Tomography of Quantum Spinor States
描述二能级原子态的正概率分布（类似于辛层析成像计划）的可能性被认为是。因此，旋转群的不可约表示的基础可以通过由球面上的点参数化的自旋投影的概率分布族来实现。此外，还讨论了对称陀螺模型描述的分子和原子核转动态的层析成像。
1998-07-15 quant-ph
Self-calibrating Quantum State Tomography
我们介绍和实验证明了一种技术，用于执行量子态层析成像的多量子比特状态，尽管不完整的知识用于改变测量基础的酉操作。给定具有未知旋转角度的幺正操作，我们的方法可以用来重建直到局部sigma-z旋转的状态的密度矩阵，以及恢复未知旋转角度的大小。我们展示了高保真度自校准断层扫描偏振编码的单光子和双光子状态。未知的单一操作通过两种方式实现：使用双折射聚合物片--廉价的智能手机屏幕保护器--或者具有可调延迟的液晶波片。我们探索我们的技术如何可以适应量子态层析成像系统，如生物分子的跃迁偶极矩的大小和方向是不知道高精度。
2012-08-02 quant-ph
Continuous variable quantum state tomography of photoelectrons
我们提出了一个连续变量的量子态层析协议的电子产生的电离原子或分子的吸收极紫外光脉冲。我们的协议是基准对直接计算的量子态的光电子喷射从氦和氩在附近的法诺共振。在后一种情况下，我们进一步提取由于自旋轨道分裂的离子-光电子纠缠。这为研究超快时间尺度上的量子相干性和纠缠特性开辟了新的途径。
2022-02-14 physics.atom-ph quant-ph
Phase Space Tomography of Matter-Wave Diffraction in the Talbot Regime
本文报道了德布罗意干涉中大分子运动量子态的维格纳分布函数（WDF）重建的理论研究。富勒烯等的德布罗意干涉已经证明了这些重粒子的波动行为，而我们的目标是提取更多关于运动中叠加量子态的定量信息。我们模拟重建的WDF数值分析概率分布的基础上，并通过改变参数，这是相关的实验研究其属性。即使在近场实验中描述的WDF不能完全重建，我们观察到负性，即使在部分重建的WDF。我们进一步考虑非相干因素来模拟实验情况，如有限数量的狭缝，准直，粒子-狭缝范德华相互作用。在此基础上，我们找到了在分子Talbot-Lau干涉术中由Talbot干涉条纹重建WDF的实验条件。
2012-03-04 physics.atm-clus physics.atom-ph quant-ph
Time resolved quantum tomography in molecular spectroscopy by the Maximal Entropy Approach
本研究提出基于最大熵的量子态层析方法，通过构建分子角分布矩和角动量相干算符，首次实现了光激发氨分子电子子系统纠缠熵的构建与量化，揭示了电子与核自由度的耦合效应。
2024-07-23 physics.chem-ph quant-ph
Tomographic imaging of complete quantum state of matter by ultrafast diffraction
量子层析成像（quantum tomography，QT）能够直接获得光子态的Wigner函数和密度矩阵，对量子光学、量子计算和量子信息产生了重大影响。通过对每个自由度的演化进行适当的测量，可以确定所观察到的光子系统的完整量子态。第一个将QT的应用扩展到重建物质波包的完整量子态的建议，在分子的超快衍射成像和泵浦探测光谱学中引起了极大的兴趣。随着超快电子和X射线衍射技术的出现，这种兴趣得到了提高，这些技术使用电子加速器和X射线自由电子激光来增加所观察到的核和电子分布的时间分辨率。然而，在这一领域的巨大兴趣已经被一个不可能定理的例证所缓和，这个定理被称为维数问题。由于不能将幺正演化与分子运动的每一个自由度相关联，量子层析成像不能用于一维以上，并且绝对排除了分子的大多数振动和所有旋转运动。在这里，我们提出了一个理论上的进步，以克服臭名昭著的尺寸问题。解决这个具有挑战性的问题是重要的推动成像分子动力学的量子极限。新的理论解决了这个问题，这使得量子层析成像成为超快物理学中真正有用的方法，并使量子版的分子电影成为可能。有了新的理论，量子层析成像最终可以被提升到足够的水平，成为重建物质量子态的通用方法，而不受一维的限制。我们的新概念被证明使用激光对准的氮分子的超快衍射实验的模拟数据集。
2020-12-22 quant-ph
Strong-Field Molecular Ionization Beyond The Single Active Electron Approximation
本研究利用含时组态相互作用（TDCI）方法求解双电子H2分子的含时薛定谔方程，探讨了单活跃电子近似在强场电离中的定量极限，揭示了中等核间距下电离概率的非单调行为，并通过REMPI机制给出了解释。
2022-09-15 physics.atom-ph quant-ph
An Error Mitigated Non-Orthogonal Quantum Eigensolver via Shadow Tomography
Berkeley Center for Quantum Information and Computation（伯克利量子信息与计算中心）；Department of Chemistry, University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校化学系）
本文提出一种结合影子全息术的非正交量子本征解算器，通过降低测量成本和量子资源需求，实现更高效的电子结构计算。
2025-04-23 quant-ph
Quantum process tomography with informational incomplete data of two $J$-coupled heterogeneous spins relaxation in a time window much greater than $T_1$
在室温下，我们重建了一个双自旋系统在液态核磁共振中的弛豫过程所对应的含时量子映射。通过处理信息不完整数据的量子断层扫描技术，我们展示了如何正确的后处理和规范化的测量数据的量子信息处理的模拟，克服了未知数量的分子准备在非平衡磁化状态（$N_j$）的初始序列的射频（RF）脉冲。从重建的量子映射，我们推断纵向（$T_1$）和横向（$T_2$）弛豫时间，并介绍了$J$耦合弛豫时间（$T^J_1,T^J_2$），这是相关的量子信息处理模拟。我们表明，与松弛过程相关联的地图不能假设近似单位和保迹的时间大于$T_2^J$。
2015-10-06 quant-ph
Mapping single electron spins with magnetic tomography
映射单电子自旋的位置对于诸如纳米级磁共振成像和量子网络表征的应用是高度期望的能力。在这里，我们展示了一种基于旋转外部磁场的方法来识别量子自旋传感器附近的单电子自旋的精确位置。我们使用金刚石中的氮空位中心作为量子传感器，并通过改变磁场矢量来调制晶体中与邻近电子自旋的偶极耦合。偶极耦合的调制包含关于自旋坐标的信息，从中我们以0.9 μ π ι的不确定性提取其位置。结果表明，该方法可以实现距离传感器10 nm以内的电子自旋的纳米级定位.我们讨论了该方法的适用性映射超精细耦合电子自旋，并表明它可以应用于定位氮氧自由基。磁层析成像方法可用于距离测量，以研究单个分子的结构。
2022-11-10 cond-mat.mes-hall quant-ph
Microscopic electronic structure tomography of Rydberg macrodimers
精确控制和分子的研究是具有挑战性的，因为内部自由度和局部坐标的变化通常在实验中不受控制。采用量子气体显微镜来定位和解析Rydberg大分子二聚体状态的原子，几乎解决了所有这些挑战，并使分子框架的独特访问成为可能。在这里，我们展示了这种方法的力量，并提出了第一个光缔合不同的分子对称性的研究，其中相对于所施加的磁场，激发光的偏振和初始原子状态的分子取向完全控制。所观察到的特征依赖性允许的分子状态的电子结构断层扫描。我们还观察到一个取向依赖的塞曼位移，并揭示了它所造成的超精细相互作用的macrodimer状态的显着影响。最后，我们展示了控制工程的静电结合电位在两个交叉对电位的充满活力的附近打开一个缺口。
2020-10-05 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Electric g Tensor Control and Spin Echo of a Hole-Spin Qubit in a Quantum Dot Molecule
证明了通过电g张量控制量子点分子中空穴自旋的高保真单量子比特操作的可行性。除了一个恒定的外部磁场，所提出的方案允许一个专门的电控制的孔自旋。现实的电栅极偏置配置文件确定各种量子位操作使用过程层析成像为基础的最佳控制。他们被证明是非常强大的对退相干和耗散所产生的与主机晶格核自旋和声子的相互作用的孔，与$\approx$的保真度损失为1%的门操作时间为$\approx 10$ ns。自旋回波实验的孔自旋建模，探讨退相机制和脉冲定时缺陷的作用，对栅极保真度损失进行了讨论。
2010-03-03 cond-mat.mes-hall quant-ph
A Laboratory Frame Density Matrix for Ultrafast Quantum Molecular Dynamics
在大多数情况下，考虑共振激发分子的超快动力学，并且几乎总是在分子框架中计算，而实验是在实验室框架中进行的。在这里，我们提供了一个形式主义的实验室框架密度矩阵，连接在分子框架中的量子动力学的实验室框架，提供了一个透明的计算和测量之间的联系。的形式主义表明，在任何这样的实验中，分子的框架动力学不同的分子在不同的取向和某些cohesiveness这是潜在的实验访问被拒绝的取向平均约化振动密度矩阵。相反，分子角分布矩（MADM）被引入作为一个更准确的表示实验可访问的信息。此外，形式主义提供了一个明确的定义的分子框架量子断层扫描，并指定的要求进行这样的测量，使分子框架振动动力学的实验成像。成功地完成这样的测量完全表征了分子在实验室框架中的任何取向的分子框架量子动力学。
2022-09-23 physics.atom-ph physics.chem-ph quant-ph
Enhancing quantum computations with the synergy of auxiliary field quantum Monte Carlo and computational basis tomography
QC-CBT-AFQMC通过结合计算基态态学与辅助场量子蒙特卡洛方法，提高了量子计算的精度和效率，适用于分子能谱和反应势垒的计算。
2025-10-11 quant-ph
Experimental Implementation of Discrete Time Quantum Random Walk on an NMR Quantum Information Processor
本文提出了一种利用三量子比特液态核磁共振（NMR）量子信息处理器（QIP）在正方形上实现离散时间量子行走的实验方法。相反，它的经典对应，我们观察到完全干涉后，一定的步骤和周期性的演变。完整的状态断层扫描已被执行的八个步骤，使一个完整的时期。结果与预期的状态具有极高的保真度，并清楚地显示了量子干涉在行走中的影响。我们还显示和讨论的重要性，选择一个分子与自然的哈密顿很适合NMR QIP通过实施相同的算法上的第二个分子。最后，我们通过实验证明了每一步后的退相干使量子行走的统计趋于经典随机行走的统计。
2005-07-28 quant-ph
Sparse Quantum Voxel Encoding for Readout-Efficient Molecular Geometry Reconstruction on NISQ Devices
NTT DATA Italy（NTT DATA 意大利）；NTT DATA Germany（NTT DATA 德国）
针对NISQ设备，提出稀疏量子体素编码将分子重建转化为计算基支撑恢复，实验在IBM Kingston设备上以少量采样实现了高召回率的分子几何重建，提升了读出效率。
2026-07-30 cs.DS quant-ph
Orbital-Rotation Shadow Tomography Reduces the Classical Cost of Quantum-Classical Auxiliary-Field Quantum Monte Carlo
IonQ Inc（IonQ公司）
本研究提出轨道旋转阴影层析，将QC-AFQMC经典后处理成本降至多项式级，并证明估计器无偏且方差有界，GPU实现显示并五苯体系后处理仅需两天，大幅提升可扩展性。
2026-10-05 physics.class-ph quant-ph
A Robust Method for Estimating the Lindblad Operators of a Dissipative Quantum Process from Measurements of the Density Operator at Multiple Time Points
我们提出了一个强大的量子过程层析成像的方法，它产生了一组Lindblad运营商，最佳地适合测量的密度运营商在一系列的时间点。这种方法的好处说明使用一组液态核磁共振（NMR）测量的分子含有两个耦合的氢核，这是足以充分确定其松弛超算子。有人发现，完整的正约束，这是必要的存在的Lindblad运营商，也是必不可少的获得一个强大的适合的测量。这里采取的一般方法有望在研究耗散量子过程中，目前正在开发的量子信息处理的目的，在许多不同的实验系统中广泛使用。
2002-11-10 quant-ph
High-Resolution Dynamical Eigenspectroscopy via Variational Trotter Compression on a Superconducting Qubit Processor
Zhejiang Province Key Laboratory of Quantum Technology and Device, School of Physics, Zhejiang University（浙江大学物理学院）；Tencent Quantum Laboratory, Tencent（腾讯量子实验室）
本文提出并实验验证了一种基于变分 Trotter 压缩的动力学本征谱学协议，在 9 量子比特超导处理器上成功提取了 H2 分子和 Fermi-Hubbard 模型的精细能级，精度达 2×10^-3。
2026-09-09 quant-ph
