特耦合到微波谐振器。通过利用transmon量子比特的第三能级，与仅使用两级系统的理论建议相比，可以显著减少实现Toffoli门所需的基本门的数量以及总门时间。我们通过全过程层析成像和蒙特卡罗工艺验证来表征门的性能。门保真度被发现是$68.5\pm0.5$ %。
2013-02-14 cond-mat.mes-hall quant-ph
