Quantum-state synthesis of multi-mode bosonic fields: Preparation of arbitrary states of 2-D vibrational motion of trapped ions
我们提出了一个有效的确定性制备任意双模玻色子态的通用算法。特别地，我们详细讨论了通过一系列激光受激拉曼跃迁制备囚禁离子的二维振动纠缠态。我们的形式可以推广到多模玻色子场。我们研究我们的算法相对于技术噪声的稳定性。
1998-04-24 quant-ph
Quantum computation over the vibrational modes of a single trapped ion
本研究利用单个被困离子系统中的量子操作，探索连续变量量子计算中的状态制备应用，依托其长相干时间与精确量子比特控制的优势。
2024-12-19 quant-ph
Synthetic Gauge Fields for Vibrational Excitations of Trapped ions
微阱阵列中离子集合的振动可以用跳跃声子来描述。我们从理论上表明，振动耦合可以通过使用梯度的微陷阱频率，连同周期性的驱动的捕获电位。这些成分使我们能够在振动激发上诱导出有效的规范场，这样声子就能模仿带电粒子在磁场中的行为。特别是，微陷阱阵列非常适合实现著名的Aharonov-Bohm效应，并观察典型的量子霍尔样品和拓扑绝缘体的典范边缘状态。
2011-11-12 quant-ph
Floquet-engineered vibrational dynamics in a two-dimensional array of trapped ions
我们展示了Floquet工程在一个基本的但可扩展的2D架构的单独捕获和控制的离子。失谐俘获势的局部参数调制控制了长程离子间耦合的强度和运动态的相关Peierls相位。在我们的原理证明中，我们初始化大相干态并调整调制参数来控制声子流的轨迹，方向和干扰。我们的发现为未来基于Floquet的捕获离子量子模拟器开辟了一条新的途径，目标是相关的拓扑现象和动态规范场。
2019-07-15 quant-ph
Quantum synthesis of 3D vibrational states of trapped ions
介绍了一种确定性制备任意三模玻色态的通用算法。特别地，我们考虑制备纠缠量子态的振动运动的离子被限制在一个3D的陷阱势。在适当的激光受激拉曼跃迁序列之后建立目标状态。算法的稳定性相对于技术噪声进行了讨论，并研究了输出相对于目标状态的距离（保真度）。
1998-07-30 quant-ph
Generation and stabilization of entangled coherent states for the vibrational modes of a trapped ion
提出了一种制备二维各向异性阱中离子运动纠缠相干态的方案。在该方案中，离子被四束激光沿着离子阱平面内的不同方向驱动，导致载流子激发和内外自由度之间的耦合。当振动模的总量子数初始具有确定的宇称时，幺正动力学和自发发射之间的竞争将迫使系统演化到一个稳定态，此时振动模处于双模猫态.我们证明了该方法可以推广到实现三维各向异性阱中离子三个振动模的纠缠相干态。
2019-05-12 quant-ph
Realization of nonlinear oscillators with a trapped ion
本文研究了二维阱势中具有量子化质心运动的囚禁离子。在外加激光场作用下，两个正交振动模的有效（非）线性耦合可以通过受激喇曼跃迁建立。可以产生非经典振动态，如压缩态或双模纠缠态（薛定谔猫态）。当振动模与内能能级纠缠时，可以制备出Greenberger-Horne-Zeilinger（GHZ）态。
1997-05-21 quant-ph
Test of Causal Non-Linear Quantum Mechanics by Ramsey Interferometry on the Vibrational Mode of a Trapped Ion
针对因果非线性量子力学难以通过常规光谱学检验的问题，利用谐势阱中$^{40}$Ca$^+$离子振动模式的叠加态，通过Ramsey干涉测量对因果非线性扰动的无量纲标度因子设定了严格上限。
2022-06-26 quant-ph
Engineering vibrationally-assisted energy transfer in a trapped-ion quantum simulator
众所周知，凝聚相中许多重要的化学和生物化学过程很难用数值模拟。通常，这种困难来自于模拟动力学的复杂性，所述动力学是由耦合到结构化介观浴而产生的，对于所述结构化介观浴，不存在时间尺度的分离并且统计处理失败。这种过程的一个主要例子是振动辅助电荷或能量转移。一个量子模拟器，能够实现感兴趣的系统的现实模型，可以提供洞察这些过程中的制度，数值处理失败。我们采取的第一步，这样的传输过程建模使用离子阱量子模拟器。通过实施一个极小模型，我们观察到的电子态的施主和受主离子之间的振动辅助能量输运通过耦合施主离子，其振动增强。我们调整我们的模拟器到几个参数制度，特别是在非微扰制度中经常发现的生化情况下，调查转移动力学。
2018-04-06 quant-ph
Doubling Qubits in a Trapped-Ion System via Vibrational Dual-Rail Encoding
State Key Laboratory of Low Dimensional Quantum Physics, Department of Physics, Tsinghua University（清华大学物理系低维量子物理国家重点实验室）；Korea Institute for Advanced Study（韩国高等科学研究院）；Beijing Academy of Quantum Information Sciences（北京量子信息科学研究院）；Frontier Science Center for Quantum Information（量子信息前沿科学中心）；Department of Chemistry, Yonsei University（延世大学化学系）
本文提出了一种在囚离子系统中通过振动双轨编码实现量子比特倍增的方法，结合内部量子比特和双轨量子比特，提升逻辑量子比特数量并保持全连接性。
2025-05-19 quant-ph
Decoherence and robustness of parity-dependent entanglement in the dynamics of a trapped ion
研究了囚禁离子的二维振动与两个基态超精细能级之间的纠缠，在一定条件下，这种纠缠依赖于初始振动量子的宇称。我们研究了这种量子相干性效应的鲁棒性与存在的非耗散源的退相干，和一个不完美的初始状态的准备。
2001-10-10 quant-ph
Approximate cubic phase states in a trapped ion
Instituto de Física, Benemérita Universidad Autónoma de Puebla（普埃布拉自治大学物理研究所）
本研究提出利用囚禁离子的非线性Jaynes-Cummings相互作用，从大占据数初始相干振动态生成高保真度近似立方相位态，为连续变量通用量子计算提供非高斯元素方案。
2026-09-04 quant-ph
Gate fidelity, dephasing, and "magic" trapping of optically trapped neutral atom
门操作的保真度和被囚禁在光偶极阱中的中性原子的相干时间是应用的优点。囚禁原子的运动是影响门保真度和相干时间的关键因素之一。在分析这种影响时，将该运动视为经典振子。这里我们把原子的运动看作量子振荡器。在分析量子门的保真度和退相干时，考虑了原子振动态的布居数。我们表明，相干旋转门的保真度是显着的热囚禁原子的温度限制。我们还证明了如果微分频移稳定且振动态不发生变化，则由于原子热运动引起的两个超精细态之间的退相可以自然地再相位化。还讨论了陷阱激光强度起伏引起的退相干。通过将原子冷却到振动基态和/或使用蓝失谐陷阱，可以显著提高门保真度和相干时间。更重要的是，我们提出了一个“魔术”的捕获条件，准备原子进入特定的振动状态。
2022-08-01 quant-ph
Quantum computation and simulation with vibrational modes of trapped ions
捕获离子系统中的振动自由度最近作为量子资源而受到关注，超越了作为在内部自由度上纠缠量子操作的介体的作用，这是因为大的可用希尔伯特空间。振动模式可以表示为量子谐振子，从而提供了一个无限维的希尔伯特空间。在这里，我们回顾了最近的理论和实验进展的相干操纵的振动模式，包括玻色子编码方案在量子信息，可靠和有效的测量技术，和量子操作，使各种量子模拟和量子计算算法。我们描述了使用振动模式的实验，包括非经典态的制备，分子振动采样，以及在量子热力学中的应用。最后讨论了离子捕获振动模量子信息处理的潜在前景和挑战。
2021-03-26 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Quantum-State Engineering of Multiple Trapped Ions for Center-of-Mass Mode
我们提出了一种方案，通过将所有其它旁观者振动模式从质心模式中隔离出来，使N离子的质心振动模式在相空间的一条直线上产生任意系数的叠加.它可以被看作是以前制备单离子运动态方法的新发展。对于大量离子，我们只需要一个循环操作就可以产生这样多个相干态叠加。
2000-10-31 quant-ph
Dark pair coherent states of the motion of a trapped ion
本文提出了一个在二维阱中产生离子运动振动对相干态的方案。在我们的方案中，被囚禁的离子在离子阱的X-Y平面内被三束沿不同方向的激光束双色激发。我们表明，如果初始振动状态是由一个双模Fock态，最终的稳定状态，由离子发射的荧光的消光表示，是一个纯态。处于平衡态的离子的运动状态实现了高关联对相干态的运动状态。
1996-04-11 quant-ph
Trapped-Atom-Interferometer in a Magnetic Microtrap
本文提出了一种磁微阱结构，它可用作三维囚禁原子的干涉仪。该干涉仪是通过一个动态分裂势实现的，该动态分裂势从一个单阱变换到两个单独的阱并返回。干涉仪的端口是单阱势中的相邻振动态。我们提出了一个一维模型，这种干涉仪和计算的概率不必要的振动激发一个现实的磁势。我们优化分裂过程的速度，以抑制这些激发，并得出结论，这种干涉仪设备应该是可行的，目前可用的微陷阱技术。
2001-06-28 quant-ph
Filtering Number States of the Vibrational Motion of an Ion
我们提出了一个方案，以产生数态（和特定的叠加）的振动运动的被困离子。特别是，我们表明，噪声量子比特的鲁棒性可以产生任意幅度。
1999-11-03 quant-ph
Measuring the Cyclotron State of a Trapped Electron
我们提出的回旋状态的恢复被困在潘宁陷阱中的电子通过使用不同的测量方案的基础上适当修改的施加的电磁场和开发的轴向自由度作为探针。提出了一种量子态的物质-反物质对称性检验方法。
1997-07-04 quant-ph
Transferring vibrational states of trapped atoms via a Rydberg electron
该研究提出利用里德堡电子与基态原子的散射，实现微米级距离陷俘中性原子间的振动态相干转移，并发现存在近乎完美且快速的“最佳点”。
2024-12-26 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Temperature estimation of an entangled pair of trapped ions
我们将估计理论应用于由两个相互作用的被困离子形成的系统。通过使用Fisher矩阵形式主义，我们介绍了一个简单的计划估计的离子的纵向振动模式的温度。我们使用的离子相互作用，有效地推断个别离子的温度，通过优化的相互作用时间的演变，并通过测量只有一个离子。我们还研究了非热储层的推理方法的效果。的非经典的离子振动模式之一，介绍了由于压缩热库，提高了间接推断的个人温度。
2021-09-10 quant-ph
NOON states in trapped ions
我们展示了如何NOON状态可能产生的离子阱。我们利用光与离子的两个振动模式中的每一个的单独相互作用来纠缠它们。这允许我们生成N=8的NOON态。
2013-04-24 quant-ph
A linear rotor trapped and coupled to the vibrational modes of an ion crystal
Freie Universität Berlin（柏林自由大学）；Universidad de Granada（格拉纳达大学）；Helmholtz Institut Mainz（美因茨赫尔姆霍兹研究所）；GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH（GSI重离子研究中心）；Johannes Gutenberg University（约翰内斯·古腾堡大学）
该研究针对共囚禁于保罗阱的分子离子与原子离子，确定了考虑分子超精细结构的共振偶极-声子耦合条件，提出用边带分辨激光光谱和退相干测量探测该耦合的方案，为量子控制提供了可行路径。
2026-09-04 physics.atom-ph quant-ph
Laser cooling with electromagnetically induced transparency: Application to trapped samples of ions or neutral atoms
利用量子干涉剪裁的三（或多）能级系统的吸收分布，提出了一种新的基态激光冷却囚禁原子的方法。在冷却速率与常规边带冷却相当的情况下，可以实现较低的最终温度。该方法在实验上实现冷却一个单一的钙$^+$离子到其振动基态。由于可以同时冷却宽频带的振动频率，因此该技术对于冷却较大的离子串将特别有用，从而对于基于捕获离子的量子寄存器的初始化具有重要的实际意义。我们还讨论了它在不同能级方案中的应用以及在大失谐驻波激光场囚禁的中性原子基态冷却中的应用。
2001-07-17 quant-ph
Spatial correlation functions for the collective degrees of freedom of many trapped ions
空间关联函数提供了对量子系统内的量子关联的一瞥。线性阱中的离子共同形成非均匀的离散背景，声子的标量场在该背景上传播。被捕获的离子具有实验优势，每个离子都有自己的“内置”运动检测器：可以通过外部激光耦合到离子振动运动的电子状态。该方法可以高效地读出相互作用后的电子态，给出一个随机测量记录，其经典相关反映了离子集体振动态的量子相关。在这里，我们计算了这个一般结果，然后我们讨论了长的检测时间限制，并专门针对高斯态，最后我们比较了热态和压缩态的结果。
2008-07-22 quant-ph
Vibrational parametric arrays with trapped ions: non-Hermitian topological phases and quantum sensing
本研究提出受局部参量调制和激光冷却的捕获离子线性阵列模型，通过调制相位打破时间反演对称性诱导拓扑放大效应，基于非厄米点隙拓扑绕数确定拓扑相，可实现超弱力和电场的量子传感，灵敏度达1 yN·Hz$^{-1/2}$。
2025-02-10 physics.atom-ph quant-ph
Quantum Thermometry with Trapped Ions
介绍了线性离子晶体横振动模温度的测量方法。我们表明，由于激光诱导的激光耦合之间的振动模式和集体自旋状态的估计的温度进行了一组测量的自旋人口。我们表明，使用单离子作为量子探针的温度估计协议是最佳的，在某种意义上说，状态投影测量饱和的基本Cramer-Rao界限。用离子链作为量子探针，我们发现了一个最大温度灵敏度的平台。此外，我们表明，非经典部分的量子费舍尔信息可以导致增强的温度灵敏度相比，单离子的情况下。
2018-09-05 quant-ph
Engineering phonon-photon interactions with a driven trapped ion in a cavity
我们展示了如何通过一个驱动的三能级离子在腔内产生二次和双二次声子-光子相互作用。利用这样的系统，压缩腔场态、离子运动态甚至纠缠声子光子态都是可能的。我们提出了一个详细的腔场压缩过程的分析，区分三种不同的制度，这种放大机制：亚临界，临界和超临界制度，这取决于，除了耦合参数，对振动态的激发。作为工程汉密尔顿的应用，我们展示了如何实现振动模式的福克状态滤波器。绝热消除技术的新方面出现在这个分析中。
2006-09-26 quant-ph
Distilling angular momentum nonclassical states in trapped ions
在量子非破坏性测量的精神，我们表明，利用合适的振动耦合和重复测量的原子布居的一个约束离子，它是可能的提取质心振动状态与明确定义的平方角动量，或者，角动量投影薛定谔猫态。
2004-05-14 quant-ph
Stochastic control of quantum dynamics for a single trapped system
提出了一种对单个囚禁离子/原子振动的随机控制方法。它基于通过光场计连续监测运动的可能性。然后，测量过程的输出应用于修改系统的动态。
1999-06-09 quant-ph
Transition strength measurements to guide magic wavelength selection in optically trapped molecules
具有长相干时间的分子的光捕获对于量子信息和计量学中的许多协议是至关重要的。然而，限制被捕获分子寿命的因素仍然难以捉摸，需要对潜在的分子结构有更好的理解。在这里，我们表明，在弱的和深绑定的$^{88}$锶$_2$分子，结合\textit{ab initio}计算的振动线强度的测量，允许明确识别振动量子数。这反过来又使得能够构建精细的激发势能曲线，这些曲线可以选择有利于长振动相干性的魔波长。我们证明了拉比振荡之间的远分离的振动状态，持续近100毫秒。
2020-05-25 physics.atom-ph quant-ph
Simulating nonlinear spin models in an ion trap
我们展示了如何被困离子的振动模式的条件位移可以用来模拟非线性集体和相互作用的自旋系统，包括非线性陀螺和伊辛模型（一个通用的两个量子位门），独立的离子的振动状态。因此，只要加热速率不太大，冷却到振动基态是不必要的。
1999-08-12 quant-ph
Practical scheme for quantum dense coding between three parties using microwave radiation in trapped ions
我们提出了一个在微波和磁场梯度的辅助下，通过操纵三个被限制在微阱中的离子来实现三方之间的二维量子密集编码（QDC）的实用方案.在我们的方案中的离子不需要被严格冷却到振动基态，因为单量子比特和多量子比特操作是通过伊辛项进行的，其中离子的振动模式在整个方案中保持不变，使得我们的方案对离子的加热具有鲁棒性。我们还提出了实施三方QDC实验的详细步骤和参数，并表明所提出的方案是在目前的离子阱实验技术。
2007-02-07 quant-ph
Measured Quantum Dynamics of a Trapped Ion
测量过程中考虑到在非经典运动态制备的囚禁离子的动力学。诱导的退相干表现在内部粒子数动力学的抑制和没有经典对应的振动运动的阻尼。定量比较与目前的实验能力进行了讨论，导致一个建议的预测效果的验证。
1997-04-08 quant-ph
Measuring the Renyi entropy of a two-site Fermi-Hubbard model on a trapped ion quantum computer
关联量子系统的有效模拟是量子计算机近期最有前途的应用。在基于囚禁离子的$5$ -量子位可编程量子计算机上，我们测量了两格点费米-哈伯德模型基态的第二Renyi熵.我们的工作说明了一个量子态的非线性特性的提取使用受控交换门作用于两个副本的状态。这种在通用量子计算机上对纠缠的可扩展测量，将通过更多的量子比特，提供对多体量子系统的深入了解，这些系统是不可能在经典计算机上模拟的。
2017-12-22 quant-ph
Encoded Recoupling and Decoupling: An Alternative to Quantum Error Correcting Codes, Applied to Trapped Ion Quantum Computation
最近发展的一种消除量子计算机中的退相干和设计约束的理论，"编码重耦合和重耦合“，被证明与一种有希望的实现可扩展离子阱量子计算的体系结构的建议完全兼容[D. Kielpinski等人，Nature 417，709（2002）]。逻辑量子比特被编码成离子对。逻辑门的实现使用索伦森-莫尔默（SM）计划适用于对离子的时间。编码提供了对集体失相的连续保护。也使用SM方案直接实现到编码量子位的解耦脉冲能够进一步减少量子位退相干的各种其他来源，例如由于差分退相和由于退相干振动模式。在去耦方案中使用相对慢的SM脉冲淬灭退相干的后一个源的可行性如下从所观察到的振动浴的1/f光谱。
2002-11-15 quant-ph
Hysteretic method for measuring the flux trapped within the core of a superconducting lead-coated ferromagnetic torus by a linked superconducting tin ring, in a novel Aharonov-Bohm-like effect based on the Feynman path-integral principle
提出了一种新的非局域宏观Aharonov-Bohm效应的实验观测方法，该效应涉及两个由两种不同材料制成的超导环，即铅和锡，其中铅环是一个含有永磁铁磁材料芯的圆环.据预测，在一个磁滞回线感应的磁场施加一个大的外部亥姆霍兹线圈对锡环的应用程序中的剩余字段，将是不对称的，相对于回路的起源。基于费曼的路径积分原理的附录是这些预测的基础。
2012-05-28 quant-ph
Noise-induced transport in the motion of trapped ions
噪声和量子相干性在传输中的相互作用产生了与各种系统相关的丰富动力学。在这项工作中，我们提出了一个实验测试噪声诱导的运输链的振动模式的捕获离子的建议。我们专注于横向模式的情况下，考虑多同位素链和“角陷阱”，其中的横向捕获沿链变化。这种变化引起的运动模式的本地化，因此抑制运输。通过适当地选择耦合到离子的内部和外部自由度的激光场的作用，我们展示了如何在模式上实施有效的局部退相，加宽振动共振。这导致局部模式频率的重叠，从而引起沿链的激发的运输的显著增加。我们提出了一个实施和测量方案，既不需要基态冷却，也不需要低的加热速率，我们说明了我们的结果与模拟的动态链的三个离子。
2016-11-22 quant-ph
Quantum signatures of chaos in the dynamics of a trapped ion
我们展示了如何一个非线性混沌系统，参数踢非线性振荡器，可能会实现在一个被困的，激光冷却的离子，相互作用的驻波脉冲序列的动态。与最初的光学方案[G. J. Milburn和C. A. Holmes，Phys. Rev A，44，p4704，（1991）]不同，捕获的离子能够以最小的耗散实现强量子动力学。这应该允许对混沌的量子特征之一进行实验测试;平均振动能量的不规则崩溃和复兴动力学。
1996-11-14 quant-ph
Site-dependent control of polaritons in the Jaynes Cummings Hubbard model with trapped ions
本文在俘获离子体系中实现了JCH模型内极化激元的位点依赖控制，通过分别调节照射各离子的光束频率，在双离子系统中展示了极化激元跳跃阻塞，为人工多体系统的局部精细调控提供了新方法。
2022-11-17 quant-ph
Exact solution of quantum dynamics of a cantilever coupling to a single trapped ultracold ion
预冷悬臂梁的量子行为可以通过耦合到被捕获的超冷离子来高效地探测，其中悬臂梁快速冷却到基态振动态是可能的。我们用压缩态展开法求解耦合系统的动力学，原则上可以得到耦合系统时间演化的精确解。与行波近似下的处理相比，我们可以更精确地描述悬臂梁的量子行为。
2005-12-21 quant-ph
Heat flow reversal in a trapped-ion simulator
我们提出了一个囚禁离子平台来模拟与量子热力学过程相关的可重构自旋-自旋哈密顿量。从一个实验模型描述两个被困离子下轻微偏离共振的第一边带驱动单独控制的驱动相位，我们遵循操作量子光学方法，以表明它产生一个有效的模型出现在最近的量子热力学建议。我们表明，投影到振动基态流形允许充分的分析处理。作为一个实际的例子，我们采取的实验数据从$^{187}$ Yb $^{+}$陷阱和数值模拟的两个热自旋的量子关联控制之间的热流反转。
2020-02-26 quant-ph
Sympathetic Wigner function tomography of a dark trapped ion
提供了一种通过对同一阱中另一离子的荧光检测来重建被捕获离子运动状态的维格纳函数的协议。这种“交感神经断层扫描”的暗离子没有适合于状态测量的光学转换是基于其运动状态到离子对的集体模式之一的映射。该振动本征模的量子态随后通过亮离子的边带激发来测量。导出了实现所需状态转移和读出的物理过程，并对不同质量比的方案的实现进行了评估。
2011-10-21 quant-ph
Coherently manipulating cold ions in separated traps by their vibrational couplings
最近的实验[K. R. Brown等人，Nature 471，196（2011）;和M. Harlander等人，Nature 471，200（2011）]已经证明了对单独限制在分离的离子阱中的两个离子的外部振动的相干操纵。利用这些最近开发的技术，我们在这里提出了一种实现相干操作的方法，例如，通用的量子门，在分离的离子阱量子比特之间，由被捕获离子的两个内部原子状态编码。我们的建议超出了通常的Lamb-Dicke限制，并可以应用到可扩展的离子阱耦合的振动。
2011-06-20 quant-ph
Trapped-ion Lissajous trajectories
在这里，我们提出了一个协议，用于生成Lissajous曲线与被困离子的工程Rashba和Dresselhaus型自旋轨道相互作用在保罗陷阱。我们的装置提供的独特的各向异性Rashba $α_{x}$、$α_{y}$和Dresselhaus $β_{x}$、$β_{y}$耦合也使我们能够获得“不寻常的”Zitterbewegung，即，电子相对论性颤动运动的半导体模拟物，在没有磁场的情况下具有摆线轨迹。我们还介绍了有界SO相互作用，局限于一个上限振动子空间的Fock状态，作为一个额外的机制来操纵被困离子的Lissajous运动。最后，我们占耗散效应的振动自由度的离子，并发现Lissajous轨迹仍然是强大的，以及现实的参数定义。
2015-02-25 cond-mat.mes-hall quant-ph
Simulating spin-boson models with trapped ions
我们提出了一种方法来模拟自旋玻色子模型的动力学与小晶体的被困离子的电子自由度的一个离子被用来编码的自旋，而集体振动自由度被用来形成一个有效的谐波环境。我们的方法的关键思想是，一个单一的阻尼模式可以用来提供一个谐波环境与洛伦兹谱密度。更复杂的谱函数可以通过组合几个单独的阻尼模式来定制。我们建议使用混合物种晶体，这样一个物种用于编码自旋，而另一个物种用于冷却振动自由度以设计环境。自旋耗散的强度可以通过调节自旋和振动自由度之间的耦合来控制。用这种方法，可以只用少量的离子来模拟具有宏观和非马尔可夫环境的自旋玻色子模型。我们通过模拟实验与现实的参数，并通过计算的定量措施表明，动态是真正的非马尔可夫的方法。
2017-04-03 cond-mat.stat-mech quant-ph
Effective cross-Kerr nonlinearity and robust phase gates with trapped ions
我们推导出一个有效的哈密顿量，它描述了一个系统中的交叉克尔型相互作用，其中包括一个两能级的囚禁离子耦合到腔内的量子化场。我们假设离子和场之间存在很大的失调（色散极限），这导致相互作用汉密尔顿涉及（玻色子）离子振动运动和场数算符的乘积。我们也证明了基于我们的哈密顿量的相位门操作的可行性。该门对自发发射不敏感，自发发射是量子计算实际实现的重要特征。
2005-12-17 quant-ph
Simple experimental methods for trapped ion quantum processors
描述了两种技术，简化了测量和操纵存储在捕获离子中的量子信息的实验要求。第一种是一种新的技术，使用电子搁置测量的人口的塞曼次能级的基态，在一个离子，没有循环过渡存在于任何这些次能级。第二种技术是激光冷却到振动基态，而不需要在Lamb-Dicke极限下工作的陷阱。这需要在子反冲状态下进行边带冷却。我们提出了一个彻底的分析边带冷却的一个或一对边带同时。
1998-02-23 quant-ph
Implementation of qutrit-based quantum information processing via state-dependent forces on trapped ions
我们提出了一个通过囚禁离子的态依赖力实现qutrit系统量子逻辑和纠缠的方案。通过利用存在库仑相互作用的激光-离子耦合，推导出适用于普适量子操纵的一组量子门运算，包括两个量子位组上的条件相移以及单个量子位组上的任意SU（3）旋转。作为例子，我们详细演示了如何利用这些门资源来产生两个量子态的最大纠缠态。除了对捕获离子的振动加热不敏感之外，本方案还通过适当地设计激光-离子相互作用的脉冲配置而显示出可扩展性。
2006-08-12 quant-ph
Dissipation-Assisted Quantum Information Processing with Trapped Ions
我们介绍了一个计划，以执行耗散辅助量子信息处理考虑现实的退相干率，例如，由于运动加热的离子阱。通过连续的交感冷却，我们克服了陷阱加热，并表明阻尼振动激发仍然可以用来调解相干相互作用以及集体耗散效应。我们描述了如何控制他们的相对强度实验，允许协议的相干或耗散产生的纠缠。该方案可以扩展到更大的离子寄存器，用于相干或耗散多体量子模拟。
2013-03-19 quant-ph
Quantum parameter estimation of nonlinear coupling in trilinear Hamiltonian with trapped ions
本文提出了一种有效的测量线性离子晶体中集体轴向呼吸模和径向摇摆模之间由库仑斥力引起的非线性耦合的方法。量子传感技术是基于激光诱导的振动模式之一和内部离子的自旋状态之间的耦合，其允许通过测量声子概率分布或直接观察离子自旋状态的Ramsey型振荡来估计非线性耦合。我表明，由于存在非线性声子耦合的离子自旋态和轴向呼吸模式之间的非共振相互作用导致自旋相关的径向摇摆模式的声子压缩。因此，非线性耦合可以通过测量运动压缩态的布居数分布来估计。此外，我表明，非共振之间的相互作用的自旋和径向摇摆模式创建一个自旋相关的分束器操作之间的两个振动模式。因此，可以通过检测离子自旋布居来进行参数估计。最后，通过在两个集体模之间引入一个纠缠态，证明了测量不确定度的精度可以达到海森堡极限。
2021-12-23 quant-ph
Vibrational Decoherence in Ion-Trap Quantum Computers
退相干研究的一个有吸引力的建议，实际实现的量子计算机的基础上捕获的离子。重点讨论了离子振动引起的退相干，并与离子激发态的自发发射引起的退相干进行了比较。利用振动激发和离子内电子激发在时间尺度上的巨大差异，使计算变得易于处理。由于后者快了几个数量级，因此使用绝热近似将它们积分出来，并找到离子的电子态演化为不存在振动耦合时的包含概率P（t），以及离子演化为任何状态的概率。退相干时间是在零温度和任何数量的离子N在计算机中找到的。比较与自发发射退相干，并讨论了陷阱电压和其他参数应如何缩放与N的影响。
1998-03-25 quant-ph
Measuring Correlation and Entanglement between Molecular Orbitals on a Trapped-Ion Quantum Computer
本研究利用离子阱量子计算机计算冯·诺依曼熵，量化强关联分子轨道间的相关性与纠缠，并通过超选择定则和噪声抑制技术实现高精度测量，发现单轨道纠缠仅在存在相反自旋开壳层组态时出现。
2025-08-06 quant-ph
Fluorescence during Doppler cooling of a single trapped atom
利用半经典方法研究了初始热态单囚禁原子在弱束缚态下多普勒冷却的时间动力学。我们开发了一个分析模型的最简单的情况下，一个单一的振动模式的谐波陷阱，并显示该模型如何使我们能够通过观察冷却过程中的荧光率来估计被困粒子的初始能量。这种温度测量的实验实现提供了一种通过观察在没有冷却的情况下的温度上升来测量原子加热速率的方法。与传统的边带检测方法相比，该方法在技术上相对简单，并且这两种方法是合理的一致。我们还讨论了RF微动的影响，相关的被困原子离子，和冷却动力学上的振动模式之间的耦合的效果。
2007-07-09 physics.atom-ph quant-ph
