Distorted Heisenberg Algebra and Coherent States for Isospectral Oscillator Hamiltonians
通过分析一类等谱振子哈密顿量在能量本征态基础上的表示，研究了其动力学代数。它表明，这种表示变得类似于标准的海森堡代数，它是依赖于一个参数$w\geq 0$。我们称之为{ \it distorted Heisenberg algebra}，其中$w$是失真参数。导出了任意$w$的相干态，并对一些具体例子进行了详细讨论。通过适当地选择系统的初始状态，给出了产生压缩的一个处方。
1995-01-11 hep-th quant-ph
Rationally Extended Harmonic Oscillator potential, Isospectral Family and the Uncertainity Relations
本文研究与常规谐振子等谱的有理扩展势，结合 $X_m$-Hermite 多项式分析其性质，构造单参数精确可解等谱势族并计算不同参数下的不确定关系。
2023-04-22 hep-th math-ph math.MP
Emerging 2D isospectral configurations for position-dependent mass quantum systems
在这项工作中，我们构建了一般的精确可解的非相对论性二维量子系统的位置依赖质量（PDM）。这些系统对于给定的恒质量系统是等谱的。本文研究了带有PDM的带电粒子与外加磁场相互作用的情况。我们应用该方法构造了与二维各向异性谐振子等谱的SU（2）相干态，并讨论了引入特殊非均匀外磁场对相干态的影响.
2017-07-12 quant-ph
Non-isospectrality of the generalized Swanson Hamiltonian and harmonic oscillator
广义Swanson哈密顿量$H_{GS} = w (\tilde{a}\tilde{a}^†+ 1/2) + α\tilde{a}^2 + β\tilde{a}^{†^2}$与$\tilde{a} = A(x)d/dx + B(x)$，可以转化为一个等价的厄米哈密顿量的帮助下，一个相似变换。证明了只要$[\tilde{a},\tilde{a}^†]=$为常数，等效厄米哈密顿量可以进一步转化为谐振子哈密顿量。然而，本文的主要目的是表明，虽然$\tilde{a}$和$\tilde{a}^†$的交换子是常数，广义Swanson哈密顿量不一定是谐振子的等谱。在位置相关质量模型的框架下，通过选择$A(x)$作为质量函数的倒数平方根，讨论了这种异常的原因。
2011-01-05 math-ph math.MP math.SP
Isospectral Hamiltonians from Moyal products
最近Scholtz和Geyer提出了一个非常有效的方法来计算度量算子的非Hermitian哈密顿从Moyal产品。我们进一步发展这些想法，并建议使用一个更对称的定义的Moyal产品，因为他们导致更简单的微分方程。此外，我们演示了如何使用这种方法来确定伪厄米哈密顿的厄米对应。我们用-x^4-势和复立方势中普遍存在的谐振子的明确可解例子来说明我们的建议。
2006-07-22 quant-ph
Revisiting an isospectral extension of the Morse potential
设计了一种非常简单的方法来导出Morse势的（严格）等谱延拓。此外，点正则变换被用来将后者转化为径向振子和库仑势的准精确可解扩展。
2021-01-25 math-ph math.MP nlin.SI
Generalized Harmonic Oscillator and the Schrödinger Equation with Position-Dependent Mass
在更一般的框架下，研究了具有依赖于位置的质量和依赖于质量函数形式的势的广义谐振子。给出了这类系统的本征值和本征函数的显式表达式，它们与通常的等质量谐振子的本征值和本征函数具有相同的形式。讨论了含PDM系统的相干态及其性质。给出了几种质量函数的有效势，具有这种势的系统与通常的谐振子是等谱的。
2007-07-22 quant-ph
Relativistic Potentials with Rational Extensions
本文对相对论性量子力学势，如Dirac振子和类氢原子，构造了不含形状不变势的等谱哈密顿量。
2019-10-08 quant-ph
Time-dependent rational extensions of the parametric oscillator: quantum invariants and the factorization method
介绍了与参量振荡器有关的含时势的新族。这是通过引入一些一般的时间相关的运营商，因式分解适当的运动常数（量子不变量）的参数振荡器，导致新的家庭的量子不变量，几乎等谱的初始。然后，构造了相应的含时哈密顿量，并根据缠绕关系和Lewis-Riesenfeld方法的适当的含时复相位确定了薛定谔方程的解.为了说明结果，新的潜在的参数集是固定的，这样的一个家庭的时间依赖的合理扩展的参数振荡器得到。此外，谐振子的有理扩张在适当的极限下得到了恢复。
2019-12-11 quant-ph
Analysis of the Fokker-Planck Equation in Schwarzschild Spacetime: A Supersymmetric Connection
本文利用福克-普朗克方程重新分析史瓦西时空热势动力学，发现其可简化为谐振子型量子力学问题，并借助超对称量子力学的等谱形变构造出一族能谱相同但波函数不同的单参数等谱势。
2025-06-05 hep-th quant-ph
One parameter family of rationally extended isospectral potentials
从一个一维有理扩张势出发，利用量子力学中的超对称性思想，得到了一个连续参数（$X_m$）的有理扩张严格等谱势族，其解也与Xm个例外正交多项式有关.我们通过考虑三个著名的合理扩展的潜力，两个与纯离散谱（扩展径向振荡器和扩展Scarf-I）和一个与离散和连续谱（扩展的广义Poschl-Teller），并明确地构建相应的一个连续参数族的合理扩展严格等谱势说明了这一建设。进一步，在$λ= 0$和$-1$的特殊情况下，我们得到了两个新的精确可解的有理扩张势，即有理扩张Pursey势和有理扩张Abhrahm-Moses势.通过详细讨论$X_1$有理扩展的单参数势族（包括相应的Pursey势和Abraham Moses势）的特殊情况，说明了整个过程.
2020-04-28 hep-th math-ph math.MP
Rational Extension of Anisotropic Harmonic Oscillator Potentials in Higher Dimensions
本文提出多维量子各向异性谐振子的一阶超对称有理扩展，涵盖全直线、半直线及其组合，精确解用例外正交多项式表示，扩展势与常规QAHO同谱。
2024-11-05 hep-th math-ph math.MP
Dynamic Distance Measures on Spaces of Isospectral Mixed Quantum States
距离测度是量子信息处理和量子计算中不可缺少的工具。这是因为它们可以用来量化信息在多大程度上被量子过程保留或改变。本文提出了一种新的混合量子态的距离测度--动态距离测度，并证明了它是一个合适的距离测度。动态距离测度是用一个可测量的量来定义的，这使得它非常适合于应用。在最后一节中，我们将动力学距离测度与著名的Bures距离进行比较。
2013-06-11 math-ph math.MP quant-ph
Canonical Discretization. I. Discrete faces of (an)harmonic oscillator
提出了量子力学中的正则等价概念。它用于将量子系统与离散系统联系起来。找到了与著名谐振子正则等价的离散系统以及四次和拟精确可解的非谐振子，它们可以看作是谐振子保等谱的离散协变离散化.还提出了正则等价的$q-$变形的概念，从而导致保持特征函数多项式性的离散化协变。
2000-04-25 hep-lat hep-th math-ph
Isospectral potentials with Dirac delta interaction: Constrained Spectra
Mahidol University（马希托大学）；Maharaja Sriram Chandra Bhanja Deo University（Maharaja Sriram Chandra Bhanja Deo 大学）；Indian Institute of Science Education and Research Kolkata（加尔各答印度科学教育与研究学院）；Siksha O Anusandhan
该研究通过不连续超势构造含狄拉克δ函数的等谱量子势，利用边界约束截断能谱，证实局域奇异性可调控量子系统离散能谱，为相关物理系统提供了新途径。
2026-09-02 math-ph math.MP quant-ph
Multistep DBT and regular rational extensions of the isotonic oscillator
在最近的一些文章中，我们开发了一个新的系统的方法来产生可解的合理扩展的小学几何形状不变的潜力。在这种广义的超对称量子力学伙伴关系中，DBT是建立在激发态的黎卡提-薛定谔（RS）函数正则化通过特定的离散对称性所考虑的潜在的。在本文中，我们证明了该计划可以扩展到一个多步制定。将该方法应用于保序振子，得到了该势的严格等谱的新的正则有理扩张塔，并给出了它们的本征态的显式表达式，这些本征态与最近发现的例外Laguerre多项式相关联，并明确地表明这些扩张继承了原势的形状不变性.
2011-11-19 math-ph math.MP quant-ph
Information Entropy of conditionally exactly solvable potentials
我们计算了条件精确可解势的位置和动量本征态的Shannon熵，这些势是谐振子的等谱势，其解是以例外正交多项式形式给出的. Bialynicki-Birula-Mycielski（BBM）不等式也在一些州进行了测试。
2011-03-07 math-ph math.MP quant-ph
Rational deformations of conformal mechanics
利用对偶格式和镜像图方法，研究了量子谐振子的广义Darboux-Crum-Krein-Adler变换产生的具有有理附加势项的De Alfaro-Fubini-Furlan量子共形力学的形变.在这种方式中，我们获得了无穷族的等谱和非等谱变形的共形力学模型与特殊值的耦合常数$g=m(m+1)$，$m\in {\mathbb N}$，在反平方势项，并为每个完全等谱或缺口变形给出了一个镜像图，我们确定的频谱生成梯形算子的编码和相干反映其精细的频谱结构。每对这些运营商产生的非线性变形的共形对称性，和他们的完整的集合铺平了道路，调查相关的超共形对称变形。
2018-06-27 hep-th math-ph math.MP
Oscillator-qubit generalized quantum signal processing for vibronic models: a case study of uracil cation
SKKU Advanced Institute of Nano Technology (SAINT), Sungkyunkwan University（成均馆大学 SKKU 纳米技术高级研究所 (SAINT)）；Ulsan National Institute of Science and Technology（蔚山科学技术院）；Yonsei University（延世大学）
本文提出一种混合振荡-量子比特处理器编译器，利用广义量子信号处理构造任意相位玻色子门，用于非绝热分子动力学的分解，并在尿嘧啶阳离子上验证了该方法。
2025-10-12 quant-ph
Slowing quantum decoherence of oscillators by hybrid processing
将量子信息编码到相干态的叠加态中是宏观量子相干性实际应用的一个典型代表。然而，这些状态对能量损失非常敏感，非常迅速地失去其非经典方面的相干性。一个可用的确定性策略来减缓这个退相干过程是应用高斯压缩变换之前的损失作为保护步骤。在这里，我们提出了一个确定性的混合保护方案，利用强大的，但可行的相互作用与两级免疫自发发射的ancillas。我们验证了该方案对量子位辅助失相的鲁棒性。我们的方案适用于多个振子中相干态的复杂叠加，值得注意的是，随着相干态振幅的增加，对损失的鲁棒性增强。这个方案可以在原子、固态系统和超导电路的实验中实现。
2021-06-14 quant-ph
Long distance local local oscillator continuous variable quantum key distribution with digital signal processing
针对低信噪比下长距离本振连续变量量子密钥分发（CV-QKD）的数据恢复挑战，提出最小二乘拟合算法提升采样与相位补偿精度，在120km光纤上实验验证了系统的高效性与长距离传输潜力。
2025-03-04 quant-ph
Do equidistant energy levels necessitate a harmonic potential?
文献中的实验结果表明，表面上的薄Bi膜中的能级是等距的，这表明了谐振子的描述。然而，这个结论并不是绝对必要的，特别是考虑到任何测量都只能产生有限范围内的能级，并且不确定性不为零。在这项研究中，我们审查等光谱电位从文献和调查的适用性的谐振子假设最近的测量。首先，我们描述的实验结果从文献中的谐振子模型，获得一个现实的尺寸和深度的量子阱。其次，我们使用移位算子方法来计算产生（部分）等距谱的非调和非多项式势。我们讨论了不同的潜在类型，并解释了可能的建模应用。最后，应用$n$阶微扰理论，证明了除了谐振子势外，多项式势不能得到\textbf{exactly}等距本征能.总之，我们的目的是给出一个概述，哪些结论可以从能级的实验测定，哪些可能不会。
2021-03-16 cond-mat.mes-hall quant-ph
Online quantum time series processing with random oscillator networks
水库计算是一个强大的机器学习范例在线时间序列处理。它在混沌时间序列预测和连续语音识别等任务中达到了最先进的性能，这要归功于其高计算能力和低训练成本的独特组合，这使得它与传统训练的递归神经网络等替代方案不同，而且可以在专用硬件中实现，可能导致非常紧凑和高效的水库计算机。最近已经提出了使用随机量子系统，利用量子动力学的复杂性进行经典时间序列处理。然而，从量子系统中提取输出而不过多地干扰其状态是有问题的，并且可以预期将成为这种方法的瓶颈。在这里，我们提出了一个水库计算启发的方法，在线处理的时间序列组成的量子信息，回避测量问题。我们通过将两个典型的基准任务从经典的水库计算推广到量子信息，并引入一个没有经典模拟的任务来说明它的力量，在这个任务中，一个随机系统被训练成在从不直接相互作用的系统之间创建和分配纠缠。最后，我们讨论部分推广，只有输入或只有输出时间序列是量子的。
2021-08-02 quant-ph
Quantum oscillator and Kepler-Coulomb problems in curved spaces: deformed shape invariance, point canonical transformations, and rational extensions
从几个角度分析了常曲率$d$维空间中的量子振子和Kepler-Coulomb问题。在变形超对称框架下，相应的非线性势表现出变形形状不变性。利用点正则变换方法，将这两个变形的薛定谔方程映射到对应于一些形状不变势的常规薛定谔方程上，这些势的有理扩张是已知的.反点正则变换提供了弯曲空间中振子势和Kepler-Coulomb势的一些有理扩展。详细研究了球上振子和双曲空间中的Kepler-Coulomb势，证明了它们的推广与欧氏空间中已知的推广是一致的。非扩展和扩展的潜力之间的伙伴关系被解释在一个变形的超对称框架。这些扩展的潜力，是等谱的一些nonextended的显示变形形状不变性，这在开普勒-库仑的情况下，也通过翻译的程度的多项式中出现的有理部分分母放大。
2016-10-04 math-ph math.MP nlin.SI
Fock-Bargman Representation of the Distorted Heisenberg Algebra
最近研究了一类等谱振子哈密顿量的动力学代数，由于它依赖于一个畸变参数$W \geq 0$，所以称为{ \it畸变海森堡代数}.分析了该代数与（1/2，2）增长整函数的Hilbert空间的关系。
1996-04-12 hep-th quant-ph
Non-Abelian Quantum Signal Processing: A Composite Pulse for Fast Analytic Control of Hybrid Oscillator-Qubit Processors
Yale University（耶鲁大学）；Université de Sherbrooke（舍布鲁克大学）
本研究提出非阿贝尔量子信号处理方法，通过GCR序列实现高效控制混合连续-离散变量架构，提升量子计算的保真度与效率。
2026-07-28 quant-ph
Direct estimation of arbitrary observables of an oscillator
National University of Singapore（新加坡国立大学）；Centre for Quantum Technologies, National University of Singapore（新加坡国立大学量子技术中心）；Horizon Quantum Computing, Singapore（新加坡地平线量子计算）；Palacký University（帕拉茨基大学）；Department of Optics, Palacký University（帕拉茨基大学光学系）；Department of Physics, National University of Singapore（新加坡国立大学物理系）
本文提出OREO协议，通过将振子可观测量的期望值映射到辅助量子比特上，实现高效测量相空间四阶矩和非高斯性等级，为连续变量量子信息处理提供新的测量和控制方法。
2026-03-23 quant-ph
Bayesian Searches and Quantum Oscillators
一项新的LLNL战略计划的重点是在输入数据依赖于隐藏参数时开发贝叶斯推断的改进方法。这项工作的一部分涉及调查的想法，使用量子振荡器阵列（即微波腔）作为模拟计算机实现贝叶斯模型选择。实际的动机是双重的：1）贝叶斯模型选择问题往往是棘手的使用传统的数字计算机，和2）量子信息处理可以允许检测弱模拟信号低于通常的量子噪声阈值。
2018-12-19 quant-ph
A high-fidelity single-photon source based on a type-II optical parametric oscillator
利用低于阈值的连续波II型光学参量振荡器，我们已经证明了一种新的具有高保真度的预示单光子源。所产生的状态的特点是零差检测，并表现出79%的保真度与单光子Fock状态（91%的检测损失校正后）。低真空混合和良好定义的时空模式是它们随后用于量子信息处理的关键要求。
2012-07-27 quant-ph
Model of quantum measurement and thermodynamical cost of accuracy and stability of information processing
本文重新讨论了量子测量问题，提出了一种新的可解测量模型，其基本成分是受控单比特存储器的量子模型。这个模型的结构，包括强耦合的自旋和量子谐振子允许定义稳定的指针状态，以及分离的高斯态的量子振子和分析从量子到经典制度的过渡。导出了测量精度、指针态稳定性、联合热噪声和量子噪声的有效温度以及执行位翻转所需的最小功之间的关系。它们不同于基于Landauer原理的那些，并且用于分析量子Szilard引擎的热力学效率，并且意味着执行长时间计算所需的最小工作量的更现实的估计。
2013-05-21 quant-ph
Quantum Revivals of Morse Oscillators and Farey-Ford Geometry
解析本征解莫尔斯振荡器被用来调查量子共振和复苏，并显示如何莫尔斯非谐影响复苏时间。由Heller发现的最小半经典Morse恢复时间Tmin-rev与使用量子偏差参数的完整量子恢复时间Trev相关，该量子偏差参数又将Trev与最大量子拍频周期Tmax-拍频相关。此外，数论的Farey和泰勒圆几何的福特被证明是优雅的分析和显示分数复苏。这种量子动力学分析可以应用于光谱学或量子信息处理和计算。
2013-08-21 quant-ph
Continuous variables approach to entanglement creation and processing
我们应用连续变量的方法来研究耦合谐振子与热库相互作用的纠缠动力学，并在位于高Q环形腔中的原子系综中确定性地产生纠缠。在谐振子的情况下，我们表明，一个合适的幺正变换的位置和动量算子将系统转换为一组独立的谐振子，其中只有一个耦合到水库。在密度算子的Wigner表示中，我们发现协方差矩阵具有较小尺寸矩阵的块对角形式。这个简单的属性允许在一定程度上分析地处理这个问题。我们分析了初始纠缠的时间演化，发现由于协方差矩阵元素的运动常数的存在，纠缠可以持续很长时间。在原子系综位于腔内的情况下，注意力集中在创建一个和两个模式的连续变量纠缠态的真空通过施加适当调整的振幅和相位的激光脉冲。脉冲与腔耗散一起准备原子系综的集体模，使其处于所需的纠缠态。
2010-10-09 quant-ph
Quantum entanglement maintained by virtual excitations in an ultrastrongly-coupled-oscillator system
研究了在超强耦合谐振子系统中虚激发维持的量子纠缠效应。在这里，量子纠缠是由反转相互作用项引起的，因此它是由虚激发维持的。得到了系统基态的解析表达式，分析了平均激发数与基态纠缠的关系。我们还研究了两个振子之间的纠缠动力学在封闭和开放系统的情况下。在后一种情况下，量子主方程是在耦合振子系统的简正模表示中微观导出的。这一工作将为基于虚激发的量子信息处理和量子物理的研究开辟一条途径。
2020-08-02 quant-ph
Quantum-enhanced accelerometry with a non-linear electromechanical circuit
已知的是，将机械振荡器置于相干态的叠加中在理论上允许测量线性力，该线性力的灵敏度随着机械振荡的振幅而增加，这是独特的量子效应。此外，跨$n$机械振荡器的网络的这些状态的纠缠版本使得灵敏度随着$n$线性增加的测量成为可能，从而通过$\sqrt{n}$改进经典缩放。利用这种效应的关键挑战之一是处理信号，使其易于测量;线性处理是不够的。在这里，我们证明了克尔振荡器不仅会产生必要的状态，而且还会执行所需的处理，将力信号印记的量子相位转换为零差检测可测量的振幅偏移。这使我们能够设计一个相对简单的量子机电电路，可以证明核心量子效应在这个计划的心脏，幅度依赖力的灵敏度。我们推导出电路性能的解析表达式，包括热机械噪声和光子损耗。我们讨论了在实施该计划与近期技术的实验挑战。
2016-12-21 quant-ph
Estimation of squeezing in a nonlinear quadrature of a mechanical oscillator
在连续变量上处理量子信息需要高度非线性的元件以获得通用性。处理这种量子信息中的噪声降低涉及使用非线性相位状态作为非高斯辅助。非线性相位状态实现非线性相位门的必要条件是所选非线性正交中的噪声应降低到经典状态的水平以下。在辅助的基态以下的非线性求积中的方差的减小（一种非线性压缩）是嵌入在这些非高斯态中的资源，并且是非线性量子过程的品质因数。量子光学力学与悬浮纳米粒子捕获在非线性光学势是一个有前途的候选人，以灵活的方式实现这样的资源。我们提供了一个计划，重建这个品质因数，我们称之为非线性压缩，在标准的线性量子光学力学，分析机械退相干过程对重建的影响，并表明，所有的机械状态，表现出减少噪声在这个非线性正交非经典。
2019-11-26 quant-ph
Geometric Phase and Non-Adiabatic Effects in an Electronic Harmonic Oscillator
沿着循环轨道操纵量子谐振子态导致路径依赖的几何相位。在这里，我们描述了一个实验观察电子谐振子中的几何相位。我们使用超导量子比特作为相位的非线性探针，否则由于振荡器的线性而无法观察到。我们的结果表明，几何相位是，对于各种循环轨迹，在正交平面封闭的面积成正比。在向非绝热态的转变中，我们研究了量子比特-共振器纠缠对量子比特相位和退相的修正。所展示的可控性使我们的系统成为一个多功能的工具来研究开放量子系统中的绝热和非绝热几何相位，并研究量子信息处理的几何门的潜力。
2011-12-22 quant-ph
Kapitza-Dirac blockade: A universal tool for the deterministic preparation of non-Gaussian oscillator states
谐振子是最基本的量子系统之一，在分子物理、纳米粒子捕获和量子信息处理中有重要应用。它们的等距离能级间距通常是期望的特征，但如果目标是确定性地填充特定本征态，则同时是一个挑战。在这里，我们展示了如何在双色激光场的跃迁振幅的干涉可以抑制谐振子状态的顺序爬升（Kapitza-Dirac封锁），并实现能量本征态，薛定谔猫和其他非高斯态的选择性激发。这种技术可以将谐振子转换成相干的二能级系统，也可以用来制造大动量转移的物质波分束器。为了说明这一概念的普遍性，我们讨论了可行的实验，涵盖了许多数量级的质量，从单个电子在大分子介电纳米粒子。
2021-05-14 quant-ph
Creation and Measurement of Broadband Squeezed Vacuum from a Ring Optical Parametric Oscillator
报道了一种用于产生860nm压缩真空的65MHz三角形光参量振荡器。三角形结构的OPO使环形腔的往返长度达到45 mm，这为引入探测光束或产生另一个压缩真空提供了一个反向循环光路。因此，我们的OPO适用于高速量子信息处理中的应用，两个或两个以上的压缩真空形成一个复杂的干涉仪，如连续变量量子隐形传态。用自制的宽带低损耗零差检波器直接测量，在3MHz处有8.4dB的压缩，在100MHz处有2.4dB的压缩。
2016-10-21 quant-ph
Second-order Supersymmetric Operators and Excited States
一段时间以来，量子力学哈密顿量的因式分解一直是一种有用的技术。超对称量子力学已经对这一过程进行了很好的描述，并且这一学科已经得到了很好的发展。我们证明了谐振子（和许多其他潜在的）的升降运营商的存在性可以扩展到他们的超对称合作伙伴。利用双超对称性（或因子分解链）得到了非奇异等谱势，并给出了梯形算符、波函数和概率密度的显式表达式.这种应用避免了大多数一般方法的技术复杂性，并且需要来自超对称量子力学的相对温和的方法。
2010-07-29 math-ph math.MP quant-ph
Antibunched photon-pair source based on photon blockade effect in a nondegenerate optical parametric oscillator
非经典光源，如关联光子对，在量子光学和量子信息处理系统中起着重要的作用。本研究提出一种在非简并光学参量振荡器中产生反聚束光子对的方法。结果表明，当系统参数满足一定条件时，产生的光子在次谐波模中表现出强烈的反聚束行为，并且光子之间存在强关联。特别是，平均光子对数共振增强。还观察到，传统的光子阻断有助于这种现象。此外，有趣的是注意到基模光子可以阻挡次谐波模光子。我们把这种现象称为异质光子阻塞。
2020-12-01 quant-ph
Constructing and characterising anharmonic potentials in a harmonic oscillator
Centre for Quantum Technologies, National University of Singapore（新加坡国立大学量子技术中心）；Indian Institute of Science Education and Research Tirupati（蒂鲁帕蒂印度科学教育与研究所）；Department of Physics, Simon Fraser University（西蒙菲莎大学物理系）；Department of Physics, University of Oxford（牛津大学物理系）；Department of Physics, National University of Singapore（新加坡国立大学物理系）
本研究提出在耦合transmon量子比特的超导谐振子中实现可编程非高斯相位门的系统框架，成功实现立方相位门、双阱势、近似莫尔斯门等，为连续变量量子信息处理和非简谐量子仿真提供可重构实用途径。
2026-10-22 quant-ph
Implementing a Universal Gate Set on a Logical Qubit Encoded in an Oscillator
逻辑量子比特是更高维系统的二维子空间，其被选择为使得可以检测和校正某些错误的发生。编码信息的操纵通常需要对整个系统进行任意和精确的控制。无论是基于多个物理量子位还是更大维度的模式（如振荡器），现实设备中的各个元件总是会有剩余的相互作用，在设计逻辑运算时必须考虑这些相互作用。在这里，我们展示了一个整体的控制策略，利用精确的知识的哈密顿操纵耦合的transmon系统。我们使用这种方法来实现高保真度（99%，推断），消相干有限的操作上的逻辑量子比特编码在超导腔谐振器使用四分量猫状态。我们的结果显示了应用数值技术控制线性振荡器的力量，并为利用它们的大希尔伯特空间作为量子信息处理的资源铺平了道路。
2016-08-08 quant-ph
Quantum dynamics of a few-photon parametric oscillator
以接近其固有频率的两倍调制谐振子的频率导致放大和自振荡。在振荡阈值以上，场稳定在相干振荡状态，具有明确定义的相位$0$或$π$。我们演示了一个工作在微波频率的量子参量振荡器，并将其驱动到只包含几个光子的振荡态。系统中存在的少量光子和非线性的相干性质阻止了环境学习振荡器的随机选择的相位。这使得系统可以同时在两个相位的量子叠加中短暂振荡-有效地产生非经典薛定谔猫态。我们通过分析振荡器发射的输出场并实现适用于非线性谐振器的量子态层析成像来表征系统的动力学和状态。通过演示量子参量振荡器和表征其量子态的必要技术，我们为量子和经典信息处理的新方案奠定了基础，并将这些无处不在的设备的范围扩展到量子领域。
2019-01-26 quant-ph
Efficient entanglement of spin qubits mediated by a hot mechanical oscillator
固态定域电子和核自旋量子比特构成了一个有前途的平台，即使在室温下存储和操纵量子信息。然而，可扩展系统的开发需要纠缠远距离自旋的能力，这在今天仍然是一个挑战。我们提出并分析了一个有效的，预示着计划，采用奇偶校验测量的消相干自由子空间，使快速和强大的纠缠产生遥远的自旋量子比特介导的热机械振荡器。我们发现，高保真纠缠在低温，甚至环境温度下是可行的与现实的参数，并表明纠缠对可以随后利用确定性控制非核自旋之间的操作。我们的研究结果为各种固态自旋量子比特的新型量子处理架构打开了大门。
2020-11-05 quant-ph
Superposition of two-mode squeezed states for quantum information processing and quantum sensing
我们研究了双模压缩态的叠加，它在量子信息处理和量子传感中有潜在的应用。首先我们研究了这些非经典态的一些性质，如各模的统计特性和两模之间的纠缠度，它们可以比具有相同压缩度的TMSS更高。我们考虑的状态可以通过在双模和自旋$\tfrac{1}{2}$粒子的系统中诱导双模Jaynes-Cummings和反Jaynes-Cummings相互作用来制备，例如在捕获的离子域中，如这里所描述的。我们表明，当两个谐振子准备在两个TMSS的叠加，每个减少的单模状态可以有利地用于感测任意位移的模式在相空间中。这种约化态的维格纳函数在相空间原点有一个对称的峰值，它具有一个方便的特性，即随着平均光子数的增加，两个象限同时变窄。这个窄峰可以作为量子传感器的指针，它在相空间中的位置指示振荡器所经历的位移。
2021-02-01 quant-ph
NMR investigation of contextuality in a quantum harmonic oscillator via pseudospin mapping
物理势通常近似为调和势，以便解析地求解系统动力学。通常，了解量子谐振子（QHO）何时表现出量子力学行为以及何时表现出经典行为是很重要的。最近苏等。等人[Phys.Rev.A { \bf 85}，052126（2012）]已经在理论上表明，QHO对于某组赝自旋可观测量表现出量子上下文性（QC）。在这项工作中，我们编码的四个本征态的QHO到四个塞曼产品的一对自旋1/2核的状态。利用核磁共振量子信息处理技术，我们证明了在特定的实验安排下，非上下文隐变量模型所产生的状态依赖不等式的违反。我们还通过实验证明了原子核自旋的热平衡态违反了与态无关的不等式，从而评估了它们的量子性。
2015-07-06 quant-ph
Observation and manipulation of quantum interference in a superconducting Kerr parametric oscillator
本文通过Wigner层析成像在平面超导电路中直接观测了由量子隧穿引起的量子干涉，并执行门操作对其进行操控，为超导Kerr参量振荡器在量子信息技术中的应用奠定基础。
2024-01-06 quant-ph
Analytical solution to the Schrodinger equation of a laser-driven correlated two-particle system
本文分析了在谐振子势场中两个激光驱动电子的含时量子系统，考虑了两个粒子之间的库仑排斥作用。薛定谔方程的两个粒子系统被证明是解析解的情况下，任意的激光频率和单个振荡器的频率，定义系统。量子信息处理可能是一个可能的应用领域
2002-01-31 quant-ph
Exceptional point induced quantum phase synchronization and entanglement dynamics in mechanically coupled gain-loss oscillators
School of Nanoscience and Technology, IIT Kharagpur（IIT 哈格普尔理工学院纳米科学与技术学院）；Electronics and Electrical Communication Engineering Department, IIT Kharagpur（IIT 哈格普尔理工学院电子与电气通信工程系）；School of Natural and Computing Sciences, University of Aberdeen（阿伯丁大学自然与计算科学学院）
研究机械耦合增益-损耗振荡器中量子相同步与双变量高斯纠缠的关系，揭示异常点在产生自维持振荡及诱导鲁棒量子相关性中的作用，通过机械压缩和相空间旋转验证实验结果。
2023-09-12 quant-ph
Quantum squeezing in a nonlinear mechanical oscillator
本研究通过参数驱动超导量子比特实现千兆赫机械谐振器的基态压缩，并利用失谐耦合引入可调非线性，构建机械压缩克尔振子，制备非高斯量子态，为量子计量和传感提供新途径。
2023-12-26 quant-ph
Rapid Quantum Squeezing by Jumping the Harmonic Oscillator Frequency
量子感测和量子信息处理使用诸如压缩态的量子优势，压缩态以更高的精度编码感兴趣的量并生成量子相关性以优于经典方法。在谐振子中，产生压缩的速率由量子速度极限决定。因此，量子优势在实践中可以被使用的程度受到相对于不可避免的退相干速率创建状态所需的时间的限制。或者，谐振子频率的突然变化将基态投射到压缩态，从而可以绕过时间约束。在这里，我们通过突然改变光晶格中原子的谐振频率来产生原子运动的压缩态。在此协议的基础上，我们展示了可用于检测运动的位移算子的快速量子放大。我们的结果可以加速量子门，使量子传感和量子信息处理在噪声环境中。
2021-10-27 physics.atom-ph quant-ph
Echoes in a Single Quantum Kerr-nonlinear Oscillator
量子克尔非线性振子是腔和电路量子电动力学和量子光学力学的典范模型。本文从理论上研究了单脉冲激励克尔非线性振子中的回波现象。我们揭示了两种类型的回声，“量子”和“经典”的，出现在长和短的时间尺度，分别。的回声的机制进行了讨论，并认为它们的灵敏度耗散。这些回波对于研究与量子信息处理相关的许多系统中的退相干过程可能是有用的。
2020-09-03 physics.optics quant-ph
Nonreciprocal enhancement of remote entanglement between nonidentical mechanical oscillators
由于量子纠缠在分布式量子信息处理中的潜在应用，远距离大质量机械振子之间的纠缠在量子使能器件中特别令人感兴趣。在这里，我们提出了如何在级联光机配置中实现两个空间分离的机械振荡器之间的非互惠远程纠缠，其中两个光机谐振器通过电信光纤间接耦合。我们表明，通过选择性地旋转的光机械谐振器，可以打破这个复合系统的时间反转对称性通过Sagnac效应，更令人兴奋的是，通过在每个光机械谐振器中的光运动相互作用的个人优化，增强机械振荡器之间的间接耦合。这种能力使我们能够产生和操纵远距离机械振子之间的非互易纠缠，也就是说，纠缠只能通过从一个特定的输入方向驱动系统而不是另一个来实现。此外，在两个频率失配的机械振荡器的情况下，还发现，所产生的非互易纠缠的程度是违反直觉的增强相比，它的相互对应物，这是不可达到的，否则在静态级联系统与单音驱动激光。我们的工作，这是在目前的实验能力的可行性，提供了一个诱人的新机会，探索遥远的大质量物体之间的非经典相关性，并促进了各种新兴的量子技术，从量子信息处理到量子传感。
2022-12-03 physics.optics quant-ph
Single-shot Quantum Signal Processing Interferometry
本文提出量子信号处理干涉测量（QSPI）框架，通过将QSP推广至混合系统实现单次极限下的高效传感与二元决策，并串联进行逐位参数估计，为超越NISQ时代的量子传感提供统一方案。
2024-07-13 eess.SP quant-ph
