Evolution of different orders of coherence of a three-qubit system and their protection via dynamical decoupling on an NMR quantum processor
本文在三量子比特NMR系统中生成不同阶相干性，并利用鲁棒动力学解耦序列保护各阶相干性，成功保护了星形态中的两量子比特纠缠。
2024-11-11 quant-ph
Quantum coherence and entanglement preservation in Markovian and non-Markovian dynamics via additional qubits
本文研究了通过在零温度热库中加入非相互作用的量子比特，单量子比特与热库相互作用时保持量子相干性的问题。此外，我们扩展了这个方案，以保持两个和三个遥远的量子比特之间的量子纠缠，其中每个相互作用的耗散水库独立。在长时间限制下，我们得到了两个和三个量子比特的相干测度和并发度随附加量子比特数目的解析表达式。据观察，通过增加每个库中的额外量子比特的数量，初始相干性和各自的纠缠在马尔可夫和非马尔可夫机制中都得到了完全保护。有趣的是，即使在储层的个别不同行为下，也会发生缠结的保护。
2017-03-11 quant-ph
Lower Bound of $l_{1}$ Norm of Coherence of Bipartite Qubit-Qudit System and its Application in the Detection of Entangled Tripartite Qudit-Qubit-Qudit System
量子相干和量子纠缠是量子信息理论的两大支柱。我们在这里研究这两个重要方面的量子力学之间的任何联系的可能性，同时研究的纠缠检测问题的检测两体高维纠缠态和多体纠缠态。为了达到这个目的，我们利用检测纠缠的准则，推导了二分量子比特-量子系统相干性的$L$范数的下界。利用可分性准则，我们进一步推导了可分二分量子比特-量子系统相干性的$l_{1}$范数的$U$上界。因此，我们发现，如果任何$l_{1}$范数的相干性的二分量子比特-量子双态系统是大于上界的$U$，那么给定的量子比特-量子双态纠缠。最后，利用$U$的上界，得到了可分三态相干性的$l_{1}$范数位于$2 \otimes d \otimes d$、$d \otimes 2 \otimes d$或$d \otimes d \otimes 2$维Hilbert空间中的上界$U_{1}$.我们证明了，如果任何三部分$qubit-qudit-qudit$或$qudit-qubit-qudit$或$qudit-qudit-qubit$系统的相干性的$l_{1}$范数大于所导出的上界$U_{1}$，则给定的三部分系统表示纠缠态.
2022-03-24 quant-ph
Coherence and entanglement dynamics of vibrating qubits
我们研究了振动量子比特的相干和纠缠的动力学。首先，我们考虑一个单一的囚禁离子量子比特内的一个完美的腔，并成功地使用它来构建一个由两个这样的子系统，采取相同的和非相互作用的二分系统。结果表明，无论是单量子比特系统还是双量子比特系统，量子比特的振动都可以导致初始相干性的延长。然而，尽管保持了这种相干性，我们发现两个量子比特之间的纠缠的衰减被量子比特的振动运动加速了。此外，我们强调了腔模式和振动模式之间的光子-声子相关性的动力学，这可能是存储在单量子比特系统中的另一个有用的资源，是如何受到量子比特的初始状态的强烈影响。这些结果提供了关于由移动量子比特组成的系统与固定量子比特系统相比在维持量子资源方面的能力的新见解。
2017-11-01 quant-ph
Memory coherence of a sympathetically cooled trapped-ion qubit
我们证明了一个43 Ca+捕获离子的“记忆”量子位的交感冷却的40 Ca+“冷却剂”离子附近的两个轴向运动模式的基态，同时保持量子位的相干性。这是捕获离子量子计算机的重要组成部分。由于照射两种离子的冷却光，同位素位移足以抑制记忆量子位的退相干和相移。我们在10个边带冷却循环期间测量量子比特相干性，发现每个冷却循环的相干性损失为3.3%。该方法的自然极限是O（0.01%）失真每个冷却循环。
2008-10-06 quant-ph
Coherence control for qubits
我们研究了在比特翻转噪声的影响下，外部驱动场对量子比特相干特性的影响。在存在驱动的情况下，考虑了两种典型的情况：（i）导致在所谓的隧穿相干破坏中适当选择参数的场，以及（ii）与静态量子比特哈密顿量交换的场。在每种情况下，我们给高频驱动的相干时间的下限。这揭示了外场可用于相干稳定的条件。
2003-07-31 quant-ph
Coherence trapping and information back-flow in dephasing qubits
我们研究了相干捕获、信息回流和退相量子比特库谱密度形式之间的相互作用。我们发现，当量子比特经历非马尔可夫动力学时，稳态相干性最大化，并且我们阐明了环境频谱的低频和高频部分所扮演的不同角色。我们表明，低频率完全确定存在或不存在的信息回流，而高频率决定的最大量的相干捕获。
2014-02-21 quant-ph
Short-time coherence of a qubit and measurement apparatus
考虑量子比特的纯退相模型，研究了测量装置对量子相干性的影响。通过对量子位执行非选择性测量，从整个系统的热状态准备初始状态。初始测量后相干性的大小由值$1/2$限定，该值通过特殊的测量方案和低温极限来实现。相干性的大小在确定的短时间尺度上以近似恒定的速度相同地消失、增加或减少，这取决于制备测量的选择。通过选择进一步的特殊测量方案和高温极限，有利于短时增加或减少速度的最大化。测量装置允许经由非选择性制备测量在短时间内操纵量子位的量子相干性。
2021-12-20 quant-ph
Role of initial system-bath correlation on coherence trapping
研究了在纯退相通道中，初始关联于非马尔可夫浴的量子比特的相干捕获。通过考虑初始量子位浴关联和浴谱密度，我们发现初始量子位浴关联比初始可分量子位浴态能产生更有效的相干捕获.通过优化初始关联量子位-浴态的参数和浴态的谱密度，可以使长时间内的稳态相干性达到最大。此外，我们还研究了初始关联对量子比特在稳态相干态下的最大演化速度的影响。
2015-02-09 quant-ph
Quantum coherence of two-qubit over quantum channels with memory
利用相干测度的公理化定义，如$l_{1}$范数和相对熵，研究了两量子比特系统通过量子信道的量子相干性现象，其中信道的连续使用是记忆的.详细讨论了不同类型的有记忆噪声通道，如振幅阻尼、相位阻尼和去极化通道对量子相干性的影响。结果表明，具有记忆的量子信道可以有效地保护相干性免受噪声信道的影响。特别地，作为具有完美记忆的信道，量子相干性不受相位阻尼和去极化信道的影响。此外，我们还研究了具有记忆的量子信道的相干和退相干功率。
2016-12-28 quant-ph
Stabilizing qubit coherence via tracking-control
我们考虑的问题，稳定的相干性的一个单一的量子比特的马尔可夫消相干，通过应用控制哈密顿量，没有任何额外的资源。在这种情况下，既不应用量子纠错/避免，也不应用动态解耦。我们表明，使用跟踪控制，即，控制场对量子比特状态的调节，可以在有限的持续时间内保持相干性，直到控制场发散。
2004-10-06 quant-ph
Inducing nontrivial qubit coherence through a controlled dispersive environment
我们展示了如何色散制度的Jaynes-Cummings模型可能作为一个有价值的工具，开放量子系统的研究。我们采用自下而上的方法来构建一个环境，保持量子比特的能量和诱导不同的相干动力学。然后，我们提出了一个紧凑的表达量子位的相干性，在这里适用于有限数量的热填充模式的情况下，在环境中的推导。我们还讨论了如何调整模型参数，以促进量子比特相干性的短时单调衰减（STMD）的产生。我们的研究结果提供了一个广泛适用的平台，节能开放系统动力学的调查，这是完全掌握目前的量子技术。
2019-03-07 quant-ph
Detection and Classification of Three-qubit States Using $l_{1}$ Norm of Coherence
纠缠是一种纯粹的量子力学现象，因此它没有经典的类似物。另一方面，相干性是经典光学和量子力学中的一个众所周知的现象。最近的研究表明，量子相干性可能成为量子信息理论的一个有用的资源。我们将利用量子相干性对三比特态的纠缠特性进行检测和分类。此外，我们已经证明，如果任何三量子比特状态违反了检测一般的双可分状态的另一个必要条件，那么给定的三量子比特状态不能是双可分状态。由于三量子比特系统只有三类状态，所以如果我们检测到被探测的状态既不是可分状态也不是双可分状态，那么我们可以肯定地得出结论，给定的三量子比特状态是真正的纠缠态。我们用几个例子说明了我们的结果。
2023-02-11 quant-ph
Superconducting qubit in waveguide cavity with coherence time approaching 0.1ms
我们报道了一个超导人造原子，观测到的量子相干性时间T2*= 95 μ s，能量弛豫时间T1= 70 μ s。该系统由一个约瑟夫森结transmon量子比特嵌入在一个空的铜波导腔，其最低本征模色散耦合到量子比特过渡。我们将相干性品质因数相对于先前报告的四倍增加归因于旨在减少来自残余腔光子的量子位退相的设备修改。这个简单的装置作为一个强大的和容易生产的人工量子系统，其固有的相干性足以允许测试量子纠错有很大的希望。
2012-02-24 quant-ph
Steady state coherence in a qubit is incompatible with a quantum map
University of Aarhus（奥胡斯大学）
该研究指出量子比特中的稳态相干性与量子映射不相容，通过Redfield方法和Lindblad方程的对比分析得出这一结论。
2026-02-18 quant-ph
Characterize noise correlation and enhance coherence via qubit motion
空间噪声关联的识别在量子纠错器件的研制中具有重要意义，但迄今为止对空间噪声关联的研究还很少。在这项工作中，我们利用一种称为量子比特运动的有效新方法，有效地确定7量子比特超导量子系统中任何一对量子比特之间的噪声相关。当量子比特处于不同的工作频率时，相同的量子比特对之间的噪声相关性也被研究。此外，在存在噪声关联的多量子比特系统中，我们证明了量子比特运动对逻辑量子比特相干性的增强作用，并提出了一种Motion-CPMG操作序列来更有效地保护逻辑状态不受退相干的影响，实验证明该操作序列将逻辑量子比特的退相干时间延长了近一个数量级。
2020-10-27 quant-ph
Qubit Assisted Probing of Coherence Between States of a Macroscopic Apparatus
我提出了一个一般的计划，通过它的叠加涉及不同的经典类态的宏观系统的证据可以进行探讨。该方案依赖于一个量子比特被耦合到一个宏观谐振子，以这种方式，它可以用来准备和探测宏观叠加。提出了两种可能实现的方案，一种是将通量量子比特耦合到LC电路，另一种是将离子阱量子比特耦合到几个离子的集体运动。
2003-08-22 quant-ph
Default-off inter-qubit interactions in NMR quantum computing in rotating solids
介绍了一种偶极重耦合技术，作为实现魔角自旋下固态核磁共振量子门操作的新方法。量子位间相互作用的默认关闭性质提供了一种简单的方式来控制操作，而不需要复杂的量子位去耦脉冲。
2005-12-02 quant-ph
14-qubit entanglement: creation and coherence
我们报告了高达14个量子比特的Greenberger-Horne-Zeilinger状态的创建。通过研究最多8个离子随时间的相干性，我们观察到与量子比特数的平方成比例的衰减。所观察到的衰减与理论模型一致，该模型假设系统受相关高斯相位噪声的影响。这个模型适用于目前大多数朝着量子计算和量子精密测量发展的实验系统。
2011-03-23 quant-ph
Coherence and entanglement under three qubit cloning operations
相干和纠缠是实现各种量子信息处理任务的两个最关键的资源。在这里，我们研究了不同的三个量子比特的量子克隆操作的作用下的相干和纠缠的相互作用。考虑到某些著名的量子克隆机（输入状态独立和依赖），我们提供了它们执行的相干和非相干操作的例子。我们证明了在非相干克隆操作下，输出纠缠和相干都可能消失。另一方面，相干克隆操作可以用于构造通用的和最优的相干机。在相干克隆操作下，即使输入相干可以忽略，输出两量子比特纠缠也可以达到最大。也可以产生与输入状态的性质无关的固定量的纠缠。
2018-12-14 quant-ph
Thermally-induced qubit coherence in quantum electromechanics
量子相干性是量子系统处于正交量子态叠加的能力，是量子力学的一个显著特征，它标志着对经典物理的偏离。相干在量子传感和计量学、量子热力学和计算中有着广泛的应用。一个特别有趣的是，可以观察到从热能以反直觉的方式产生的相干性，而不需要实施涉及相干驱动序列的复杂协议。在这篇手稿中，我们研究了量子相干性出现在一个混合系统由一个两能级系统（量子比特）和一个热量子谐振子（材料力学振荡器），最近的实验进展的启发，在这样的系统的制造。我们表明，量子相干性是创建在这样一个复合系统中的部件的相互作用，并持续相关的阻尼。这种方案的实现将证明以前未观察到的相干产生机制，并且可以有益于具有机械振荡器和量子比特的混合量子技术。
2022-06-09 quant-ph
Improving qubit coherence using closed-loop feedback
超导量子比特是一个很有前途的平台，可以用来构建更大规模的量子处理器，从而解决其他难以解决的问题。为了使处理器达到实际可行性，需要进一步抑制门误差并在延长的时间段内保持稳定。随着量子比特控制的最新进展，单量子比特和双量子比特门的量子数在许多情况下都受到量子比特相干时间的限制。在这里，我们实验采用闭环反馈来稳定超导transmon量子比特的频率波动，从而增加其相干时间的26%，并降低单量子比特的错误率从$(8.5 \pm 2.1)\times 10^{-4}$到$(5.9 \pm 0.7)\times 10^{-4}$。重要的是，即使远离量子位通量噪声不敏感点，所产生的高保真度操作仍然有效，显著增加了量子位可以高保真度操作的频率带宽。这种方法在大型量子位网格中很有帮助，其中量子位之间的频率拥挤和寄生相互作用限制了它们的性能。
2021-05-03 quant-ph
Coherence of qubits based on single Ca$^+$ ions
二能级离子系统，其中量子信息被编码在长寿命状态（量子比特），被广泛讨论的量子信息处理。我们提出了一个收集的测量表征量子比特的稳定性的基础上的$S_{1/2}$ - $D_{5/2}$过渡的单个$^{40}$钙$^+$离子在线性保罗陷阱。我们发现$\simeq$ 1毫秒的相干时间，讨论的主要技术限制和概述可能的改进。
2002-11-11 quant-ph
Coherence evolution in two-qubit system going through amplitude damping channel
本文分析了两量子比特系统中量子相干性在振幅阻尼通道中的演化。在它们多次通过这个通道之后，我们分析了系统的输出状态的相干性。当只有一个子系统通过通道时，当且仅当这个子系统是不相干的并且另一个子系统满足辅助条件时，才会发生冻结相干。当两个子系统通过这个量子信道时，当且仅当两个子系统都是非相干的时，量子相干性可以被冻结。我们还研究了最大非相干-相干态相干性的演化，并导出了一个或两个子系统通过振幅阻尼通道后的输出态方程。
2017-12-28 quant-ph
Complementary relations of entanglement, coherence, steering and Bell nonlocality inequality violation in three-qubit states
本文提出了任意三量子比特状态中纠缠、相干性、导引不等式违背与贝尔非定域性之间的互补关系，揭示了这些量子特性间的深刻基本联系。
2023-04-29 quant-ph
Quantum Coherence in a One-Electron Semiconductor Charge Qubit
研究了由GaAs双量子点构成的半导体电荷量子比特中的量子相干性，在耗尽栅上施加电压脉冲驱动量子比特旋转，并利用量子点接触电荷探测器实现了非侵入状态读出.我们在电荷简并点测量到~7 ns的最大相干时间，其中量子比特能级分裂对栅极电压波动是一阶不敏感的。我们比较测量的相干时间作为一个函数的失谐与预测从1/f噪声模型。
2011-05-07 cond-mat.mes-hall quant-ph
Coherence Conservation of a Qubit Coupled to a Thermal Dissipating Environment
结果表明，当系统耦合到快速耗散环境时，主系统的量子相干性是守恒的[arXiv：0709.0562].这种现象被称为量子擦除效应。在这里，这种效果进行审查和分析证明的模型系统组成的一个量子位系统耦合到一个快速耗散的环境扩展到一个环境中的热平衡。
2008-02-12 quant-ph
High coherence hybrid superconducting qubit
我们测量了一种新的超导量子比特{ \em低阻抗通量量子比特}的相干性，发现了$T_2^* \sim T_1 \sim 1.5μ$。它是一个三结通量量子比特，但结临界电流的比例被选择为使量子比特的势具有单阱形式。其大分流电容的低阻抗保护其免受退相干。该量子比特具有适度的非谐性，与所有其他流行的量子比特设计相比，其符号是相反的。量子位以$λ/2$配置电容耦合到高Q谐振器，这允许量子位的状态被分散地读出。
2010-03-16 cond-mat.supr-con quant-ph
Extending qubit coherence by adaptive quantum environment learning
退相干是量子比特与其周围环境相互作用的结果，它对量子技术的发展提出了严峻的挑战。最近，研究人员已经开始分析实时哈密顿学习方法如何基于比环境波动更快地估计量子比特状态来抵消退相干。在这项工作中，我们研究了如何利用学习过程中使用的量子测量的反作用来扩展量子比特的相干性。我们提出了一种自适应协议，通过学习量子位环境，缩小了可能的环境状态的分布。虽然量子测量的结果是随机的，我们表明，测量设置的实时自适应（基于以前的结果）允许确定性的减少浴分布的宽度，从而增加量子比特的相干性。我们数值模拟的协议的性能的氮空位中心在金刚石受到稀释浴的$^{13}$ C核自旋，发现一个相当大的改善非自适应策略的性能。
2019-11-27 quant-ph
Coherent manipulation of interacting electron qubitson solid neon
Harvard University（哈佛大学）；Argonne National Laboratory（阿贡国家实验室）；University of Chicago（芝加哥大学）；National High Magnetic Field Laboratory（国家高磁场实验室）；Florida State University（佛罗里达州立大学）；University of Notre Dame（圣母大学）
研究通过固态氖表面的自然限制实现了多个相互作用电子量子比特的相干操控，实现了62.5MHz的量子比特耦合强度，并实现了CR和bSWAP双量子比特门，为扩展量子信息处理提供新路径。
2026-03-31 quant-ph
The high-coherence fluxonium qubit
我们报道了超导磁通鎓量子比特，其相干时间在很大程度上受到能量弛豫的限制，并且可重复地满足T2 > 100微秒（在一个设备中T2 > 300微秒）。此外，给定表面损耗角正切和1/f通量噪声幅度的现有技术值，相干性可以进一步提高超过1毫秒。我们的结果违反了一个普遍的观点，即超导电路中的约瑟夫森结的数量-这里超过100-必须最小化以获得最佳量子比特相干性。我们概述了如何独特的fluxonium组合的长相干时间和大的非谐性可以受益于基于门和绝热量子计算。
2018-10-25 cond-mat.supr-con quant-ph
Efficient purification protocols using iSWAP gates in solid-state qubits
我们展示了一个有效的纯化协议，在固态量子比特通过取代通常的双边CNOT门的双边iSWAP门。我们还表明，这种替代可以应用于育种和哈希协议，这是有用的量子态纯化。这些替换减少了脆弱和繁琐的双量子位操作的数量，使固态量子位的量子信息处理更加可行。作为例子，我们还提出了所需的时间进行状态纯化使用超导或半导体量子位的定量分析。
2008-07-30 quant-ph
Generating Majorana qubit coherence in Majorana Aharonov-Bohm interferometer
提出了一种由两个拓扑超导链（TSC）组成的Aharonov-Bohm干涉仪来产生相干的Majorana量子比特，每个量子比特由两个具有确定费米子宇称的Majorana零模（MZM）组成.我们得到了广义精确主方程及其解，并研究了MZM量子比特态在各种操作下的实时动力学。我们证明，通过调整的磁通量，退相干率可以修改显着，可以产生无耗散MZM。通过向引线施加偏置电压，可以操纵MZM量子比特相干性并产生几乎纯的Majorana量子比特叠加态。此外，具有不同费米子宇称的MZM量子位之间的宇称翻转可以通过控制引线与TSC之间的耦合来实现。
2021-02-21 cond-mat.mes-hall quant-ph
Insufficiency of avoided crossings for witnessing large-scale quantum coherence in flux qubits
基于用约瑟夫森结分段的超导回路进行实验（例如，通量量子比特）显示宏观量子行为的意义上薛定谔的猫的例子？最近在这场辩论中提出了各种基于微观和现象学模型的论点。我们通过适应（通量量子比特）大尺度量子相干性的框架来解决这个问题，该框架已经成功地应用于自旋系综和光子系统。我们表明，当代实验可能会显示量子相干性超过100倍以上的经典制度的实验。然而，我们认为，经常使用的示范避免交叉的能量谱是不足以作出结论的存在大规模的量子相干性。提出了替代的、严格的证人。
2018-04-27 quant-ph
Coherence and decoherence in photon spin-qubit entanglement
我们研究了具有非简并下能级的$Λ$系统中自发产生相干和光子自旋量子比特纠缠或“飞行量子比特”的动力学。比较了频率纠缠和频率和偏振纠缠的情况，分析了约化密度矩阵和纠缠熵。我们详细探讨了当量子比特态之间的能量差大于激发态的线宽时，哪条路径信息是如何抑制相干性的。提供了一个框架来描述完整的动力学自发产生的相干性和（理想）光电探测获得后测量量子位密度矩阵。实现了一个简单的光电探测模型，该模型利用量子擦除器来抑制探测测量中的路径信息。发现这种量子擦除器净化了与最近的实验建立联系的测量后量子比特密度矩阵。
2013-03-18 cond-mat.mes-hall quant-ph
High-Coherence Quantum Acoustics with Planar Superconducting Qubits
本文将高泛音体声波谐振器与平面超导量子比特架构集成，实现了高相干量子声学，并演示了高协同度与弱耦合下的声学诱导透明机制，为声学谐振器在量子技术中的新应用奠定基础。
2024-10-14 quant-ph
Engineering Coherence and Ergotropy through Spatial Arrangement of Environmental Channel in a Two-Qubit Quantum Battery
Indian Institute of Technology Guwahati（印度理工学院古瓦哈提分校）
该研究探究双量子比特量子电池的环境通道空间排布对相干性与功提取的影响，采用XY交换耦合量子比特，发现共置配置可保留更多全局功熵，二者为调控可提取功提供互补机制。
2026-08-31 quant-ph
Enhancing Spin Coherence in Optically Addressable Molecular Qubits through Host-Matrix Control
光学可寻址自旋是量子信息科学的一个有前途的平台，因为它们结合了长寿命的量子比特和用于外部量子比特控制和读出的自旋光学接口。化学合成这种系统的能力-产生光学可寻址的分子自旋-提供了一种模块化的量子位架构，可以在不同的环境中传输，并通过自下而上的设计和合成为目标应用进行原子定制。在这里，我们展示了如何在这样的光学可寻址分子量子比特的自旋相干性可以通过工程控制他们的主机环境。通过将基于铬（IV）的分子量子比特插入到非同构主机矩阵中，我们通过横向零场分裂产生噪声不敏感的时钟跃迁，这在使用同构主机时是不存在的。这种宿主矩阵工程导致在核和电子自旋丰富的环境中光学可寻址分子自旋量子位的自旋相干时间超过10微秒。我们从第一性原理出发，模拟了自旋相干性对横向零场分裂的依赖关系，并用四个不同的分子系统进行了实验验证。最后，我们通过对光学线宽和自旋-晶格弛豫时间等关键参数的研究，探讨了如何进一步增强分子量子比特中的光学-自旋界面。我们的研究结果证明了通过可调分子平台测试量子位结构-功能关系的能力，并突出了在嘈杂环境中使用分子量子位进行纳米级量子传感的机会。
2022-04-01 quant-ph
Non-Markovianity and coherence of a moving qubit inside a leaky cavity
University of Guilan（吉兰大学）；Payam Noor University（帕亚姆努尔大学）；Kyungnam University（庆南大学）
研究了移动量子比特在泄漏腔体中的相干性与非马尔可夫性，发现速度影响相干保持和非马尔可夫性强度。
2017-05-24 quant-ph
Hierarchy of Qubit Dynamical Maps in the Presence of Symmetry and Coherence
该研究探究对称性与量子热力学变换的关系，证明U(1)守恒约束热操作的层级，提出借助奇宇称环境相干性打破层级的双量子比特方案，验证了量子相干性在功提取等场景的热力学增益。
2025-09-05 quant-ph
Quantum circuits for single-qubit measurements corresponding to platonic solids
每个柏拉图固体通过将其顶点解释为布洛赫球上的点来定义单量子比特正算子值测度（POVM）。我们构造简单的电路来实现这种测量和其他简单类型的对称POVM在一个量子比特。每个实现包括一个离散傅立叶变换和一些基本的量子运算，然后在计算基础上进行正交测量。
2003-08-19 quant-ph
Control and Coherence Time Enhancement of the 0-$π$ Qubit
Kitaev的0- $π$量子比特将量子信息编码在超导量子线路的两个受保护的近简并态中。在最近的工作中，我们已经表明，现实的0- $π$设备的相干时间可以超过当今最好的超导量子比特的相干时间[Groszkowski等人，New Journal of Physics 20 043053（2018）]。在这里，我们解决0- $π$量子位的可控性。具体来说，我们研究了色散控制和读出的潜力，并引入了一种新的，快速和高保真的单量子位门，可以在逻辑X和Z之间平滑地插值。我们的特点，这个门的动作，使用多级处理的设备，并分析电路元件的混乱和偏差的控制和电路参数的最佳值的影响。此外，我们提出了一个冷却方案，以减少光子散粒噪声的退相率，我们以前发现，以限制0- $π$设备的相干时间在目前的实验范围内。使用这种方法，我们预测相干时间增强一个和三个数量级之间，这取决于参数制度。
2018-11-19 quant-ph
Coherence of a Josephson phase qubit under partial-collapse measurement
我们讨论了量子演化的衰减状态在最近的实验Katz等人。基于精确的分析和数值解的一个简单的模型，我们确定了一个制度，其中量子比特保持在一个有限的时间间隔独立的三个竞争退相干过程的速率的相干性。在这种情况下，量子衰变过程可以通过“弱”测量连续监测，而不会影响量子比特的相干性。
2007-04-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.other quant-ph
High coherent solid-state qubit from a pair of quantum dots
在这篇文章中，我们提出了一个由两个耦合的量子点构建高相干固态量子比特的方案。量子信息存储在电子-空穴对态中，电子和空穴位于不同的点上，通过虚交换腔光子的有效耦合作用，实现了包含任意一对量子比特的通用量子门。
2002-04-05 quant-ph
Steady-state entanglement and coherence of the coupled qubit system in equilibrium and nonequilibrium environments
基于超越久期近似的Bloch-Redfield主方程，我们研究了两个耦合量子比特与局域玻色子或费米子库相互作用的稳态纠缠和相干性.我们发现，有非零的稳态相干的非平衡情况下，它的单调增长的非平衡条件量化的温度差或化学电势差的两个浴。在一般情况下，稳态纠缠是非平衡条件以及在平衡设置浴参数的非单调函数。我们还发现，无论非平衡条件的强度如何，弱的量子位间耦合和高的基温或化学势都可以强烈地抑制稳态纠缠和相干。另一方面，当两个量子比特的能量失谐与非平衡条件以补偿方式使用时，可以导致在某些参数区域中的稳态纠缠的显著增强。此外，在类似条件下，当量子位耦合到与系统交换粒子的费米子浴时，通常比与系统交换能量的玻色子浴具有更强的稳态纠缠。我们还讨论了在非平衡环境中测量耦合量子比特系统稳态纠缠和相干性的可能实验实现。这些结果为优化耦合量子比特系统的稳态纠缠和相干性提供了一般性的指导，并可能在量子信息技术中得到潜在的应用。
2019-03-26 quant-ph
Decoherence of up to 8-qubit entangled states in a 16-qubit superconducting quantum processor
我们报告的相干性格林伯格-霍恩-蔡林格（GHZ）状态组成的IBM ibmqx 5 16量子位量子处理器中的多达8个量子位。特别是，我们评估GHZ状态与$N=1,\ldots,8$量子位的相干性，作为状态创建和测量之间的延迟时间的函数。我们发现相干性的衰减发生在量子比特数的线性速率上。这与影响系统的主要噪声在量子位之间不相关的模型一致。
2018-11-06 quant-ph
Recovering full coherence in a qubit by measuring half of its environment
当量子系统与环境相互作用时，它们会失去量子特性，例如相干性。量子擦除使得通过测量系统的环境来恢复系统的相干性成为可能，但是访问整个系统可能是禁止的：实际上，人们可能不得不只关注一个可访问的子空间，而忽略其他子空间。如果是这样的话，量子擦除有多好？在这项工作中，我们计算最大的相干性$\langle \mathcal C\rangle$，我们可以期望在一个量子位恢复，作为一个功能的可访问和不可访问的子空间的环境的尺寸。然后，我们想象下面的游戏：我们被赋予一个均匀随机的纯态$n+1$量子比特，我们被要求计算最大的相干性，我们可以通过最佳地测量一定数量的其他$0\leq a\leq n$来恢复其中一个量子比特。我们在值$a\approx n/2$周围发现了一个令人惊讶的效果：可恢复的相干性在0和1之间急剧转变，这表明为了恢复量子比特上的完全相干性，我们只需要访问其物理环境的一半（或者在自由度方面，只是它们的平方根）。此外，我们还发现，随着$n$的增长，可恢复的相干性成为整个系综的一个典型特性。
2015-03-19 quant-ph
Coherence properties of the 0-$π$ qubit
超导电路是实现量子信息处理设备的最有趣的体系结构之一。最近提出的0-$π$量子位[Brooks等人，Phys. Rev. A ${\bf 87}$，52306（2013）]承诺增加对自发松弛和失相的保护。实际上，只有在标称相同的电路元件之间的参数分散消失时，才能实现这种理想行为。在本文中，我们提出了一个更现实的情况下，电路元件的微小变化的理论研究。我们讨论了如何耦合到一个虚假的，低能量的模式影响的0-$π$设备的相干特性，调查相关的退相干通道，并提出估计可实现的相干时间在多个参数制度。
2017-08-09 quant-ph
Harnessing coherence generation for precision single- and two-qubit quantum thermometry
本研究利用量子Fisher信息评估单、双量子比特探针测温精度，发现通过辅助比特中介传递温度信息至探针相干性可提升灵敏度，调节两量子比特相互作用能在任意低温下实现高效温度估计。
2024-11-18 quant-ph
Controlled phase gate for solid-state charge qubits
我们描述了一种实现固态电荷量子比特的受控相位门的机制。通过用辅助状态增加位置定义的量子位，并改变三点系统中的电荷分布，我们能够有效地切换库仑相互作用，实现纠缠门。我们考虑两种架构，并数值研究其鲁棒性门噪声。
2004-10-08 quant-ph
Coherence time analysis in semiconducting hybrid qubit under realistic experimental conditions
混合量子比特动力学的研究包括了由核自旋和电荷陷阱引起的环境噪声的不可避免的影响。混合量子位的名字源于电荷量子位的操纵速度与自旋量子位的寿命的有利组合。它由三个电子通过外部栅极电压限制在一个双量子点，值得特别关注的量子计算应用，由于其在制造，控制和只有电气操纵方面的优势。由于混合量子比特是一个无消相干的子空间量子比特，因此它可以免受全局磁场波动的影响。除了静电门上的电荷波动外，它只受局部波动的影响，如奥弗豪泽场。在所研究的结构中，控制参数，即栅极电压，总是打开的。当模型参数取在无核同位素$^{28}$ Si，天然Si和GaAs宿主中实验可实现的值时，提取混合量子比特的相干时间。
2018-09-03 quant-ph
The effect of spin-lattice relaxation on multiple-quantum NMR coherences in solids
本文发展了低温下双偶极耦合自旋系统中多重量子相干性的自旋-晶格弛豫唯象理论。得到了多量子NMR相干强度随自旋-晶格弛豫时间的变化规律。结果表明，当采用近邻相互作用近似时，该理论也适用于有限自旋链。应用这一理论估计退相干过程对量子纠缠及其涨落的影响作了简要的讨论。
2011-10-05 quant-ph
The Geometry of Quantum Coherence for Two Qubit $X$ States
我们绘制了几个基于距离的量子相干贝尔对角态的几何。我们发现，随着相干性的$l_{1}$范数和相对熵从0到1连续变化，它们的表面从可分离区向纠缠区移动.基于这一事实，用直观的几何学来解释非零相干的量子态可以用来产生纠缠，而不是相反，将更有启发性。给出了Bell对角态的量子不协调等于其相干相对熵的充要条件，并给出了不等式的曲面。给出了$X$态的相对相干熵曲面。我们给出了局域非耗散通道下Bell对角态相干性的相对熵动力学曲面，发现局域非耗散通道下所有相干性都减小.
2017-03-07 quant-ph
Ordering states of Tsallis relative $α$-entropies of coherence
本文研究了具有Tsallis相对$α$相干熵和$l_{1}$相干范数的单比特有序态。我们证明了任何Tsallis相对相干的$α$熵和相干的$l_{1}$范数对单比特纯态给出相同的序.然而，对于某些高维纯态，它们并不产生相同的有序，即使这些态是纯的。我们还考虑了三种特殊的Tsallis相对$α$相干熵，如$C_{1}$，$C_{2}$和$C_{\frac{1}{2}}$，并证明了这三种测度中的任何一种和$C_{l_{1}}$对于单比特混合态都不会产生相同的有序.此外，我们发现，这三个特殊措施中的任何两个产生不同的单量子比特混合态的顺序。
2016-07-06 quant-ph
