Simple Circuits for Exact Elimination of Leakage in a Qubit Embedded in a Three-level System
泄漏错误通过将量子位耦合到其他能级而损坏量子位。多年来，已经开发了几种理论方法来处理这种错误的基础上微扰参数。在这里，我们提出了一个不同的策略：我们使用一系列的有限旋转门，以准确地消除泄漏错误。最近提出的三重量子点中的电荷四极量子比特说明了这种策略，其中有两个逻辑状态来支持量子比特和一个泄漏状态。我们在三能级系统中发现了一个su（2）子代数，并利用该子代数证明了理想的Pauli x和z旋转可以由实验上可用的哈密顿量的两个或三个传播子产生，这对单比特门是普适的.所提出的策略不需要额外的脉冲，是独立的误差幅度，并可能减少实验开销。此外，失谐量波动的大小可以估计的基础上的精确解。
2017-12-14 quant-ph
Nonperturbative leakage elimination for a logical qubit encoded in a mechanical oscillator
在实现普适量子计算的过程中，连续变量系统正受到越来越多的关注。最近的几个实验已经显示了使用CV系统的可行性，例如，将量子位编码到捕获离子机械振荡器中并执行逻辑门[Nature 566，513-517（2019）]。重要的下一个步骤是保护编码的量子比特免受量子退相干，例如，由于机械振荡器与其环境之间的相互作用而产生的运动退相干。在这里，我们提出了一个计划，以抑制用于编码量子比特的单模谐振子的量子退相干，通过引入一个非微扰泄漏消除算子（LEO）专门为此目的而设计的。值得注意的是，我们的非微扰LEO可以用来解析推导精确的运动方程，而无需近似。它还使我们能够证明，这些LEO的有效性只取决于在时域中的脉冲序列的积分，而脉冲形状的细节并没有作出显着的差异时，选择适当的时间段。这种控制方法可以应用于任意温度和任意体系-浴耦合强度的体系，这使得它对一般的开放量子系统非常有用。
2020-08-23 quant-ph
Jaynes-Cummings atoms coupled to a structured environment: Leakage elimination operators and the Petz recovery maps
本文研究结构化环境中的 Jaynes-Cummings 模型，提出利用泄漏消除算符进行非微扰控制，并基于 Petz 恢复映射实现量子态反转，有效抑制退相干并完全恢复原子动力学。
2024-06-03 quant-ph
Higher-Order Magnus Corrections to Leakage Elimination Operator-Based Quantum Control Pulse Design in the Low-Frequency Regime
Ocean University of China（中国海洋大学）；China Mobile (Suzhou) Software Technology Co., Ltd（中国移动（苏州）软件技术有限公司）；Qingdao University of Technology（青岛理工大学）
通过非微扰Floquet-Magnus框架克服高频驱动限制，建立适用于低频驱动的广义最优控制形式，验证了其在量子态转移和绝热加速中的有效性。
2026-10-21 quant-ph
Realizing leakage elimination operator-based adiabatic speedup on a superconducting quantum processor
College of Physics and Optoelectronic Engineering, Ocean University of China（中国海洋大学物理与光电工程学院）；China Mobile (Suzhou) Software Technology Co., Ltd（中国移动（苏州）软件技术有限公司）；School of Sciences, Qingdao University of Technology（青岛理工大学理学院）
本文在IBM超导量子处理器上实验实现了基于泄漏消除算子(LEO)的绝热加速，通过优化脉冲提高了短时间内的绝热保真度，验证了该策略在真实硬件上的可行性。
2026-05-31 quant-ph
Hypothesis elimination on a quantum computer
假设消除是贝叶斯更新的一种特殊情况，其中每个新数据排除了一组先验假设。我们描述了如何使用Grover算法对一类编码在量子位寄存器上的概率分布进行假设消除，并建立所需计算资源的下限。
2004-12-03 quant-ph
Simple pulses for elimination of leakage in weakly nonlinear qubits
在量子计算的实现中，一个两能级系统（量子比特）经常被从一个非谐振子的许多能级中挑选出来。在这些情况下，简单的量子位控制由于耦合到泄漏水平而在短时间尺度上失败。我们提供了一个易于实现的分析公式，抑制这种泄漏从任何单一控制模拟或像素化脉冲。它是基于增加第二个控制，这是成比例的时间导数的第一。对于超导量子比特的实际参数，该策略相对于现有技术将误差降低了一个数量级，所有这些都基于平滑和可行的脉冲形状。这些结果表明，即使是弱的非谐性也是足够的，并且通常不是实现量子门的限制因素。
2009-10-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Quantifying error and leakage in an encoded Si/SiGe triple-dot qubit
量子计算需要满足经常相互冲突的标准的量子位，包括可扩展控制和持久的一致性。创建合适量子位的一种方法是在若干物理量子位的编码子空间中操作。虽然这种编码的量子比特可能特别容易泄漏出它们的计算子空间，但它们对某些噪声过程不敏感，并且还可以允许使用单一类型的纠缠相互作用进行逻辑控制，同时保持底层物理系统的有利特征。在这里，我们展示了一个量子比特编码的三个耦合电子自旋限制在门控，同位素增强硅量子点的子系统。使用修改后的“盲”随机基准协议，确定计算和泄漏错误，我们表明，酉操作的平均总误差为0.35%，其中0.17%来自泄漏驱动的相互作用与基板核自旋。该演示仅利用电压控制交换相互作用进行量子位操作，并突出了编码子系统的操作优势，预示着高质量编码多量子位操作的实现。
2018-12-06 cond-mat.mes-hall quant-ph
A reset-if-leaked procedure for encoded spin qubits
我们报告了一个大大简化的程序，基于群论推理，减少量子位泄漏的交换只自旋量子位。我们找到交换序列，实现泄漏减少只有两个额外的自旋和少至14个最近邻交换相互作用，不到一半比以前报道的。我们发现，所确定的序列是强大的现实的噪声水平的存在下，在半导体环境。我们的过程还产生了标志信息，可以帮助实现量子算法。
2020-12-21 quant-ph
One-component quantum mechanics and dynamical leakage-free paths
我们推导出一个精确的单分量运动运动方程的概率振幅的目标时间相关的状态，并使用该方程重新制定量子动力学和控制的封闭和开放系统。使用的单分量方程，我们表明，一个意想不到的时间依赖性的无泄漏路径，可以诱导和我们捕获的基本量，在确定消相干抑制的效果。我们的控制协议的基础上的非微扰泄漏消除运营商提供了一个统一的角度连接一些微妙的，流行的和重要的概念，量子控制，如动力学解耦，量子芝诺效应，绝热通道。由此产生的单分量方程在量子力学和控制方面都有很大的优势。
2021-12-01 quant-ph
Quantum Computation by Spin Parity Measurements with Encoded Spin Qubits
本文提出一种基于双泡利宇称测量的自旋量子比特控制方案，仅需单辅助比特即可实现幺正门操作，适用于编码双量子点自旋量子比特，具有泄漏抑制和低资源开销优势。
2023-05-16 quant-ph
Leakage mitigation for quantum error correction using a mixed qubit scheme
泄漏错误将量子比特从计算子空间中取出，如果不解决，则会累积。泄漏的量子比特将降低量子纠错协议的有效性，这是由于实现泄漏减少电路的成本以及泄漏状态与量子比特状态相互作用所造成的危害。由拉曼门驱动的离子阱量子比特在编码在可以泄漏的磁不敏感超精细状态中的量子比特和编码在不能泄漏的电子自旋的磁敏感塞曼状态中的量子比特之间具有自然选择。在我们以前的工作中，我们比较了这两个量子比特的情况下的复曲面代码与去极化泄漏误差模型，并发现，对于磁场噪声的标准偏差小于32 $μ$ G的$^{174}$ Yb $^+$塞曼量子比特优于$^{171}$ Yb $^+$超精细量子比特。在这里，我们研究了一个物理动机的泄漏误差模型的基础上，通过Molmer-Sorenson门离子相互作用。我们发现，这大大提高了超精细量子比特的性能，但塞曼量子比特是更有效的磁场噪声的标准偏差小于10 $μ$ G。在这些低磁场下，我们发现最好的选择是混合量子位方案，其中超精细量子位是辅助，并且在不需要额外的泄漏减少电路的情况下处理泄漏。
2019-05-06 quant-ph
Structured leakage in OAM-encoded qubits revealed by distributed quantum feature extraction
Southern Methodist University（南方卫理公会大学）；University of Illinois Chicago（伊利诺伊大学芝加哥分校）
该研究针对OAM编码量子比特的结构化泄漏问题，提出分布式量子特征提取方案，结合量子卷积操作实现抗湍流特征的鲁棒提取，建立了OAM信道动力学与量子学习的关联。
2026-10-09 physics.optics quant-ph
Quantification and Characterization of Leakage Errors
我们提出了一个通用框架的量化和表征的泄漏错误时，量子系统被编码在一个更大的系统的子空间。要做到这一点，我们引入新的度量量化的相干和非相干特性所产生的错误，我们说明了这个框架与超导量子位相关的几个例子。特别是，我们提出了两个数量：泄漏和渗漏率，这与平均门保真度允许表征的平均性能的量子门在泄漏的存在下，并显示如何随机基准协议可以修改，使所有三个数量的Clifford门集的鲁棒估计。
2017-04-10 quant-ph
Experimental demonstration of optimal unambiguous two-out-of-four quantum state elimination
针对非正交量子态无法完美区分的问题，本研究利用单光子四维态实现了可无歧义排除四个非正交纯态中两个的广义量子测量，错误排除率最高为3.3(2)%，验证了无误差量子态消除的可行性。
2022-06-30 quant-ph
Elimination of Noise in Optically Rephased Photon Echoes
光子回波是操纵电磁场的基本工具。在这个过程中，由于强的重定相脉冲而产生不均匀的自发发射噪声，这限制了可实现的信噪比，并且代表了它们在量子机制中的应用的基本障碍。在这里，我们提出了一个无噪声光子回波协议的基础上的四能级原子系统。我们在Eu ~（3+）：Y_2SiO_5 ~（b）晶体中实现了该协议，并将其用作光量子存储器。对于用单光子级相干脉冲编码的时间仓量子比特，获得了0.952的存储保真度，这远远超过了使用经典的测量和准备策略所能达到的最大保真度。在这项工作中，所展示的无噪声光子回波量子存储器具有自旋波存储，易于操作和高存储保真度，这应该很容易扩展到其他物理系统。
2021-07-21 quant-ph
Protecting quantum entanglement from leakage and qubit errors via repetitive parity measurements
保护量子信息不受错误的影响是大规模量子计算的关键。量子纠错（QEC）将信息编码在多个量子比特的纠缠态中，并执行奇偶校验测量以识别错误而不破坏编码的信息。然而，传统的QEC不能处理来自量子位计算空间的泄漏。泄漏影响了基于捕获离子和超导电路的领先实验平台，这些平台在多层次物理系统中使用有效的量子位。我们研究了两个transmon纠缠态如何在重复的奇偶测量下演化，并演示了使用隐马尔可夫模型来检测泄漏，只使用QEC所需的奇偶测量结果的记录。我们显示了贝尔状态的稳定超过26个奇偶校验测量，通过使用后选择减轻泄漏，并使用保利帧变换校正量子比特错误。我们的泄漏识别方法计算效率高，因此与大型量子处理器中的实时泄漏跟踪和校正兼容。
2020-04-18 quant-ph
Encoded Universality from a Single Physical Interaction
我们提出了一个理论分析的范式编码的普遍性，使用李代数分析得出的具体条件下，物理相互作用可以提供普遍性。讨论了在量子线路模型中张量积结构的意义，并以此定义了编码量子的结合。详细讨论了在连接量子点之间构造编码门的问题。我们用几个只交换量子计算的例子说明了一般的程序。特别地，我们将我们先前的结果扩展到各向同性交换相互作用的编码普适性的推导，即，XY模型。在这种情况下，普适性的最小编码是qutrits，而不是像各向同性（海森堡）交换那样进入qubit。我们还解决了容错，泄漏和编码qudits的校正问题。
2001-12-03 quant-ph
Readout-Induced Leakage in Superconducting Circuits with Nonlinear Couplings
Yale University（耶鲁大学）；Yale Quantum Institute, Yale University（耶鲁量子研究所，耶鲁大学）；University of California Santa Barbara（加州大学圣塔芭芭拉分校）；Google Quantum AI（谷歌量子AI）
研究超导电路中读出诱导泄漏问题，发现非线性耦合虽能提供Purcell保护，但若设计不当会引入额外寄生过程，且泄漏率对读出频率敏感，需通过合理设计辅助模式来抑制。
2026-07-10 quant-ph
Fault-Tolerant Quantum Computation via Exchange interactions
量子计算可以通过将逻辑量子比特编码成两个或更多个物理量子比特的状态，并控制单个有效交换相互作用和可能的全局磁场来执行。这种“编码普适性”范式为量子计算机设计提供了潜在的简化，因为它消除了执行单量子比特旋转的需要。在这里，我们表明，编码的普遍性计划可以与量子纠错。特别是，我们明确展示了如何执行容错泄漏校正，从而克服了容错编码的普遍性的主要障碍。
2004-06-25 quant-ph
Impact of leakage on the dynamics of a ST$_0$ qubit implemented in a Double Quantum Dot device
Tecnun - University of Navarra（塔库纳-纳瓦拉大学）；Donostia International Physics Center（圣塞巴斯蒂安国际物理中心）；Cavendish Laboratory, Department of Physics, University of Cambridge（剑桥大学物理系卡文迪许实验室）；Hitachi Cambridge Laboratory（日立剑桥实验室）
研究双量子点器件中ST₀量子比特动力学受泄漏影响，揭示泄漏对相位偏移和旋转精度的影响，为提升量子计算相干性和容错算法提供理论支持。
2026-02-27 quant-ph
Feedback-tuned noise-resilient gates for encoded spin qubits
像自旋1/2粒子这样的两级量子力学系统适合作为自然的量子比特实现。然而，在几个自旋中编码单个量子位减少了量子位控制所需的资源，并且可以防止退相干信道。虽然已经实现了几种这样的编码自旋量子位，但精确控制仍然具有挑战性，并且有效量子位状态的子空间的泄漏是一个潜在的问题。在这里，我们实现了高保真度的单量子比特操作的量子比特编码的两个电子自旋在GaAs量子点的迭代调谐的全电控制脉冲。使用随机基准测试，我们找到了$\mathcal{F} = (98.5 \pm 0.1)\,\%$的平均门保真度，并确定计算子空间和其他状态之间的泄漏率到$\mathcal{L} = (0.4\pm0.1)\,\%$。这些结果还表明，即使在核自旋存在下，也可以实现高保真度门，如在III-V族半导体中。
2016-06-06 cond-mat.mes-hall quant-ph
Heralded Leakage Detection with Preserved Computational-State Coherence in a Fixed-Frequency Transmon
The University of Tokyo（东京大学）；RIKEN Center for Quantum Computing (RQC)（理化学研究所量子计算中心）；Stanford University（斯坦福大学）
研究超导量子处理器计算子空间外泄漏检测问题，通过在色散读出时对计算跃迁施加拉比驱动实现预示性泄漏检测，给出检测保真度、误报率等数据，该方案无需额外电路元件，适用于多种超导量子比特。
2026-07-21 quant-ph
Constructing Functional Braids for Low-Leakage Topological Quantum Computing
以Fibonacci任意子模型中CNOT门的构造为例，讨论了在拓扑量子计算中如何通过引入相位无关误差来显著减少泄漏误差.具体地说，我们在六个任意子的希尔伯特空间中构造了一个功能辫子，它可以交换两个相邻的任意子，同时保持编码的量子信息。对于任意子的$\sim$ 100个交换的辫子，泄漏误差是$\sim$ $10^{-10}$。应用辫子大大减少了一般的受控旋转门的建设中的泄漏错误。
2008-10-13 cond-mat.mes-hall quant-ph
Fault-Tolerant Quantum Computation for Singlet-Triplet Qubits with Leakage Errors
我们描述和分析了单重态-三重态量子比特的泄漏误差。尽管泄漏错误是使用量子点阵列编码的自旋量子比特的自然问题，但在以前的研究中很少受到关注。我们描述了泄漏校正协议的实现，该泄漏校正协议可以与表面码的量子纠错协议一起实现。此外，我们构建显式泄漏减少单位，需要在理想的设置，少至三个操作步骤。我们的研究表明，泄漏错误可以被纠正，而不需要的测量和成本只有几个额外的辅助量子比特和门操作相比，标准的量子纠错码。
2015-02-23 cond-mat.mes-hall quant-ph
Information leakage resistant quantum dialogue against collective noise
本文提出了两种在集体噪声信道下的抗信息泄漏量子对话协议。该方法利用无相干子空间消除两种集体噪声的影响，集体移相噪声和集体旋转噪声，其中每个逻辑量子比特由两个物理量子比特组成并且没有噪声。在这两个协议中，秘密信息都是通过两个复合酉操作编码在初始逻辑量子比特上的。此外，解码需要单光子测量而不是Bell态测量或更复杂的测量，使得所提出的两个协议更容易实现。每个逻辑量子比特的初始状态通过其辅助对应物的直接传输在两个认证用户之间私有共享。因此，在这两个协议中，信息泄漏的问题是避免。此外，详细的安全性分析还表明，Eve的几个著名的主动攻击，如特洛伊木马攻击，拦截重发攻击，测量重发攻击，纠缠测量攻击和相关性启发（CE）攻击可以有效地克服。
2022-05-05 quant-ph
Correlation-Assisted Odd-Parity Encoded Gates in Coupled Fluxonium Qubits under Non-Markovian TLS Noise
School of Physics, Hangzhou Dianzi University（杭州电子科技大学物理学院）；State Key Laboratory of Quantum Optics Technologies and Devices, Shanxi University（山西大学量子光学技术与器件国家重点实验室）；Zhejiang Key Laboratory of Quantum State Control and Optical Field Manipulation, Hangzhou Dianzi University（杭州电子科技大学量子态调控与光场操纵浙江省重点实验室）
利用关联纵向噪声在奇宇称子空间中转化为共模涨落，通过交换耦合和失谐驱动实现编码逻辑门，并建模非马尔可夫TLS噪声评估门保真度，发现正空间关联抑制差分涨落提升保真度。
2026-06-05 quant-ph
Leakage suppression for high-fidelity exchange gates and quantum simulation in superconducting circuits
National Laboratory of Solid State Microstructures, School of Physics, Nanjing University（南京大学固体微结构物理学院）；Shishan Laboratory, Suzhou Campus of Nanjing University（南京大学苏州校区石崑实验室）；Jiangsu Key Laboratory of Quantum Information Science and Technology, Nanjing University（南京大学江苏省量子信息科学与技术重点实验室）；Synergetic Innovation Center of Quantum Information and Quantum Physics, University of Science and Technology of China（中国科学技术大学量子信息与量子物理协同创新中心）；Hefei National Laboratory（合肥国家实验室）
针对超导量子比特中快速激发转移引起的泄漏问题，提出参数化DRAG（PDRAG）方法，通过单频率命令实现一阶和二阶导数校正，在保持交换相互作用的同时显著抑制泄漏，实验显示泄漏降低达5个数量级。
2026-11-06 quant-ph
Exponential Advantage of Quantum over Classical References in Leakage Detection
Quantum Science Center of Guangdong-Hong Kong-Macao Greater Bay Area（粤港澳大湾区量子科学中心）
本文提出利用量子参考实现无需经典描述的泄漏检测，证明相干测量方案在零误报下具有指数级样本优势，远超经典测量优先方法。
2026-09-30 quant-ph
Fast Unconditional Reset and Leakage Reduction of a Tunable Superconducting Qubit via an Engineered Dissipative Bath
本研究利用工程化超材料波导提供宽频冷浴，实现可调transmon量子比特在88纳秒内对多个激发态的无条件复位（误差低于0.13%），并通过态密度滚降实现44纳秒内选择性复位第二激发态至0.285%残余布居，同时保持计算子空间信息保真度。
2024-11-08 quant-ph
Comparing Zeeman qubits to hyperfine qubits in the context of the surface code: $^{174}$Yb$^{+}$ and $^{171}$Yb$^{+}$
许多用于量子计算的系统都拥有定义量子位之外的额外状态。在设计量子纠错码时，必须考虑量子比特子空间的泄漏。在这里，我们考虑拉曼跃迁操纵的捕获离子量子比特。塞曼量子比特不会遭受泄漏误差，但对一阶磁场敏感。超精细量子比特可以编码在对磁场不敏感的时钟状态中，但拉曼跃迁期间的自发散射可能导致泄漏。在这里，我们在表面码的上下文中比较塞曼量子位（$^{174}$ Yb $^+$）和超精细量子位（$^{171}$ Yb $^+$）。我们发现，如果磁场可以用小于$10$ $μ$ G的波动来稳定，则通过使用$^{174}$ Yb $^+$可以减少达到特定逻辑量子位误差所需的物理量子位的数量。
2018-04-16 quant-ph
Fidelity Analysis of Adiabatically Driven Donor Spins as Two-Qubit and Ququart Systems
Imec；KU Leuven（荷语鲁汶大学）；University of Antwerp（安特卫普大学）
本文通过绝热驱动技术分析供体自旋系统，发现四量子比特操作在误差率上优于编码双量子比特操作。
2026-07-09 quant-ph
Efficient Schemes for Reducing Imperfect Collective Decoherences
我们提出的方案是有效的，当每对量子位经历一些不完美的集体退相干与不同的浴。在该方案中，每对量子比特首先在由两个量子比特组成的无消相干子空间中进行编码。量子芝诺效应减少了由缺陷产生的编码空间的泄漏。由缺陷产生的编码比特中的相位误差通过无消相干子空间与仅校正相位误差的三量子比特量子误差校正码或仅检测相位误差的两量子比特量子误差检测码（再次与量子芝诺效应相关联）的级联来减少。
2001-01-11 quant-ph
Dynamics and control of a qubit in spin environment: an exact master equation study
我们提出了一个精确的主方程的中心自旋$1/2$系统耦合到一个自旋$1/2$浴的超精细相互作用，这提供了一个统一的形式为自由演化和控制动力学的中心自旋。该方程使我们能够研究各种程度的非马尔可夫动力学过程的可控性。我们研究了在不同浴槽光谱和体系-浴槽耦合强度下，Overhauser效应对中心自旋退相干动力学的影响。在固态量子信息处理中，采用非微扰泄漏消除方法来抑制退相干。
2016-01-26 quant-ph
Error-detected coherence metrology of a dual-rail encoded fixed-frequency multimode superconducting qubit
本研究在单个固定频率超导多模transmon量子比特中实现双轨编码，将振幅阻尼误差转换为可检测泄漏态，使逻辑误差率比物理误差率低一个数量级以上，并验证了架构的稳定性与可重复性。
2025-06-18 quant-ph
Quantum community detection via deterministic elimination
本文提出量子算法deteQt，依托基态制备、量子信号处理与确定性错误过滤读出技术，实现大规模社区与僵尸网络检测，将样本复杂度从指数级降至多项式级，为量子加速图分析及大规模网络安全防护提供基础模块。
2024-12-17 cond-mat.dis-nn quant-ph
Coherence Preserving Leakage Detection and Cooling in Alkaline Earth Atoms
针对光镊原子量子平台的泄漏、加热等误差问题，提出利用类碱土原子核自旋编码结合失谐荧光/共振缀饰方案，实现保相干的QND式泄漏检测与再冷却，助力容错量子计算。
2024-10-30 physics.atom-ph quant-ph
Barycentric and Pairwise Renyi Quantum Leakage
本文提出重心与成对Renyi量子泄漏度量，用于量子系统隐私分析，具有良好性质且可计算，并证明其限制信息泄漏，同时给出量子机器学习中的隐私-效用权衡公式。
2024-02-09 cs.CR cs.IT math.IT
Scalable nonadiabatic holonomic quantum computation on a superconducting qubit lattice
几何相位具有抗噪声的特性，是实现稳健、高保真量子门不可缺少的因素。然而，由于操作的复杂性以及编码后的量子信息在非逻辑量子比特基上的固有泄漏，使得普适非绝热完整量子计算的实验实现非常困难。在这里，我们建议实现可扩展的非绝热完整量子计算与消相干的子空间编码的二维正方形超导transmon量子比特晶格，其中只有两个身体的相互作用，从最简单的电容耦合，是需要的。同时，我们引入了量子比特频率驱动来实现相邻transmon量子比特之间的可调谐谐振耦合，从而避免了泄漏问题。此外，我们提出的数值模拟表明，高保真量子门可以得到，验证了我们的方案的鲁棒性和可扩展性的优势。因此，我们的计划提供了一个有前途的方式走向物理实现的强大和可扩展的量子计算。
2019-12-11 quant-ph
Errors in heralded circuits for linear optical entanglement generation
本文提出基于连续变量形式主义的模拟框架，分析贝尔态产生电路中的非计算性泄漏错误，发现五光子DFT方案最鲁棒，并揭示泄漏错误阻碍级联门的模块化表征，为容错光子量子计算提供真实噪声模型。
2023-05-15 quant-ph
Error prevention scheme with two pairs of qubits
提出了一种保护单比特量子信息不受一般环境和局域交换作用影响的方案。该方案基本上通过将信息分布在两对量子比特上并通过错误预防程序来操作。在该方案中，量子信息通过一个无消相干子空间进行编码，避免集体相位误差和交换误差影响成对的量子比特，并利用量子Zeno效应减少由于振幅阻尼而导致的编码空间泄漏.此外，还讨论了如何构造n比特量子信息的无消相干态以抵抗相位误差和交换误差。
2002-07-10 quant-ph
Tunable M-Ary Quantum Secure Direct Communication via Correlation-Histogram Modulation
American Express Co.（美国运通公司）
提出基于双向纠缠的量子安全直接通信协议，信息编码为可调参数值，从检测对窗口的联合结果直方图解码，介绍协议级设计参数优势及防非理想效应泄漏的框架。
2026-07-07 quant-ph
Gottesman-Kitaev-Preskill error-correction with decohered resources
Center for Theoretical Physics, Polish Academy of Sciences（波兰科学院理论物理中心）；Faculty of Physics, University of Warsaw（华沙大学物理学院）
本研究分析纯退相位噪声下GKP纠错协议，发现隐形传态将纠错转化为累积的泡利-高斯噪声，导致码不再自纠错并产生泄漏，且泄漏随轮次饱和，影响运动振荡器平台。
2026-09-28 quant-ph
Universal logic with encoded spin qubits in silicon
本文在单层刻蚀栅电极硅量子点器件中实现编码自旋量子比特的通用逻辑控制，通过随机基准测试验证了高保真度的双量子比特门操作，证明该架构兼具功能成品率与相干性，为容错量子计算提供可行路径。
2022-02-08 cond-mat.mes-hall quant-ph
Decoherence-free quantum-information processing using dipole-coupled qubits
我们提出了一种量子信息处理器，它由编码成偶极耦合量子位阵列的无消相干逻辑量子比特组成。通过双色激光场的全局寻址，在无退相干子系统中确定性地执行高保真单量子比特操作而没有泄漏。两个量子比特的操作在本地实现四个物理量子比特，并使用线性光学分离的逻辑量子比特之间。我们将展示如何使用这种方法准备集群状态。我们在计算中包括了所有的非最近邻效应，并且我们假设量子比特不位于Dicke极限内。虽然我们的建议是一般的偶极耦合量子比特的任何系统，在整个文件中，我们使用氮空位（NV）中心在金刚石作为我们的理论结果的实验背景。
2007-03-09 quant-ph
Hybrid Exchange Measurement-Based Qubit Operations in Semiconductor Double Quantum Dot Qubits
基于测量的量子计算（MBQC）以物理量子比特的多项式增加为代价，承诺与量子纠错码的自然兼容性。MBQC提案主要集中在光子系统上，其中2量子比特门是困难的。另一方面，量子点中的半导体自旋量子比特通过交换相互作用提供快速的2量子比特门。在基于交换的量子计算中，与其他固态量子比特一样，泄漏到更高的状态是一个必须减轻的严重问题。在这里，提出了两种混合测量交换方案，其量化了MBQC对基于量子点的量子计算的益处。在单重态-三重态基础上测量双量子点编码的量子比特，以及量子比特间和量子比特内交换相互作用，用于执行一个和两个量子比特操作。这两种方案都抑制了单个量子位自旋态泄漏误差，提供了快速的门时间，并且只需要可控的交换耦合，直到已知的相位和泡利校正。
2023-01-24 cond-mat.mes-hall quant-ph
Full-permutation dynamical decoupling in triple-quantum-dot spin qubits
硅中自旋量子比特的动态解耦可以提高保真度，并用于提取噪声过程的频谱。我们展示了一个全排列动态解耦技术，周期性地交换三点量子比特中的自旋。这个序列不仅抑制了低频电荷噪声和磁噪声引起的误差;它还将泄漏误差重新聚焦到一阶，这对于编码的仅交换量子比特特别有趣。对于一个特定的构造，我们称之为NZ 1 y，量子位与误差源隔离的程度使得我们测量到$5\times10^{-5}$的显著交换脉冲误差。这个序列在大约18，000个交换脉冲中保持量子态，将量子比特相干性从$T_2^*=2~μ$ s扩展到$T_2 = 720~μ$ s。我们实验验证的误差模型，其中包括$1/f$电荷噪声和$1/f$磁噪声在两种方式：通过直接交换量子比特模拟，并通过集成的假设噪声谱与派生的滤波器功能，这两个再现测量的误差和泄漏相对于改变重复率。
2022-09-07 quant-ph
Environmental Assisted Quantum Information Correction for Continuous Variables
量子信息协议不可避免地受到与量子信息泄漏到环境中相关的退相干的影响。在本文中，我们解决的可能性，恢复量子信息从环境测量。我们研究连续变量量子信息，我们提出了一个简单的环境测量，在某些情况下，完全恢复的量子信息的信号状态，虽然状态没有重建单位保真度。我们实现的协议，信息被编码成共轭正交相干态的光和噪声下的消相干过程是高斯性质的。使用确定性和概率性策略来测试校正协议。该协议在连续变量量子密钥分发方案作为一种手段，以打击过量的噪声的潜在用途也进行了研究。
2009-09-18 quant-ph
Quantum Error Correction of a Qubit Loss in an Addressable Atomic System
提出了一种利用可寻址光晶格中的中性原子进行量子计算时量子比特丢失误差的校正方案。首先使用量子非破坏测量来检测量子比特丢失，然后通过在空出的晶格位置中插入新原子来转换为标准量子比特错误。逻辑量子比特在这里用Grassl-Beth-Pellizzari码编码成四个物理量子比特，通过一个投影测量、两个单量子比特门和三个受控非操作的序列来重建。不需要辅助量子位。量子非破坏和投影测量都是使用腔QED系统实现的，该系统还可以检测一般的泄漏误差，从而允许在相同的框架内校正量子比特丢失。该方案也可以应用于量子计算与囚禁离子或光子。
2005-10-03 quant-ph
Propagating single photons from an open cavity: Description from universal quantization
本文从第一性原理出发，提出内外表示法以完整描述开放腔中产生并在自由空间传播的泄漏单光子，并应用于激光驱动的原子-腔系统，提出非共振方案生成单光子，通过特定耦合区域和驱动场包络定制出射光子脉冲形状。
2023-06-28 quant-ph
A biased-erasure cavity qubit with hardware-efficient quantum error detection
Southern University of Science and Technology（南方科技大学）；International Quantum Academy（国际量子科学院）；Shenzhen Branch, Hefei National Laboratory（合肥国家实验室深圳分部）
该研究实现了一种硬件高效的偏置擦除量子比特，通过逻辑测量和中电路擦除检测，实现了低于1%的逻辑态分配误差和显著的相干增益，为容错量子计算提供了新的平台。
2026-01-29 quant-ph
Charge and spin qubits in interacting quantum dots coupled to Rashba-active leads
Università di Napoli Federico II（那不勒斯费德里科二世大学）；INFN, Sezione di Napoli（意大利国家核物理研究所那不勒斯分部）；Physics Department “E.R. Caianiello”, Università degli Studi di Salerno（萨莱诺大学E.R.凯亚涅洛物理系）；INFN - Sezione collegata di Salerno（意大利国家核物理研究所萨莱诺协作分部）；SPIN-CNR and Dip. di Fisica E. Pancini - Università di Napoli Federico II（CNR自旋研究中心与那不勒斯费德里科二世大学E.潘奇尼物理系）
本文统一研究量子点中电荷与自旋量子比特，结合Lindblad主方程和矩阵乘积态模拟，揭示Rashba引线对弛豫、退相干及磁各向异性的影响。
2026-09-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Full characterization of informative subsets in Quantum Encrypted Cloning
Università degli Studi di Milano-Bicocca（米兰比可卡大学）；Università degli Studi di Milano（米兰大学）；Università Cattolica del Sacro Cuore（天主教神圣之心大学）；Institut National des Sciences Appliquées de Lyon（里昂国立应用科学学院）
本文通过分析包含变换后源量子比特A的子集，基于奇偶性给出了量子加密克隆协议中信息泄漏的完整分类。
2026-08-26 quant-ph
Quantum gyroscope based on three-dimensional rotation induced Berry phase
Beijing Institute of Technology（北京理工大学）
该研究利用钻石中的固态自旋缺陷作为传感量子比特，通过三维旋转诱导 Berry 阶段提高陀螺仪灵敏度，采用反迪阿巴托协议抑制非绝热泄漏，实现四阶灵敏度提升。
2026-03-20 quant-ph
