Bell Inequality Violation with Vacuum-One-Photon Number Superposition States
本研究提出一种基于单量子点共振荧光的纠缠生成新方案，利用真空-单光子数叠加态经分束器退局域化实现时间箱纠缠，观测到贝尔不等式违反，简化了实验要求并为固态纠缠光子源提供可扩展路径。
2025-11-19 quant-ph
A Quantum-Logic Gate between Distant Quantum-Network Modules
量子计算面临的最大挑战是实现可扩展的多量子比特系统，该系统具有无串扰的寻址能力和任意选择的量子比特的有效耦合。量子网络通过将较小的量子位模块集成到较大的计算集群中来提供解决方案。然而，这种分布式架构需要在遥远的量子位之间执行量子逻辑门的能力。在这里，我们实验性地实现了这样一个门超过60米的距离。我们采用了一个辅助光子，我们连续地从两个远程量子位模块反射，随后是一个预示光子检测，触发最终的量子位旋转。我们使用门远程纠缠创造所有四个贝尔态。我们的非定域量子逻辑门可以扩展到多个量子位和许多模块，用于量身定制的多量子位计算寄存器。
2021-03-24 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
Fredkin Gates for Finite-valued Reversible and Conservative Logics
Fredkin和Toffoli在Landauer的一篇开创性论文的基础上介绍了保守逻辑的基本原理和结果，并将其推广到d值逻辑，特别是三值逻辑。不同的方法，d值逻辑检查，以确定一些可能的通用集的逻辑原语。特别地，我们考虑了Lukasiewicz和Godel逻辑的典型连接词，以及Chang的MV-代数。因此，一些可能的三值和d值通用门的描述，实现了一个功能完整的基本连接。
2002-05-22 quant-ph
Ultra-bright multiplexed energy-time entangled photon generation from lithium niobate on insulator chip
高通量纠缠光子源是量子光学研究和应用的关键光源。在这里，它是在隔离器上的锂氧化物（LNOI）芯片中实现的，具有2.79*10^11 Hz/mW的光子对速率和1.53*10^9 Hz/nm/mW的光谱亮度。与现有技术相比，这些数据提高了两个数量级以上。一个130 nm的宽带设计为8通道复用的能量-时间纠缠。利用高消光频率相关和高达99.17%可见度的Franson干涉，这种能量-时间纠缠复用进一步提高了高通量数据速率，并保证了芯片上量子信息处理的广泛应用。
2020-12-11 physics.optics quant-ph
Experimental realization of a topologically protected Hadamard gate via braiding Fibonacci anyons
拓扑量子计算（TQC）是实现容错量子计算机最引人注目的体系结构之一。在TQC中，逻辑空间和量子门是拓扑保护的，即，鲁棒性强，不受局部干扰。然而，拓扑保护需要相当复杂的晶格模型和难以操纵的动力学;即使是可以实现普适TQC的最简单的系统-斐波那契任意子系统-也缺乏物理实现，更不用说编织非阿贝尔任意子了。在这里，我们提出了一个可以实现Fibonacci任意子系统的磁盘模型，并利用Fibonacci任意子构造了拓扑保护的逻辑空间。通过编织Fibonacci任意子，我们可以在逻辑空间上实现泛量子门。我们的建议是平台独立的。作为演示，我们实现了一个逻辑量子比特上的拓扑Hadamard门通过一系列的$15$编织操作的三个Fibonacci任意子只有$2$核自旋量子位。通过随机基准测试，门保真度达到97.18%。我们进一步通过实验证明，逻辑空间和Hadamard门的拓扑保护：局部扰动由于热涨落的结果，在全球的阶段。我们的工作证明了TQC的原理，为容错量子计算铺平了道路。
2022-10-21 quant-ph
Two-step complete polarization logic Bell-state analysis
逻辑量子比特纠缠，也称为级联Greenberger-Horne-Zeilinger（C-GHZ）态，在实际的噪声环境中是鲁棒的。在本文中，我们将描述一种有效的方法来实现完整的极化贝尔态分析，这是在逻辑量子比特编码。利用交叉克尔非线性构造的奇偶校验测量（PCM），可以分两步区分逻辑Bell态。我们还解释了这种方法可以用来区分任意的C-GHZ态与$N$逻辑量子位。该协议可用于基于逻辑量子比特纠缠的长距离量子通信。
2014-07-13 quant-ph
Quantum Logical Gates with Linear Quadripartite Cluster States of Continuous Variables
提出了利用光学连续变量的线性四分团簇态实现三种基本量子逻辑门的具体方案。从量子信息通过连续变量团簇态的保真度角度分析了噪声和有限压缩对计算精度的影响。该方案为基于光的振幅正交和相位正交的团簇纠缠的单向量子计算机实验系统的设计提供了直接参考。
2009-03-29 quant-ph
Strong-coupling quantum logic of trapped ions
基本上所有已知的量子门都依赖于弱耦合近似，导致线性动力学。与明确的例子被困的离子，我们展示了如何高保真度量子门可以实现这样的近似之外，我们推导出易于实现的驱动领域，以实现门极高的结晶度离子以及以外的兰姆-迪克制度与动态温度仅多普勒冷却实现。
2020-03-26 quant-ph
Entangling logical qubits with lattice surgery
未来的量子计算机将需要量子纠错来实现可靠的操作。校正能力伴随着对编码的量子位执行容错逻辑操作的开销。实现逻辑运算的最具资源效率的方法之一是晶格手术，其中排列在晶格上的物理量子比特组可以合并和分裂，以实现纠缠门和传送逻辑信息。在这里，我们报告的实验实现两个拓扑编码的量子位之间的晶格手术在10量子位离子阱量子信息处理器。特别是，我们证明了两个逻辑量子比特之间的纠缠，我们实现了逻辑状态隐形传态。
2020-06-04 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
Polarization state of a biphoton: quantum ternary logic
研究了共线频率简并自发参量下转换产生的双光子光的偏振态。双光子由三分量偏振矢量描述，其任意变换与SU（3）群有关。这种转换的一个子集，可与延迟板，实现实验。特别地，两个独立的正交偏振的I型双光子束被转换成一个II型双光子束。极化双光子被认为是双态量子系统（量子比特）的三元类似物。
1999-07-30 quant-ph
Bell-state Analysis for Logic Qubits Entanglement
退相干是长距离量子通信的主要障碍之一。最近，Fröwis和W. Dür（Phys. Rev. Lett. \textbf{106}，110402（2011））和Lu \emph{et al.}（Nat. Photon. \textbf{8}，364（2014））都表明，逻辑量子比特纠缠表示级联Greenberger-Horne-Zeilinger（C-GHZ）状态在退相干下更鲁棒。在本文中，我们描述了一个协议，贝尔态分析这种逻辑量子比特纠缠。该协议也可以推广到多体C-GHZ状态分析。讨论了它在未知逻辑量子比特的量子隐形传态和逻辑Bell态的纠缠交换中的应用。由于逻辑量子比特纠缠在退相干条件下具有更强的鲁棒性，我们的协议表明基于逻辑量子比特纠缠实现长距离量子通信是可能的。
2014-05-10 quant-ph
Realizing probabilistic identification and cloning of quantum states via universal quantum logic gates
可能的量子克隆和识别机器可以通过幺正还原过程构建[Duan和Guo，Phys.Rev.Lett. 80，4999（1998）]。在给定克隆（识别）概率的情况下，我们导出了酉演化的显式表示和相应的哈密顿量，实现了概率克隆（识别）。通过将幺正表示分解为泛量子逻辑运算，得到了逻辑网络。并讨论了网络的鲁棒性。我们的方法适用于$k$-partite系统，如量子计算机，并可推广到一般的状态相关克隆和识别。
2000-05-28 quant-ph
Attacking quantum key distribution with single-photon two-qubit quantum logic
Fuchs-Peres-Brandt（FPB）探测器通过一个控制非门实现了对Bennett-Schmidard 1984量子密钥分发（BB84 QKD）的最强个体攻击。本文描述了一个完整的物理模拟的FPB探针攻击基于偏振的BB84量子密钥分配使用一个确定性的CNOT构造从单光子双量子比特量子逻辑。将光子数的偏振保持量子非破坏测量添加到该配置将物理模拟转换为FPB攻击的真正确定性实现。
2005-09-22 quant-ph
Quantum--Classical Interface Based on Single Flux Quantum Digital Logic
我们描述了一种基于单通量量子（SFQ）数字逻辑家族的近端协处理器对大规模超导多量子位电路进行集成控制和测量的方法。相干控制是通过用最优控制理论导出的经典比特流直接照射量子比特来实现的。量子位测量是由约瑟夫森光子计数器进行的，它提供了在毫开尔文阶段的投影量子测量的经典结果。我们分析了SFQ协处理器的功耗预算和物理占用空间，并讨论了与这种方法相关的挑战和机遇。
2017-10-12 quant-ph
Two-qubit Quantum Logic Gate in Molecular Magnets
提出了一种在交换耦合单分子磁体二聚体$[\textrm{Mn}_4]_2$中实现受控非量子逻辑门的方案。我们选择了有限纵向磁场中二聚体的基态和三个低激发态作为量子计算的基础，并引入了一个特定频率的脉冲横向磁场。脉冲横向磁场诱导量子计算基之间的跃迁，从而实现受控非量子逻辑门。评估和分析了量子计算基之间以及量子计算基与其他激发态之间的跃迁率。
2006-04-10 cond-mat quant-ph
Construction of Boolean Logic Gates Using QFT-Based Adder Architecture
本研究利用基于量子傅里叶变换的加法器电路，通过预处理和后处理构造了五种布尔逻辑门的量子可逆对应物，在输入增加时减少了量子比特数。
2025-04-23 quant-ph
Deterministic teleportation of a quantum gate between two logical qubits
量子计算机有可能有效地解决经典计算机难以解决的问题。然而，由于现实世界量子系统中固有的误差和噪声，构建大规模量子处理器具有挑战性。应对这一挑战的一种方法是利用模块化--一种在自然界和工程中普遍存在的策略--来稳健地构建复杂系统。这种方法通过将小的、专门的组件组装到一个更大的架构中来管理复杂性和不确定性。这些考虑促使量子模块化架构的发展，其中单独的量子系统通过通信信道组合成量子网络。在这种架构中，通用量子计算的一个重要工具是纠缠量子门的隐形传态，这是一种最初在1999年提出的技术，直到现在还没有确定性地实现。在这里，我们通过实验证明了一个远程控制非（CNOT）操作确定性利用实时自适应控制。此外，我们采取了关键的一步，实现强大的，错误可纠正的模块，通过制定之间的门逻辑量子比特，编码量子信息冗余的超导腔的状态。这种远程传输操作对容错量子计算具有重要意义，并且当在网络内实现时，可以在量子通信，计量学和模拟中具有广泛的应用。我们的研究结果说明了一个引人注目的方法来实现多量子位操作的逻辑量子比特内的错误保护的量子模块化架构。
2018-01-16 quant-ph
Multiphoton Quantum Logic Gates for Superconducting Resonators with Tunable Nonlinear Interaction
我们提出了一个可调的非线性相互作用的超导谐振器对上的量子逻辑操作的实施，其中两个谐振器的相互作用是由transmon量子比特（qubit）介导的。这种相互作用的特征在于高的开-关耦合比，并且允许用于多光子腔态的量子信息处理的快速量子比特型和$d$能级系统（qudit）型操作。我们提出的分析和数值计算表明，这些操作可以进行几乎单位保真度在没有任何耗散现象，而物理双光子双谐振腔操作可以实现的保真度为99.9%的量子比特和谐振腔退相干的存在。这封信中提出的谐振器-量子比特-谐振器系统可以使用现有的平面或三维微波技术来实现。
2018-07-10 quant-ph
Demonstration of measurement-free universal fault-tolerant quantum computation
在囚禁离子量子处理器上实验演示了无需线路中测量的容错通用逻辑操作工具箱，并基于状态注入在八量子比特码上容错实现了Grover量子搜索算法，为无测量量子计算提供了初步步骤。
2025-06-27 quant-ph
Rare-Event Quantum Sensing using Logical Qubits
University of Innsbruck（因斯布鲁克大学）；Austrian Academy of Sciences（奥地利科学院）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；University of Colorado（科罗拉多大学）；National Institute of Standards and Technology（美国国家标准与技术研究院）
该研究提出利用逻辑量子比特通过高阶相关性区分稀有信号与噪声，提升噪声环境下的传感灵敏度。
2026-01-07 quant-ph
Multiple-qubit Rydberg quantum logic gate via dressed-states scheme
结合Vitanov脉冲和基于修饰态的绝热性捷径（STA）的优点，提出了一种在里德伯原子中实现多量子比特量子态转移和量子逻辑门的方案.该方案通过STA技术减少里德堡激发态的布居数，从而实现对自发发射的鲁棒性。同时，通过使用良好设计的脉冲，可以最小化控制误差。此外，该方案中采用的缀饰态方法使量子态转移的开启和关闭更加平滑，保真度更高，而且比传统的绝热性捷径方法更快。利用Rydberg反封锁（RAB）效应，在一般的参数选择条件下，可以构造多比特Toffoli门。
2021-03-07 quant-ph
Autonomous error correction of a single logical qubit using two transmons
大规模量子计算机将不可避免地需要量子纠错来保护信息不受退相干的影响。传统的纠错通常需要许多量子位，以及高效的错误综合征测量和实时反馈。自主量子纠错（AQEC）替代地使用稳态浴工程以硬件高效的方式执行校正。我们实现了一个AQEC方案，实现了只有两个transmon量子位在一个二维可扩展的架构，主动纠正单光子损失和被动抑制低频移相使用六个微波驱动器。与未校正的编码相比，对于逻辑0、1和叠加态，实验证明了2.0、5.1和1.4的改进。我们的研究结果表明，实现硬件高效的AQEC，以提高基于transmon的量子信息处理器的可靠性的潜力。
2023-02-13 quant-ph
Theoretical realization of a two qubit quantum controlled-not logic gate and a single qubit Hadamard logic gate in the anti-Jaynes-Cummings model
本研究在反-Jaynes-Cummings模型中理论实现了Hadamard门和量子受控非门，通过精确选择相互作用时间，在非正交基态子空间中获得单位成功概率，为量子计算提供了新方案。
2021-03-04 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
How to realize a universal quantum gate with trapped ions
我们报道了基于线性晶体囚禁离子的基本量子处理器的实现。每个离子用作量子比特（qubit）以将量子信息存储在长寿命电子状态中。我们提出了实现单量子位和通用的双量子位逻辑门。qwo量子比特操作依赖于离子通过它们的集体量子化运动的耦合。包括设置和方法的详细描述。
2003-12-19 quant-ph
Realizing Logical Diagonal Gates via Transversal Physical $Z$-Rotations in CSS Codes
Indian Institute of Science（印度科学学院）
本研究刻画了可通过横向物理Z旋转实现逻辑对角门的CSS码嵌套对，提出附加构造方法扩展CSS码以实现多个容错逻辑Z旋转，需付出物理量子比特开销增加的代价。
2026-10-05 cs.IT math.IT quant-ph
Photon-Number Conserved Universal Quantum Logic Employing Continuous-Time Quantum Walk on Dual-Rail Qubit Arrays
Southern University of Science and Technology（南方科技大学）；Shenzhen Institute for Quantum Science and Engineering, Southern University of Science and Technology（南方科技大学量子科学工程学院）；Lanzhou University（兰州大学）；Cuiying Honors College, Lanzhou University（兰州大学萃英学院）；International Quantum Academy, Shenzhen（深圳国际量子研究院）
利用双轨量子比特编码与连续时间量子行走的协同作用，在超导电路中实现通用量子逻辑，通过可调耦合强度实现单、双、三量子比特操作，抑制泄漏并提升保真度。
2025-01-15 quant-ph
Planar fault-tolerant logical measurements with low qubit overhead
Graduate School of China Academy of Engineering Physics（中国工程物理研究院研究生院）
研究在平面硬件约束下，利用代码工艺框架设计平面BB码容错逻辑操作，通过局部修改变形代码，经数值优化建立容错，实现多种逻辑操作，结合qLDPC码效率与局部性，为容错量子计算提供实用高效途径。
2026-07-10 quant-ph
Logical fermions for fault-tolerant quantum simulation
本文提出将费米子直接编码到表面码扭曲缺陷形成的逻辑马约拉纳费米子中，以 Fermi-Hubbard 模型为例，将 Trotter-Suzuki 电路深度从 O(√N) 降至 O(1)，并使 select 预言机的 T 计数降低 20%。
2023-07-07 quant-ph
Deterministic one-way logic gates on a cloud quantum computer
单向量子计算是容错量子计算的一个很有前途的候选方案。在这里，我们提出了新的协议来实现一个确定性的单向CNOT门和单向$X$ -量子计算平台上的旋转。通过应用延迟选择方案，我们克服了大多数当前可用的量子计算机的限制，这些量子计算机无法对测量的量子位执行进一步的操作或以其他量子位的测量结果为条件的操作。此外，我们降低了错误率的单向逻辑门，相比，使用本地操作和经典的通信（LOCC）的原始协议。此外，我们将我们的确定性单向CNOT门应用在Deutsch-Jozsa算法中，以显示我们的建议的可行性。我们通过在云量子计算平台IBM Quantum Experience上运行实验来演示所有这些单向门和算法。
2022-03-25 quant-ph
Complementary 3D color codes for transversal quantum logic
RWTH Aachen University（亚琛工业大学）；Forschungszentrum Jülich（于利希研究中心）；Technische Universität München（慕尼黑工业大学）
研究提出基于四面体三维颜色码及其哈达玛变换对应物的混合架构，二者支持互补横向非克利福德操作，结合相关变换实现几乎通用的横向逻辑门集，还通过构造逻辑受控Z门等完成通用门集。
2026-07-07 quant-ph
Quantum Ternary Circuit Synthesis Using Projection Operations
三值量子线路的综合涉及到三值量子域中的基本逻辑门及其运算。只有少数作品定义了三进制量子逻辑实现的三进制代数。本文将一个三值逻辑函数表示为包含一个新的投影运算的投影运算。本文还提出了一种利用广义三值门和投影运算实现新型多四值三值门的方法。我们还介绍了十个简化规则，以减少辅助qutrits和门级。我们的方法产生更低的门成本和更少的门电平和辅助qutrits比早期的方法获得的三进制基准电路。利用我们提出的方法，在没有任何辅助四元组的情况下，合成了$n$四元组三进制和函数.
2012-05-09 quant-ph
Implementations of Quantum Logic: Fundamental and Experimental Limits
量子信息处理依赖于我们通过相干幺正变换操纵量子叠加的能力。实际上，量子信息处理器（例如线性离子阱或腔qed实现）存在于耗散环境中。失相和其他技术噪声源，以及更基本的耗散源严重限制了量子处理能力。实现量子逻辑所需的相干耦合的强度并不总是与耗散无关。这些耗散的影响存在的局限性将被描述，并指出需要有效的纠错。即使漫长而复杂的量子计算很难实现，人们也可以进行有趣的纠缠操纵，只需要几个门和量子比特，我们给出了例子。量子通信还涉及纠缠的操纵，这比复杂的计算更容易实现。我们简要分析了量子通信信道容量的概念。
1997-12-10 quant-ph
Classical Coding Problem from Transversal $T$ Gates
通用量子计算需要实现逻辑非Clifford门。在本文中，我们刻画了所有的稳定器码，其代码子空间下保持物理$T$和$T^{-1}$门。例如，这可以使用非CSS代码实现幻态蒸馏，从而提供比基于CSS的协议更好的参数。然而，在非退化稳定器代码，支持横向$T$，我们证明了CSS代码是最佳的。我们还表明，三正交码，本质上是唯一的家庭的CSS代码，实现逻辑横向$T$通过物理横向$T$。使用我们的代数方法，我们揭示了新的纯经典的编码问题，通过横向$T$的逻辑运算的实现密切相关。递减单项码也被用来构造实现逻辑CCZ的代码。最后，我们利用Ax定理刻画了一类量子Reed-Muller码的逻辑运算。该结果被推广到arXiv：1910.09333中的更精细的角度$Z$ -旋转。
2021-08-18 cs.IT math.IT quant-ph
Realistic quantum manipulation of two-level system fluctuators
超导器件中的二能级系统涨落器已经证明了与超导量子比特的相干耦合。在这里，我们表明，通用的量子逻辑门可以实现在这些两个层次的系统，仅通过调谐超导谐振器，他们被嵌入。由于涨落子之间的能量分离很大，因此广泛用于固态量子比特的腔QED方法中的传统门方案不能直接应用于涨落子。我们研究了一种方案，通过利用超导谐振器的可控性与现实的参数进行门操作。数值模拟表明，考虑到谐振腔模式的衰减，量子逻辑门可以实现高保真度在适度的谐振腔衰减率。量子逻辑门也可以在由超导回路连接的不同约瑟夫森结内的波动器之间实现。我们的方案可以用来研究二能级系统涨落与超导谐振腔的耦合以及涨落的相干特性。
2009-03-02 cond-mat.mes-hall quant-ph
Stabilizers for Compiling Logical Circuits under Hardware Constraints
University of Arizona（亚利桑那大学）
本文探讨了在硬件限制下如何通过稳定器技术实现逻辑电路的编译，提出利用纠错码的冗余性来增强编译灵活性，并通过最优化方法解决逻辑等价操作的选择问题。
2026-04-27 cs.IT math.IT quant-ph
Evolutionary Quantum Logic Synthesis of Boolean Reversible Logic Circuits Embedded in Ternary Quantum Space using Heuristics
Tohoku University（东北大学）；Portland State University（波特兰州立大学）
实验证明，用高阶逻辑实现通用量子门在技术上和实践上都是可行的。我们提出了一种并行遗传算法，该算法可以综合布尔可逆电路，该电路由不同基的量子点上的各种量子门实现。为了使合成电路的中等规模的更高的基数量子空间，我们进行了实验，使用GPU加速遗传算法。使用加速GA，我们比较启发式改进的变异过程的基础上，成本最小化，自适应成本的原始和改进由于Baldwinian与拉马克GA。我们还描述了各种健身功能配方，允许各种实现众所周知的通用布尔可逆或量子概率电路。
2011-07-18 cs.AI quant-ph
Quantum computation from dynamic automorphism codes
提出动态自同构（DA）码这一新型量子纠错码模型，通过低权重测量序列同时实现逻辑信息编码、纠错与逻辑门操作，并构建2D和3D DA颜色码分别实现完整逻辑Clifford群与非Clifford门，迈向通用量子计算。
2024-08-18 cond-mat.str-el quant-ph
Exact magnetic field control of nitrogen-vacancy center spin for realizing fast quantum logic gates
金刚石中带负电荷的氮空位（NV）中心自旋可以用来实现量子计算和感知磁场。它的自旋三重态由三个能级组成，分别用自旋z分量+1，0和-1标记。在没有外场的情况下，由于零场分裂，+1和-1态是简并的，并且高于0态。以+1和-1态的对称和反对称叠加态为量子比特基，通过将三能级系统映射到含时量子二能级系统上，得到了含时磁场作用下NV中心自旋的精确演化算符.利用NV中心自旋三能级的精确演化算符，我们证明了从起始0态可以制备任意量子比特，并且利用磁场可以实现这些量子比特的任意快速量子逻辑门.此外，还清楚地表明，典型的量子逻辑门可以在几纳秒内完成，并且保真度可以非常高，因为在这种方法中只需要控制磁场强度。这些结果对实现金刚石中NV中心自旋系统的量子计算以及探索其他效应和应用具有一定的参考价值。
2015-09-24 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum theory as a relevant framework for the statement of probabilistic and many-valued logic
基于开放系统的量子理论的思想，我们提出了似然命题逻辑的自洽方法。为此，我们与每一个似然命题的对角矩阵，并检查它作为相关的量子系统的密度矩阵。我们证明了所有似然命题之间的逻辑连接词都可以表示为这些矩阵的特殊正值变换。我们还证明了上述变换可以通过量子工程方法在相应的复合量子系统中实现。所提出的方法不仅允许一个复制和推广的结果，著名的逻辑系统（布尔，Lukasiewicz等），但也分类和分析从统一的角度来看各种实际问题的心理物理学和社会科学。
2012-05-31 math.LO quant-ph
Quantum logic spectroscopy with ions in thermal motion
混合物种的几何相位门已被提出用于实现量子逻辑光谱上捕获的离子，结合探针和信息传输从光谱的逻辑离子在一个单一的脉冲。我们通过实验实现了这种方法，展示了它如何可以应用于识别当前棘手的原子或分子中的跃迁的技术，展示了它降低的温度灵敏度，并观察到量子增强的频率灵敏度，当它被应用于多离子链。潜在的应用包括改进的捕获离子时钟的读出和简化的错误综合征测量的量子纠错。
2020-01-07 physics.atom-ph quant-ph
Logical-qubit operations in an error-detecting surface code
研究在距离为2的逻辑量子比特上实现容错逻辑操作，包括初始化、测量和通用单量子比特门，通过过程层析成像量化容错优势，为迈向更高距离超导表面码的量子纠错奠定基础。
2021-02-25 cond-mat.supr-con quant-ph
Ultra-Fast Physical Generation of Random Numbers Using Hybrid Boolean Networks
我们描述了一个高速的物理随机数发生器的基础上的混合布尔网络与自主和时钟逻辑门，实现在一个可重构芯片。自治逻辑门被安排在一个双向环形拓扑结构，并产生宽带混沌。时钟控制逻辑门接收来自自主逻辑门的输入，使得物理地生成通过标准随机性测试而无需进一步后处理的随机数。可重构芯片上的大量逻辑门允许并行生成随机数，正如我们实现的128个物理随机数发生器所证明的那样，该发生器实现了12.8 Gbit/s的实时比特率。
2013-04-17 nlin.CD quant-ph
Quantum logical controlled-NOT gate in a lithium niobate-on-insulator photonic quantum walk
本研究在绝缘体上铌酸锂波导阵列中实验演示了双量子比特受控非门，利用多模干涉实现量子逻辑操作，传输矩阵保真度达0.938，为构建紧凑型大型量子电路提供了新方法。
2023-05-26 physics.optics quant-ph
A quantum logic gate between a solid-state quantum bit and a photon
集成量子光子学为量子网络、量子计算机和超低功率光电设备的可扩展固态实现提供了一条有前途的途径。许多这些应用的关键组件是光子量子逻辑门，其中固态量子位（qubit）的量子态有条件地控制光子量子位的状态。这些门对于发展稳健的量子网络、非破坏性量子测量和强光子-光子相互作用至关重要。在这里，我们实验上实现了一个光学光子和固态量子比特之间的量子逻辑门。量子比特由强耦合到纳米腔的量子点（QD）组成，纳米腔充当相干可控的量子比特系统，其在皮秒时间尺度上有条件地翻转光子的偏振，实现受控非（cNOT）门。我们的研究结果代表了向固态量子网络迈出的重要一步，并为探测超快时间尺度上的量子点-光子相互作用提供了一种通用的方法。
2013-04-02 physics.optics quant-ph
Long-Time Memory and Ternary Logic Gate Using a Multistable Cavity Magnonic System
多稳定性是动力系统的一种特殊的非线性性质，可以用来实现记忆和开关。本文实验实现了具有克尔非线性的三模腔磁振子系统的三稳性。三稳区的三个稳定态对应于特定驱动条件下腔磁振子极化激元频移的稳定解。我们发现系统处于哪种稳定状态取决于系统所经历的历史，而这种状态可以用来存储历史信息。在我们的实验中，记忆时间可以达到5.11秒。此外，我们证明了三值逻辑门具有良好的开关特性，使用这个多稳态混合系统。我们的新发现为基于腔磁效应的信息存储和处理铺平了道路。
2021-11-01 physics.app-ph quant-ph
Implementation of Quantum Logic Gates Using Polar Molecules in Pendular States
我们提出了一个系统的方法来实现基本的量子逻辑门操作的极性分子在摆动状态的量子比特的量子计算机。静态电场可以防止旋转导致的偶极矩淬灭，从而产生摆动态;此外，场梯度可以区分量子位的位置。多目标最优控制理论（MTOCT）被用作通过激光场优化初始到目标跃迁概率的手段。我们给出了详细的计算SrO分子，一个最喜欢的候选人提出的量子计算机。我们的模拟结果表明，非，阿达玛和CNOT门可以实现高保真度的这种摆动量子比特状态。
2012-12-14 physics.atom-ph physics.chem-ph quant-ph
On Optimality of CSS Codes for Transversal $T$
为了实现通用的容错量子计算，需要实现一个逻辑非Clifford门。因此，重要的是要理解实现这种门的代码。在本文中，我们采用了一种代数的方法来描述所有的稳定器码的横向$T$和$T^{-1}$门保持码空间。我们的海森堡观点将其简化为一个有限几何问题，转化为某些经典代码的设计。我们证明了三个推论：（a）对于支持物理横向$T$的任何非退化$[[ n,k,d ]]$稳定器码，存在具有相同性质的$[[ n,k,d ]]$ CSS码;（b）三正交码是最一般的CSS码，其经由物理横向$T$实现逻辑横向$T$ ;（c）三正交性对于CSS码上的物理横向$T$是必要的，以实现逻辑恒等式。我们使用的主要工具是Clifford层次结构中某些对角门的最近有效表征（arXiv：1902.04022）。我们把这些门称为二次形式对角（QFD）门。我们的框架概括了所有现有的代码结构，通过横向$T$实现逻辑门。我们提供了几个例子，并简要地讨论连接到减少单项码，PIN码，广义三正交性和拟transversality。我们部分扩展这些结果对表征所有稳定器代码，支持横向$π/2^{\ell}$ $Z$ -旋转。特别是，使用Ax定理的多项式的剩余重量，我们提供了一个替代的表征引起的横向$π/2^{\ell}$ $Z$ -旋转的量子里德-穆勒码族的逻辑门。我们还简要地讨论了一个一般的方法来分析QFD门，可能会导致所有的稳定器代码…
2021-08-18 cs.IT math.IT quant-ph
Magnonic Gottesman-Kitaev-Preskill states
Zhejiang Key Laboratory of Micro-Nano Quantum Chips and Quantum Control, and School of Physics, Zhejiang University（浙江大学微纳量子芯片与量子控制浙江省重点实验室和物理学院）；Department of Physics, ETH Zürich（苏黎世联邦理工学院物理系）
本文提出了一种制备磁子GKP态的协议，利用磁性晶体与超导量子比特的耦合，实现了磁子模式的压缩和逻辑量子门操作，为磁子-量子比特混合系统在容错量子计算中的应用提供了新途径。
2026-04-30 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph physics.optics
