Quantum key distribution using vacuum-one-photon qubits: maximum number of transferable bits per particle
采用对真空单光子量子比特进行编码的量子密钥分发方案能够比采用偏振或相位编码的标准方案每个粒子传送更多的信息比特。我们计算的最大数量的经典位每个粒子，可以安全地传输时，密钥分配与BB84和B92协议，分别使用真空单光子量子比特。特别地，我们证明了对于具有真空单光子量子比特的广义B92协议，每个粒子最多可以安全地传输两个比特。我们还证明了通过执行一个广义的测量，优化了明确的歧视的编码状态所带来的优势：参数范围内，每个粒子的两个比特的传输可以实现显着增强相比，相应的参数范围的投影测量。
2009-07-20 quant-ph
Generation of photons from vacuum in cavity via time-modulation of a qubit invisible to the field
提出利用经辅助量子比特间接耦合腔场且对场不可见的 t-qubit 进行时间调制，从真空产生少量光子的三方纠缠态，并通过数值模拟验证其在耗散下仍可行。
2022-09-22 quant-ph
Teleportation of a genuine single-rail vacuum-one-photon qubit generated via a quantum dot source
本文利用微腔中共振激发半导体量子点的相干控制，实现了单一空间模式内真正单轨真空-单光子量子比特的隐形传态与纠缠交换。
2024-12-06 quant-ph
Space-time qubits
我们构造了一个量子位代数场创建和湮灭运营商的整体真空状态。被用作量子比特的粒子是由一个接近确定性的单粒子源从真空中产生的。我们的公式使得量子位的时空依赖性变得明确，为场框架内的量子计算铺平了道路。该方法可以推广到处理波包不完全匹配的相互作用量子比特。我们给出了一个例子，如何计算一个简单的两个量子位电路的海森堡演化，在场真空状态的期望值。
2011-04-18 quant-ph
Extracting vacuum expectation values from approximate vacuum prepared by the adiabatic quantum computation
本研究提出一种从绝热量子计算制备的近似真空中提取真空期望值的方法，采用多层级结构的辅助量子比特提升精度，并通过经典模拟数字量子模拟器验证了(1+1)维Schwinger模型下的单、双量子比特系统效果。
2023-08-29 quant-ph
Decoherence of two qubits in a non-Markovian squeezed reservoir
精确地研究了压缩真空腔中两初始纠缠量子比特的退相干。结果表明：首先，由于压缩真空腔中各模的平均光子数增大，理论上解纠缠时间随压缩参数r的增大而减小。第二，偶宇称初始Bell态在完全退纠缠后有纠缠恢复，而奇宇称初始Bell态在完全退纠缠前有纠缠减少和纠缠恢复。结果与真空腔中的量子比特的情况完全不同。
2008-07-26 quant-ph
Vacuum Rabi Splitting in Nanomechanical QED System with Nonlinear Resonator
考虑到纳米机械谐振器与电荷量子比特耦合的本征非线性，研究了纳米机械QED（量子比特谐振器）系统中的真空拉比分裂效应。一个驱动的非线性Jaynes-Cummings模型描述了这个量子比特谐振器系统的动力学。利用量子回归定理和主方程方法，解析地计算了两次关联谱。在弱驱动极限下，这些分析结果阐明了驱动强度和非线性参数对相关谱的影响。此外，数值计算证实了这些分析结果。
2016-03-01 quant-ph
Loss-tolerant transmission of multiphoton-qubit information via hybrid entanglement
研究表明，使用多光子量子比特，可以用线性光学和开关光电探测器进行几乎确定性的Bell状态测量[Phys. Rev. Lett. 114，113603（2015）]。然而，在有损环境下，多光子量子比特通常比单光子量子比特更脆弱。本文提出并分析了一种利用混合纠缠和容损载体量子比特实现多光子量子比特信息隐形传输的方案。我们考虑了三种载体量子比特的候选者：相干态量子比特、单光子偏振量子比特和真空单光子量子比特。我们发现，与真空和单光子量子比特的隐形传态容忍约10倍以上的光子损失的光子数$N \geq 4$在高保真度制度（$F\geq 90\%$）的多光子量子比特。当相干态量子比特的振幅小到$α<0.78$时，相干态量子比特的编码甚至可能优于真空和单光子量子比特作为载体。我们进一步指出，我们的方案中传送态的保真度取决于载体量子位的损失，而成功概率仅取决于待传送的多光子量子位的损失。我们的研究表明，混合架构可以弥补每个量子比特编码的弱点。
2020-03-16 quant-ph
Vacuum-gap transmon qubits realized using flip-chip technology
基于倒装芯片技术构建大规模超导量子处理器取得重大进展。在这项工作中，我们使用倒装芯片技术来实现一个修改的transmon量子比特，捐赠的“flipmon”，其大的并联电容器被替换为真空间隙平行板电容。为了进一步减少量子位的足迹，我们将一个量子位焊盘和一个单一的约瑟夫森结放在底部芯片上，另一个焊盘放在顶部芯片上，顶部芯片通过铟凸块与单一的约瑟夫森结电连接。当真空间隙约为5微米时，空气中的电场参与率可以达到近53%，从而潜在地导致较低的介电损耗。的翻转激元的相干时间测量的范围内的30-60微秒，这是与传统的transmons具有类似的制造工艺。电场模拟表明，金属-空气界面的参与率显著增加，并可能主导量子比特的退相干。这表明需要考虑更仔细的表面处理。没有证据表明，铟凸点内的翻转激元引起显着的退相干。通过精心设计的几何形状和良好的表面处理，可以进一步提高脚蹼的连贯性。
2021-06-01 quant-ph
Lamb Shift and the Vacuum Rabi Splitting in a Strongly Dissipative Environment
研究量子比特与高Q腔模及辐射库超强耦合时的真空Rabi分裂，采用变分法、RWA和变换RWA三种方法，发现Lamb位移在超强耦合下修正Rabi分裂并导致失谐耦合。
2023-04-05 quant-ph
The two-qubit amplitude damping channel: characterization using quantum stabilizer codes
开发了一种基于量子纠错的量子动力学表征（QECCD）协议，用于与真空浴耗散相互作用的双量子比特系统的量子过程层析成像。该方法使用一个5量子比特的量子纠错码，纠正前两个量子比特上的任意错误，并使量子汉明界限饱和。与真空浴的耗散相互作用允许两个量子比特系统上的相关和独立噪声。我们研究了噪声的相关程度对演化时间和量子比特间隔的依赖性。
2015-11-11 quant-ph
Optimal interferometry for Bell$-$nonclassicality by a vacuum$-$one$-$photon qubit
在两种模式下的单光子叠加的贝尔非经典性，通常被称为“单光子的非定域性”，是量子物理学基础中讨论的最引人注目的非经典现象之一。在这里，我们展示了如何鲁棒地违反本地现实主义内的弱场零差测量计划的\textit{any}叠加的一个光子与真空。我们对之前提出的设置的修改涉及测量站的可调谐分束器，并且本地振荡器场在设置之间显着变化，最佳为{ \it on}或{ \it off}。由于光子数分辨测量现在是可行的，我们主张使用克劳泽-霍恩贝尔不等式的检测事件使用精确定义的光子数。我们找到了一个条件，最佳的测量设置为最大违反克劳泽-霍恩不等式与弱场零差检测，其中规定，本地分束器的反射率必须等于本地振荡器字段的强度。我们证明了这个条件不仅对真空单光子量子比特输入态成立，而且对光子对与真空的叠加态也成立，这表明了它作为具有光子数分辨的弱场零拍探测的一种性质的普遍性.我们的研究结果提出了在设备无关的量子协议中使用这种场景的可能途径。
2022-02-21 quant-ph
Extracavity quantum vacuum radiation from a single qubit
我们提出了一个理论的量子真空辐射产生的真空拉比频率的快速调制的一个单一的二能级系统的强耦合到一个单一的腔模式。用一个包含非马尔可夫项的广义主方程描述了存在反旋波项的Jaynes-Cummings模型的耗散动力学。预测了具有超导量子比特的电路腔量子电动力学系统的特殊光谱特性和显著的腔外量子真空辐射输出。
2009-06-15 cond-mat.other quant-ph
Probing the symmetry breaking of a light--matter system by an ancillary qubit
该研究利用辅助Xmon人工原子，实验观测到深强耦合的磁通量子比特-超导谐振器系统的真空场引发的宇称对称性破缺，为探索深强耦合区的新型量子真空效应提供了新途径。
2023-07-21 quant-ph
Two different types of optical hybrid qubits for teleportation in a lossy environment
我们研究了在有耗环境下使用两种不同类型的光混合量子比特的量子隐形传态的性能。一种是真空态和单光子态与相干态的杂化，另一种是偏振单光子态与相干态的杂化。我们已经表明，使用真空和单光子态的混合量子比特通常是更强大的光子损失的影响相比，使用光子偏振的量子隐形传态的精度和成功概率。
2015-08-10 quant-ph
Efficient scheme for realizing a multiplex-controlled phase gate with photonic qubits in circuit quantum electrodynamics
基于电路量子电动力学（QED）理论，提出了一种利用多个光子量子比特同时控制一个目标光子量子比特实现多路控制相位门的有效方案。为了方便起见，我们将这种多量子比特门表示为MCP门。该门是通过使用两级耦合器耦合多个腔来实现的。这里的耦合器是一个超导量子比特。该方案很简单，因为门的实现仅需要\textit{one step}操作。此外，该方案是相当通用的，因为每个光子量子比特的两个逻辑状态可以用真空状态和任意非真空状态（例如，Fock态、Fock态的叠加、猫态或相干态等）。其与真空状态正交或准正交。该方案具有一些额外的优点：因为仅使用两级耦合器，即，不利用辅助能级，避免了来自耦合器的较高能级的退相干;门操作时间不依赖于量子比特的数量;并且由于不应用测量，所以确定性地实现门。作为一个例子，我们数值分析了基于电路QED的实验可行性，实现一个三量子比特MCP门与光子量子比特每个编码通过真空状态和猫状态。该方案可以应用于由多个微波或光腔耦合到一个二能级耦合器（如自然或人工原子）组成的广泛的物理系统中，以完成相同的任务。
2022-04-08 quant-ph
Quantum Markov Channels for Qubits
我们在量子光学的背景下研究随机映射。利用主方程、阻尼基和Bloch图像，我们计算了一个非幺正的、完全正的、具有不等阻尼特征值的保迹映射。这就形成了我们所说的压缩真空通道。给出了随机噪声对纯态量子比特密度算符集影响的几何图象。最后，我们研究了压缩真空通道传输量子信息和分布EPR态的能力。
2002-10-31 quant-ph
Limits to Quantum Gate Fidelity from Near-Field Thermal and Vacuum Fluctuations
针对金属门引发的热与真空涨落噪声限制量子门保真度问题，提出基于体积分方程的数值方法量化倏逝波约翰逊噪声，并利用Lindbladian工程优化脉冲序列以抑制噪声影响，逼近双自旋量子比特门保真度极限。
2023-06-08 quant-ph
Vacuum-fluctuation-induced Dephasing of a Qubit in Circuit Quantum Electrodynamics
我们研究了真空极限下单模腔与量子比特耦合的测量诱导退相。量子位态的退相通过量子位和发送到腔的单个探测光子的纠缠发生，而腔模式从不占用光子。我们发现，即使腔始终处于真空态，量子比特态也是退相的。这种失相纯粹是由量子位和真空场之间的相互作用引起的。我们还表明，这种真空涨落引起的退相发生得比量子位激发态的自发衰变快得多，因此我们的预测在实际实验中是可观察的。
2014-07-08 cond-mat.mes-hall physics.atom-ph quant-ph
Experimental hierarchy of the nonclassicality of single-qubit states via potentials for entanglement, steering, and Bell nonlocality
本研究将纠缠势概念推广至EPR导引和贝尔非局域性以研究非经典性层级，并利用偏振编码单光子态进行实验验证，该方法无需真空检测，实验上更为便捷。
2024-01-10 quant-ph
Optical qubit using linear elements
提出了一种利用线性元件（分束器和移相器）和雪崩光电探测器实现真空态和单光子态光学叠加的条件方案。
2000-09-22 quant-ph
Vacuum Energy from Qubit Entropy
本文提出用与虚涨落相关的量子比特熵描述零温非相互作用量子场的真空能量，先证明费米子情形再推广到任意自旋，并由此导出零温量子真空的热力学第一定律。
2024-05-07 hep-th quant-ph
Steady-state quantum correlations of two driven qubits collectively interacting with a vacuum reservoir
考虑两个固定在不同位置的二能级原子，在单色激光场的驱动下，与真空电磁场发生集体相互作用。一个Born-Markov-secular主方程被用来描述两个原子的动力学和它们的稳态解析地获得两个配置，其中一个原子是在相同的位置和另一个在其中它们不是。分析计算了自由原子能级的稳态布居数、纠缠度、量子不协调度和混合度随激光场强度和原子间距的变化关系。结果表明，当两个原子处于等效位置时，用激光场驱动两个原子对稳态关联的产生是无效的。相反，不等价的位置导致相当大的稳态纠缠和左/右量子不和谐的可能性。结果表明，对于两种配置，在高激光场强度下都可以获得X状态。这允许比较量子不和谐的两种度量。的行为和相关性之间的关系进行了研究，并调查了几个极限情况。
2011-04-17 quant-ph
Vacuum induced Stark shifts for quantum logic using a collective system in a high quality dispersive cavity
高质量腔中原子的集体系统可以通过非线性相互作用来描述，该非线性相互作用由于腔真空引起的能级的兰姆位移而产生[Agarwal等人，A 56，2249（1997）]。我们展示了如何使用这种集体相互作用来执行量子逻辑。特别是，我们产生的方案，实现CNOT门不仅为两个量子位，但也为三个量子位系统。我们还讨论了Toffoli门的实现。我们的有效哈密顿量也实现在其他系统，如捕获离子或磁性分子。
2004-11-17 quant-ph
Statistical mixtures of states can be more quantum than their superpositions: Comparison of nonclassicality measures for single-qubit states
如果玻色子态的Glauber-Sudarshan $P$函数不是经典概率密度，那么玻色子态通常被认为是非经典的（或量子的），这意味着只有相干态和它们的统计混合态是经典的。我们通过应用以下四种已知的非经典性度量来量化由真空和单光子态定义的单个量子比特的非经典性：（1）非经典深度$τ$，它与将非正的$P$函数变为正的高斯噪声的最小量有关;（2）非经典距离$D$，定义为给定态到最近经典态的Bures距离，它是单量子比特希尔伯特空间的真空;以及（3）负势（NP）和（4）并发势，它们是对应于纠缠度量的非经典性度量（即，分别为负性和并发性），用于通过在平衡分束器上将单量子比特状态与真空混合而产生的状态。我们表明，真空和单光子态的完全统计混合物是最非经典的单量子比特态的距离$D$为一个固定的值的深度$τ$和NP在整个范围$[0,1]$的值，以及NP为一个给定的值的$τ$，使$τ>0.3154$。相反，对于给定的$D$、NP对$D$和$τ$对NP，纯态是相对于$τ$的最非经典单量子比特态。我们还通过比较成对的单量子比特状态来展示这些非经典性度量的“相对性”：如果根据某种度量，一个状态比另一个状态更不非经典，那么根据另一种度量，它可能更非经典。此外，我们还发现，对于单比特态，并发势等于非经典距离。
2015-04-09 quant-ph
Stabilization of product states and excited-state quantum phase transitions in a coupled qubit-field system
我们研究了一个单量子比特（或几个量子比特）与软模玻色子场相互作用的系统。考虑一个扩展版本的拉比模型与宇称守恒和宇称破坏的相互作用，我们揭示了一个复杂的安排，量子相变在基态和激发态域。这些转变中的一些的实验上可测试的签名是涉及场真空的完全因子化的量子位场状态的动态稳定。它发生在超辐射场平衡远离真空态的超强耦合区。稳定的程度随相互作用参数的变化而急剧变化，并随场模式的柔软度而增加。我们分析了这些效应的半经典起源，并展示了它们与各种形式的激发态量子相变的联系。
2021-10-26 quant-ph
Vacuum Rabi Splitting and Quantum Fisher Information of a Non-Hermitian Qubit in a Single-Mode Cavity
本研究用Bogoliubov算符方法求解PT对称量子拉比模型，解析获得更精确本征解，预测真空拉比劈裂，并发现奇异点附近量子Fisher信息显著增强，为提升非厄米系统量子灵敏度提供新途径。
2025-10-10 quant-ph
Tomography of a displacement photon counter for discrimination of single-rail optical qubits
研究了光相干通信中的一种有效工具--Kennedy接收机对光子量子比特单轨编码中$\hatσ_x$本征态对应的真空态和单光子态的量子态鉴别性能.我们的实验特征肯尼迪接收器在真空单光子二维空间使用量子探测器层析成像和评估可实现的歧视误差概率从重建的测量算子。此外，我们推导出高斯变换和零差检测可获得的最小错误率。我们的原理证明实验表明，肯尼迪接收机可以实现超过零差检测的鉴别误差。
2018-04-18 quant-ph
Entanglement dynamics of bipartite system in squeezed vacuum reservoirs
纠缠态在量子信息协议中起着至关重要的作用，因此纠缠态的动力学行为具有重要的意义。在本文中，我们提出了一个有用的计划，允许直接测量纠缠的两个量子比特腔系统。它是利用原子作为量子比特的腔QED技术实现的。为了量化纠缠，我们使用并发度。我们得到的条件，这保证了状态仍然纠缠，尽管与水库的相互作用。研究了受压缩真空库作用的二体系统中的突然死亡纠缠（ESD）现象。我们证明了纠缠态的突然死亡时间依赖于纠缠态的初始制备和压缩真空库的参数。
2010-11-01 quant-ph
Enhancement of Harvesting Vacuum Entanglement in Cosmic String Spacetime
研究宇宙弦时空中量子比特对通过Unruh-DeWitt探测器提取真空纠缠，引入海森堡XY相互作用增强纠缠，发现靠近宇宙弦及共振点可提升纠缠提取。
2024-07-24 hep-th 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
Optical continuous-variable qubit
在量子计算的一个新分支中，信息被编码成相干态，这是光通信的主要载体。为了利用它，需要这些相干态的量子比特，但众所周知，很难使这种连续变量态叠加。我们已经实现了两个光学连续变量状态的量子比特的完整工程和表征。以压缩真空为源，采用特殊的光子相减技术，可以高精度地制备压缩真空与压缩单光子的任意叠加态。这可能为相干态量子计算的演示开辟道路。
2010-02-17 quant-ph
A quantum interface to charged particles in a vacuum
最近提出了一种适合于与飞行电子相互作用的超导量子比特器件[H. Okamoto和Y. Nagatani，Appl. Phys. Lett. \textbf{104}，062604（2014）]。无论是顺时针还是逆时针方向的半磁通量量子环编码一个量子比特，它自然地与任何具有任意动能的单个带电粒子相互作用。在这里，该设备的属性，误差来源和可能的应用进行了详细研究。特别地，应用包括在不向带电粒子施加力的情况下检测带电粒子。此外，量子态可以在所提出的器件的阵列和带电粒子之间转移。
2015-05-10 quant-ph
Protecting Bi-Partite Entanglement by Quantum Interferences
我们表明，真空诱导的相干性在三能级原子系统中可以导致保存的二分纠缠，当两个这样的原子被制备为两个初始纠缠的量子比特，每个独立地与各自的真空库相互作用。我们计算了两个不同的Bell态的纠缠度随时间的演化，并证明了大量的纠缠可以在很长的时间内存在。两个量子比特之间的纠缠量强烈依赖于每个量子比特中非正交跃迁的比例，可以超过50%。
2010-04-05 quant-ph
Protecting quantum coherence of two-level atoms from vacuum fluctuations of electromagnetic field
在开放量子系统的框架下，研究了静态极化二能级原子与涨落真空电磁场相互作用系统的动力学行为，探讨了在何种条件下开放量子系统的相干性完全不受环境的影响.对于单量子比特和双量子比特系统，我们发现当原子与无边界电磁场相互作用时，量子相干性不能被噪声所抑制。然而，在边界存在的情况下，只有当原子靠近边界并且是横向可极化的时，才满足量子相干性不受影响的动力学条件。否则，只能在其他极化方向上对量子相干性进行一定程度的保护。
2015-09-23 quant-ph
Ultrafast initialization and QND-readout of a spin qubit via control of nanodot-vacuum coupling
超快初始化使得能够对量子信息进行容错处理，而QND读出使得能够进行可扩展的量子计算。通过在n掺杂纳米点周围空间组装光子谐振器和波导并且通过在时间上设计光泵浦脉冲，可以建立从电子自旋到带电激子到腔光子并且最终到波导中的飞行光子的有效量子路径。真空纳米点耦合的这种控制可以用于自旋的超快初始化和QND读出，这与光学驱动的自旋量子计算机特别兼容。
2004-08-06 cond-mat.mes-hall quant-ph
Circuit-quantum electrodynamics with direct magnetic coupling to single-atom spin qubits in isotopically enriched 28Si
硅纳米纤维的最新进展已经允许操纵与噪声源极其隔离的自旋量子位，因此是真空中单个原子的半导体等效物。我们研究了将电子自旋量子比特直接耦合到超导共振器磁真空场的可能性。通过使用经修改以增加量子位位置处的真空磁场的谐振器和同位素纯化的28 Si衬底，可以实现比单自旋退相更快的耦合速率。这为具有自旋的电路量子电动力学开辟了新的途径，并为通过超导谐振器色散读出自旋量子比特提供了途径。
2014-08-27 cond-mat.mes-hall quant-ph
Compact vacuum gap transmon qubits: Selective and sensitive probes for superconductor surface losses
本研究制备了带百纳米级真空间隙电容的微型transmon量子比特，实现高真空参与率与表面损耗高选择性，为量子比特规模化及超导体表面损耗研究提供了新方案。
2022-07-11 cond-mat.mes-hall quant-ph
Two-spinors, oscillator algebras, and qubits: Aspects of manifestly covariant approach to relativistic quantum information
本文的第一部分回顾了2-旋量方法在相对论量子比特中的应用（Minkowski空间中的四元组和2-qubit状态之间的类比，通过零方向定义的qubit和它们对于消除Peres-Scudo-Terno现象的作用，由Pauli-Lubanski矢量定义的相对论极化算子的优点和缺点，对非均匀SL（2，（C））。第二部分涉及通过谐振子李代数（不一定采取不可约表示）量子化的电磁场。与非相对论性单线态相反，人们必须区分最大对称态和EPR态。这种区别是EPR关联的“奇怪”相对论性质的来源之一。作为一个例子，EPR平均显式计算的线性极化状态，反对称的螺旋度和动量。结果采取熟悉的形式$\pm p\cos 2(α-β)$独立的谐振子代数的表示的选择。参数$p$由探测器的光谱特性和EPR态的选择决定，但与探测器效率无关。简要分析了真空纠缠和真空对贝尔不等式的破坏。这些效应与真空态的不等价概念有关。技术附录讨论了我在场量化中使用的表示的详细信息。特别地，M形δ序列用于定义在零处正则的狄拉克δ。
2010-02-08 quant-ph
Parametrically driven hybrid qubits-photon systems: dissipation-induced quantum entanglement and photon production from vacuum
考虑了参变驱动量子比特-腔系统在两个子系统之间耦合能量的周期性调制下的耗散演化，这将导致反旋过程的放大.我们揭示了这个混合系统的一个非常丰富的动力学行为。特别地，我们发现其中一个子系统中的能量耗散可以增强另一个子系统中的量子效应。例如，即使在稳态下，最佳腔衰减也有助于稳定量子位之间的纠缠和量子相关性，并补偿有限的量子位弛豫。相反，量子比特子系统中的能量耗散导致了强调制下真空光子产生的增强，但同时破坏了量子比特之间的量子并发和量子互信息。我们的结果为量子信息处理中的非定常腔量子电动力学提供了更深层次的理解，对耗散量子态工程具有重要意义。
2017-10-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Manipulating counter-rotating interactions in the quantum Rabi model via qubit frequency modulation
我们提出了一种实用的方法来操纵量子Rabi模型中的反转（CR）相互作用，通过在该模型中的量子二能级系统的跃迁频率引入正弦调制。通过选择合适的调制频率和幅度，可以在Jaynes-Cummings机制（包括弱耦合和强耦合）以及超强耦合机制中实现CR相互作用的增强和抑制。特别地，我们计算了增强CR项下腔真空态的输出光子发射。我们的结果表明，连续和稳定的光子发射腔真空中可以观察到的Jaynes-Cummings制度作为这种增强的结果。我们的方法可以在超导量子线路中实现。
2016-03-29 quant-ph
Quantum key distribution using superposition of the vacuum and single photon states
研究了利用真空态和单粒子态叠加态的B92型和BB84型量子密码方案对PNS攻击的鲁棒性。计算了这些方案中每个粒子（而不是每个量子比特）安全传输的经典比特数，发现它们有上限。提出了利用腔QED或线性光学实现量子力学的可能性。
2005-10-27 quant-ph
Quantum teleportation between a single-rail single-photon qubit and a coherent state qubit using hybrid entanglement under decoherence effects
我们研究了在退相干效应下，利用混合纠缠作为量子信道实现两种不同类型光量子比特之间的量子隐形传态。一种类型的量子比特采用真空和单光子态作为基础，称为单轨单光子量子比特，另一种类型的量子比特利用相反相位的相干态。我们发现从单轨单光子量子比特到相干态量子比特的隐形传态在保真度和成功概率方面优于相反方向。我们比较了我们的结果与那些使用不同类型的混合纠缠之间的偏振单光子量子比特和相干态。
2015-10-29 quant-ph
Controllable coupling between a nanomechanical resonator and a coplanar-waveguide resonator via a superconducting flux qubit
我们研究了由一个共面波导（CPW）谐振器和一个纳米机械谐振器（NAMR）组成的三重量子系统，其中通量量子比特与两个谐振器都有很大的失谐。通过幺正变换和二阶近似，我们得到了一个强的和可控的（即，磁场依赖）NAMR和CPW谐振器之间的有效耦合。由于强耦合，从共面波导谐振腔的电压涨落谱中可以观察到真空拉比分裂。我们进一步研究了单光子输运的性质，从反射率或等效的透射率推断。我们发现，反射率和相应的相移光谱都表现出由于真空拉比分裂的窄谱特征的双峰。通过调节外部磁场，反射率和相移可以分别从0变化到1和从$-π$变化到$π$。结果表明，这种混合量子系统可以作为量子路由器。
2015-09-22 quant-ph
Cloaking a qubit in a cavity
本文提出一种通过外部驱动音调与腔场相消干涉，将量子比特与腔光子布居去耦合的“隐藏”方法，并实验证明该方法可消除交流斯塔克位移、测量退相干并加速读出。
2023-10-10 quant-ph
Controllable interaction between photons and distant spins via vacuum Rabi oscillations
QuTech and Kavli Institute of Nanoscience, Delft University of Technology（代尔夫特理工大学量子纳米科学卡弗里研究所）；Netherlands Organization for Applied Scientific Research (TNO)（荷兰应用科学研究组织）
该研究设计了含双量子点与超导腔的器件，观测到自旋量子比特与腔的多次真空拉比振荡，级联振荡可实现量子比特间的光子介导能量转移，为光-物质相互作用及量子比特对接提供基础。
2026-08-05 cond-mat.mes-hall quant-ph
Remote preparation of a single-mode photonic qubit by measuring field quadrature noise
对非局域单光子态$a|1,0>-b|0,1>$的一种模式进行电磁场正交测量，使其坍缩为另一种模式下的单光子态和真空态的叠加。我们利用这种效应来实现远程制备任意单模光子量子比特的条件下观察一个预先选定的正交值。所制备的量子比特的量子效率可以高于初始单光子的量子效率。
2003-08-25 quant-ph
Optical qubit generation by state truncation using an experimentally feasible scheme
研究了利用量子剪刀器件（QSD）产生真空态和单光子态的任意叠加态。该装置允许通过截断输入相干光来准备状态。使用实验上可行的QSD计划的任何所需的状态的产生的相干光的强度的最佳值被发现。
2002-04-11 quant-ph
Extracting past-future vacuum correlations using circuit QED
我们提出了一个现实的电路QED实验来测试过去-未来真空纠缠提取到一对超导量子比特。量子位P沿着开放传输线与量子场相互作用一段时间T_on，然后，在时间流逝T_off之后，量子位F开始以对称方式相互作用一段时间T_on。在那之后，过去-未来的量子关联将转移到量子位，即使量子位不同时共存。我们表明，这个实验可以实现与当前的技术，并讨论其效用作为一个可能的实现量子存储器。
2012-06-22 cond-mat.mes-hall gr-qc quant-ph
Interconvertibility of single-rail optical qubits
我们展示了如何使用线性光学和基于零差测量的后选择在单光子与真空的部分相干叠加之间进行转换。我们引入了一个广义的量子效率，这样的状态，并表明，任何转换，减少这个数量是可能的。我们还证明了我们的方案是最优的，通过显示没有线性光学方案与广义条件测量，并与一个单轨量子比特输入可以提高广义效率。
2005-07-22 quant-ph
Stirring the false vacuum via interacting quantized bubbles on a 5564-qubit quantum annealer
利用5564量子比特量子退火机实时观测假真空衰变中的量子化气泡形成，开发有效模型描述气泡产生与相互作用，并验证其在耗散下的准确性，为探索计算难解系统的假真空晚期动力学奠定基础。
2024-06-20 cond-mat.str-el gr-qc hep-th
Landauer's principle in Qubit-Cavity quantum field theory Interaction in Vacuum and Thermal States
近年来，由于人们对量子信息科学的兴趣日益增长，Landauer原理引起了人们的极大兴趣。然而，它的相关性和有效性的背景下，量子场论（QFT）仍然令人惊讶的未探索。在本文中，我们考虑量子比特-腔QFT相互作用中的Landauer原理微扰，其中腔QFT的初始态被选择为真空态或热态。在真空的情况下，QFT总是吸收热量并跃迁到激发态。对于静止的量子比特，它的熵减小，而如果量子比特加速，它也可能获得能量，并且由于Unruh效应而增加熵。对于热态，QFT可以吸收和释放热量，这取决于它的温度和量子比特的初始状态，并且高阶微扰可以将初始状态激发或去激发到更高或更低的状态。朗道原理在我们考虑的所有情况下都是有效的。希望本文能为今后量子场论和引力理论中Landauer原理的进一步探索铺平道路。
2022-06-20 gr-qc hep-th quant-ph
Resonant false vacuum decay in two dimensions on a 4000-qubit quantum annealer
Jožef Stefan Institute（约瑟夫·斯蒂芬研究所）；University of Ljubljana（卢布尔雅那大学）；Institute of Science and Technology Austria (ISTA)（奥地利科学技术研究所）；University of Padova（帕多瓦大学）；National Institute for Nuclear Physics (INFN)（意大利国家核物理研究所）；Technical University of Munich（慕尼黑工业大学）；Munich Center for Quantum Science and Technology (MCQST)（慕尼黑量子科学与技术中心）；University of Leeds（利兹大学）；Jülich Supercomputing Centre（于利希超级计算中心）；Forschungszentrum Jülich（于利希研究中心）；University of Cologne（科隆大学）；CENN Nanocenter（纳米技术卓越中心）
利用超过4000量子比特的可编程量子退火器，研究二维量子伊辛模型中假真空的共振衰变，观察到畴的弹道生长和Kardar-Parisi-Zhang普适类界面展宽。
2026-06-25 hep-th quant-ph
Deterministic preparation of superpositions of vacuum plus one photon by adaptive homodyne detection: experimental considerations
光学量子比特的制备阶段是用于测试和演示量子光学原理的所有实验装置中的一项重要任务。我们认为一个确定性的协议，准备量子比特作为真空和单光子数态的叠加，这具有的优势，以减少所需的资源量，通过相位敏感的测量使用本地振荡器（'达因检测'）。我们调查的协议使用不同的相位测量方案的性能：零差，外差，自适应检测（涉及反馈回路）。首先，我们定义了一个合适的准备状态的品质因数，我们得到的相位测量方面考虑的解析表达式。此外，我们研究的相位测量可以表现出的限制，如延迟或有限的资源，在反馈策略。最后，我们评估的品质因数的协议，为不同的模式，形状方便地在实验设置。我们表明，即使在存在这样的限制，简单的反馈算法可以执行令人惊讶的好，优于简单的零差或外差方案时，采用的协议。
2014-07-25 quant-ph
