Composite pulses in NMR as non-adiabatic geometric quantum gates
我们证明了在核磁共振实验中广泛使用的一些复合脉冲可以看作是具有Aharanov-Anandan相的非绝热几何量子门。因此，我们揭示了一个基本的量子力学的复合脉冲的传统技术背后的问题的存在。为了研究这种复合脉冲对波动的鲁棒性，我们提出了一个实用的噪声模型在一个两能级系统。然后，我们发现，即使在一个特定类型的起伏的复合脉冲具有纯粹的几何性质。
2009-08-07 quant-ph
Quantum Computing by Two-Dimensional NMR using Spin- and Transition-Selective Pulses
使用二维NMR的量子计算最近已被描述为使用标量耦合演化技术[J. Chem. Phys.，109，10603（1998）]。本文描述了利用选择性脉冲实现二维核磁共振量子计算。使用两个和三个量子位实现了许多逻辑门，其中一个额外的观察者自旋。实现了一些多合一门（或Portmanteau门）。Toffoli门（或AND/NAND门）和OR/NOR门在三个量子位上实现。Deutsch-Jozsa量子算法的一个和两个量子位，使用一个额外的工作量子位，也已经实现了使用选择性脉冲后，创建一个相干叠加态，在二维的方法。
2000-06-27 quant-ph
Realization of Fredkin Gate by Three Transition Pulses in NMR Quantum Information Processor
三量子位条件交换门（Fredkin gate）是一种通用门，可用于创建任何逻辑电路，并且有许多直接用途。本文在丙氨酸溶液中实验实现了只有三个跃迁脉冲的Fredkin门。目前还没有用较少的脉冲实现Fredkin门的实验报道。此外，我们的方案结构简单，易于在实验中实现。
2002-04-19 quant-ph
Universal quantum gates based on a pair of orthogonal cyclic states: Application to NMR systems
我们提出了一个实验上可行的方案来实现基于一对正交循环态的量子计算。在该方案中，量子门可以基于循环演化中累积的总相位来实现。特别地，几何量子计算可以通过消除在整个演化中积累的动态相位来实现。因此，量子计算的动力学和几何操作在本理论中都是可行的。这组门的物理实现是为NMR系统设计的。另外有趣的是，我们发现，一组通用的几何量子门在NMR系统中可以实现在一个周期，通过简单地选择特定的参数的外部旋转磁场。此外，我们还明确地证明了一种多回路方法来消除几何量子门中的动态相位。我们的结果可能为量子逻辑门的实验实现提供有用的信息。
2003-03-02 quant-ph
NMR C-NOT gate through Aharanov-Anandan's phase shift
最近，提出了利用NMR通过Berry相位（绝热循环几何相位）移位进行量子计算（Jones等人，Nature，403，869（2000））。这种几何量子门由于Berry相位的几何性质，有望对某些类型的错误具有容错性。本文给出了一种在动态无相位演化环上利用Aharonov-Anandan相移（非绝热循环相移）实现NMR C-NOT门的方案。在我们的方案中，门是非相干运行的，因此它受退相干的影响较小。并且，在该方案中，我们在获得几何相移时选择了零动态相位时间演化环，不需要采取任何额外的操作来消除动态相位。
2001-05-10 quant-ph
Experimental implementation of high-fidelity unconventional geometric quantum gates using NMR interferometer
遵循早期开发的非常规几何量子计算的关键思想[Phys. Rev. Lett. 91，197902（2003）]，在这里，我们提出了一个更一般的方案，在这样一个有趣的方式：$γ_{d}=α_{g}+ηγ_{g}$，其中$γ_{d}$和$γ_{g}$分别是动态和几何相位累积在量子门操作，与$η$作为一个常数和$α_{g}$是只依赖于操作的几何特征。更引人注目的是，我们展示了第一个实验，实现了一个通用的一套这样的广义非常规几何量子门高保真度的NMR系统。
2005-12-05 quant-ph
Majorana representation, qutrit Hilbert space and NMR implementation of qutrit gates
我们研究了一个qutrit的Majorana几何表示，其中单位球面上的一对点表示它的量子态。给出了四重态的一种标准形式，其中每个态都可以通过$SO(3)$作用从单参数态族中得到。在马约拉纳球上对自旋为1的磁化强度的概念作了几何解释，该磁化强度在$SO(3)$下是不变的.此外，我们描述了几个量子门在马约拉纳图片和实验上实现这些门上的自旋1系统（NMR qutrit）在液晶环境中取向的行动。我们研究了在各种有用的量子操作下，代表quutrit状态的点对的动力学，并将它们与不同的NMR操作联系起来。最后，利用Gell Mann矩阵图像，我们实验实现了一个完全量子态层析成像方案。
2018-02-06 quant-ph
Non-adiabatic Arbitary Geometric Gates in 2-qubit NMR Model
本文研究了一个两量子比特核自旋系统，利用非绝热操作实现了任意几何的量子相位门。利用多谐频率的单脉冲磁场对2量子比特的量子态进行瞬时操纵。利用共振跃迁近似，可以解析地求解两个核自旋的含时哈密顿量。在不采用绝热近似的情况下，得到了波函数随时间的演化。确定了磁脉冲的频率、幅值、各谐波分量的相位以及脉冲持续时间等参数，实现了任意非绝热几何相位门。推导了非绝热几何控制相位门和A-A相位。
2006-12-16 quant-ph
Implementations of Nonadiabatic Geometric Quantum Computation using NMR
几何相位由于其几何特性而具有一定的容错性，近年来在量子计算理论研究中得到了广泛的关注。到目前为止，只有一个绝热几何门的实验报告与核磁共振通过贝瑞相位。但它也有两个缺点：第一，Berry相的绝热条件使得这种门的速度很慢。第二，消除动态相位的额外操作。我们知道，几何相位既可以存在绝热（Berry相位），也可以存在非绝热（Aharonov-Anandan相位）。本文报道了利用核磁共振技术通过条件AA相实现非绝热几何门的首次实验结果。在我们的实验中，门可以做得更快，更容易，并消除了上述两个缺点。
2002-07-03 quant-ph
Demonstrating quantum algorithm acceleration with NMR quantum computer
一般来说，量子线路由基本门构成，例如单量子位门和CNOT门。然而，有可能通过将这些基本门合并到更大的模块中来加速给定电路的执行时间，使得直接实现表达算法的期望酉矩阵。我们证明了这一点，采取两个量子比特格罗弗的算法实现NMR量子计算，其伪纯态产生的状态种群的循环排列。这是第一个精确的时间最优解，据我们所知，获得了一个独立的量子算法。
2004-06-30 quant-ph
NMR Quantum Computation with a hyperpolarized nuclear spin bulk
我们考虑两种新的量子门机制的基础上核自旋在超极化固体$^{129}Xe$和HCl的混合物和无机半导体。我们提出了两个方案，用于实现一个控制的非（CNOT）门的基础上核磁共振（NMR）光谱和磁共振成像（MRI）从超极化固体$^{129}Xe$和HCl的混合物和光泵NMR半导体。这样的门可以基于MRI技术和光学泵浦以及光学检测技术利用可寻址的特定自旋来构建。这些方案对于在元胞自动机架构方面实现实际的量子计算机可能是有用的。
1998-11-19 quant-ph
NMR Quantum Logic Gates for Homonuclear Spin Systems
如果NMR系统要被用作实际的量子计算机，耦合自旋的数量将需要如此之大，以至于依赖于纯粹的异质自旋系统是不可行的。量子逻辑门的实现对那些不直接参与该门的自旋的运动施加了某些约束，即所谓的“旁观者”自旋;它们必须在序列结束时返回到它们的初始状态。因此，一个每对自旋之间都有明显耦合的homemandre自旋系统似乎需要一个重新聚焦的方案，每增加一个观众自旋，其复杂性和持续时间就增加一倍。幸运的是，对于更现实的实际情况下，远程自旋自旋耦合可以忽略不计，更简单的重新聚焦方案可以设计的序列的整体持续时间保持不变，软脉冲的数量只线性增加与观众自旋的数量。这些想法在一个六量子比特系统上进行了实验测试：肌苷的六个耦合质子。
1999-07-01 quant-ph
Exact solutions for time-optimal control of spin I=1 by NMR
本文用NMR研究了自旋I=1的四极核的时间最优控制问题。与基于选择性脉冲的传统方法相比，该控制使用由自由演化间隔分隔的非选择性脉冲来实现。利用Cartan分解，得到求控制场参数的方程组。对重要的单量子门（选择性旋转和量子傅里叶变换）找到了部分时间最优解，并观察到最小实现时间与门的全局相位的强相关性。最小时间的解析值与数值结果一致。
2015-06-04 quant-ph
Magnon-mediated NMR quantum gates in a 1-D antiferromagnet
提出了一种在固态核磁共振量子计算机中控制量子逻辑门的方法。在具有自旋能隙的一维反铁磁体中，利用局域单重态-三重态激发引起的Suhl-Nakamura相互作用的纵向分量，可以产生可切换的量子比特间耦合.
2002-01-15 cond-mat.str-el quant-ph
Development of Neural Network-Based Optimal Control Pulse Generator for Quantum Logic Gates Using the GRAPE Algorithm in NMR Quantum Computer
Sharif University of Technology（谢里夫理工大学）；Centre for Quantum Engineering and photonics Technology, Sharif University of Technology（谢里夫理工大学量子工程与光子技术中心）；Koc University（科奇大学）
本文提出利用神经网络生成核磁共振量子计算机中任意单量子位逻辑门的最优控制脉冲，通过GRAPE算法训练网络，实现高效执行量子门操作，提升量子最优控制能力。
2025-10-31 quant-ph
Designing short robust NOT gates for quantum computation
最初在核磁共振（NMR）中开发的复合脉冲已经在实验量子信息处理（QIP）中广泛使用，以减少系统误差的影响。到目前为止，大多数使用的脉冲都是简单地从现有的NMR设计中改编而来的，尽管已经开发了用于设计具有任意精度的复合脉冲的技术，但结果相当复杂，几乎没有应用。在这里，我描述了设计短而有效的复合脉冲来实现强大的非门的技术，将NMR和QIP的现有见解结合在一起，并提出了一些新的复合脉冲。
2013-05-07 quant-ph
Classical model for bulk-ensemble NMR quantum computation
我们提出了一个体系综NMR量子计算的经典模型：NMR样品的量子态由经典陀螺方向上的概率分布描述，量子门由经典跃迁概率描述.所有的NMR量子计算实验进行到目前为止，三个量子比特可以在这个经典模型。在几个纠缠门之后，经典模型的测量信号呈指数下降，而量子描述没有相应的下降。我们认为，对于少量的量子比特，NMR量子计算的量子本质在于避免指数信号下降的能力。
1999-04-30 quant-ph
Geometric quantum computation with NMR
量子信息处理设备的基本组成部分的实验实现，即容错量子逻辑门，需要条件量子动力学，其中一个子系统经历依赖于另一个子系统的量子态的相干演化。特别地，子系统可以获取条件相移。在这里，我们考虑一个新的情况下，这一阶段是几何而不是动力学的起源。由于条件几何（Berry）相位仅取决于所执行的路径的几何形状，因此其对某些类型的错误具有弹性，并且提供了执行量子门的固有容错方式的潜力。核磁共振（NMR）已经被用来演示简单的量子信息处理和Berry相位。在这里，我们报告了一个NMR实验，实现了一个有条件的贝瑞相位，从而控制相移门。这构成了第一个基本的几何量子计算。
2000-01-05 quant-ph
Non-adiabatic conditional geometric phase shift with NMR
条件几何相移门是近年来利用核磁共振技术在绝热条件下研制的一种具有一定误差容错能力的几何相移门。根据绝热要求，除非汉密尔顿在过程中变化得极其缓慢，否则结果是不准确的。然而，在量子计算中，一切都必须在退相干时间内完成。量子计算机的功耗与在退相干时间内可以进行的最大逻辑门运算次数成指数关系，这就要求量子计算中的每一个逻辑门都具有很高的运行速度。绝热条件使得任何快速的条件Berry相位（循环绝热几何相位）移位门都是不可能的。在这里，我们表明，通过使用一个新的设计序列的简单操作与一个额外的垂直磁场，条件几何相移可以做到非线性。因此，几何量子计算可以在与通常量子计算相同的速度水平上进行。
2002-08-22 quant-ph
Implementation for Solving Random Satisfiability Problems through CNOT-based circuits in a NMR Quantum Processor
给出了用多量子位控制非门和非门等基本逻辑门构造随机\QTR{it}{satisfiability}（SAT）量子线路的一般方法。这些电路的大小几乎与SAT公式的大小相同。此外，一个并行化方案，以解决随机SAT问题，有效地通过这些量子线路在\QTR{it}{nuclear magnetic resonance}（NMR）系综量子计算。该方案利用真正的混合态而不是伪纯态作为输入态，并结合NMR谱的拓扑性质，以并行的方式识别SAT问题的解。该方案对几个典型的SAT问题进行了实验验证，取得了良好的性能。
2003-08-25 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
Quantum Logic Gates and Nuclear Magnetic Resonance Pulse Sequences
我们演示了如何在原则上可以使用NMR来实现构建量子计算机所需的所有元素，并简要讨论了量子逻辑的见解在开发新型脉冲序列中的潜在应用，以及在更传统的NMR实验中的应用。
1998-05-22 quant-ph
Physics-informed neural network for quantum control of NMR registers
本文提出用物理信息神经网络编码NMR量子控制序列，实现最优时间离散化硬件适配，并实验演示了CNOT门合成与长寿命单重态制备。
2024-06-29 quant-ph
Composite pulses in NMR quantum computation
我描述了使用复合旋转的基础上，以打击量子逻辑门的系统误差的技术。尽管在核磁共振（NMR）量子计算的背景下开发和描述，但是这些序列应当适用于量子计算的其他实现。
2009-06-25 quant-ph
Co-Design quantum simulation of nanoscale NMR
IQM Quantum Computers（IQM量子计算机）；Ludwig-Maximilians-Universität München（慕尼黑大学）；Department of Physical Chemistry, University of the Basque Country UPV/EHU（巴斯克大学物理化学系）
本文展示如何利用噪声中间尺度量子计算机模拟纳米级核磁共振共振，通过协同设计量子处理器减少超过90%的SWAP门数量，实现快速共振器重置。
2022-11-24 quant-ph
Problems in realization of large-scale ensemble silicon-based NMR quantum computers
本文讨论了在硅基固态NMR量子计算机中实现系综寻址量子比特的问题。本文将Kane格式推广到带闸门的系综逼近方案。对于核量子态的初始化，本文提出了利用ENDOR技术中的固态效应，使核自旋几乎完全极化，或同样地，间接冷却到自旋温度小于~ 1 mK。提出了这种系综量子计算机可能的平面硅拓扑结构，并指出用标准NMR方法测量L ~ 10^3量子比特系统的信号对于N ≥ 10^5个系综分量是可以实现的。作为系综硅量子计算机的另一种变体，元胞自动机的无门结构也被考虑。讨论了系综量子计算机中量子态的退相干及其抑制方法。
2002-01-18 quant-ph
Experimental Realization of Single-shot Nonadiabatic Holonomic Gates in Nuclear Spins
非绝热完整量子计算由于其对控制误差的鲁棒性而受到越来越多的关注。然而，所有先前的方案必须使用至少两个顺序实现的门来实现一般的单量子位门。基于最近的两个工作，我们构造了两个哈密顿量，并在一个双量子位核磁共振（NMR）系统中通过单次激发实现了非绝热完整门。通过设计一个量子线路，使一个工作量子比特和一个辅助量子比特非线性演化，实现了两个分别沿$\hat{x}$和$\hat{z}$轴旋转的非对易单量子比特完整门.利用为NMR量子信息处理器开发的序列编译器，我们优化了整个脉冲序列，使实现的总误差最小。最后，所有的非绝热完整门在$98\%$上都达到了很高的无衰减实验能量
2017-03-30 quant-ph
Hierarchical Genetic Algorithm Approach to Determine Pulse Sequences in NMR
我们开发了一类新的遗传算法，计算确定有效的脉冲序列，以实现一个量子门U的三量子位系统。该方法被证明是相当普遍的，并且相同的算法可以用于获得各种目标矩阵的有效序列。当自旋-自旋耦合常数$J_{12}=J_{23}=J$和$J_{13}=0$满足时，我们通过有效地实现等式反转门来证明这一点。我们还提出了新的脉冲序列来实现奇偶校验门和扇出门，这是大约50%的效率比以前的最好的努力。此外，这些序列被示出为需要显著更少的RF功率用于其实施。该算法在传统的遗传算法框架中引入了几个新的功能。我们使用矩阵而不是线性链，这些矩阵的列具有定义良好的层次结构。该算法是一个遗传算法耦合到一个快速局部优化，因此是一个混合遗传算法。它显示出快速收敛，并且在标准个人计算机上在MATLAB平台上运行需要大约20分钟来导出用于任何目标8 × 8矩阵$U$的有效脉冲序列。
2009-12-04 quant-ph
Orchestrating an NMR quantum computation: the N=3 Deutsch-Jozsa algorithm
Deutsch-Jozsa算法的三量子位NMR实现的开发的详细描述[Collins等人，A 62，022304（2000）]。理论和实验技术用于减少算法的演变步骤到一个序列的NMR脉冲进行了讨论。这包括一般脉冲序列编译技术的描述，间接耦合门实现的各种方案，实验脉冲参数化技术和脉冲相位的簿记方法。
2001-05-10 quant-ph
Some prospects for ensemble solid-state NMR quantum computers
作为固态NMR量子计算机的系综方案，考虑了Kane的多量子位硅方案的扩展，该方案基于31个P施主原子沿条形门纵向排列。提出了这种系综量子计算机可能的平面拓扑结构。对输出NMR信号进行了估计，结果表明，对于N>=10^5个系综元素，每个系综元素涉及L~10^3个量子比特，标准NMR方法是可用的。作为低温退相干的主要机制，（<0.1K）时，考虑了核自旋超精细相互作用的久期部分与基本原子的电子磁矩以及偶极-偶极相互作用与相邻杂质原子的核磁矩决定的量子比特共振频率随机调制的绝热过程，它是由估计的允许浓度的磁性杂质和自旋温度，从而获得所需的消相干抑制。给出了两量子比特纠缠态的半经典退相干模型。作为固态系综量子计算机的另一种变体，本文还讨论了具有反铁磁有序电子自旋的细胞自动机的无门结构。
2003-06-01 quant-ph
Experimental implementation of quantum gates with one and two qubits using Nuclear Magnetic Resonance
核磁共振（NMR）是一种广泛使用的技术，在化学、医学和材料科学中有着悠久的应用历史。20年前，自从科里的工作以来，它也成为量子计算的可靠来源。它的主要优点之一是可以实现任意幺正变换的容易性，以及它的实验简单性，可以追溯到非常简单的NMR例程，这些例程在很久以前就被广泛使用。然而，一些缺点也随之而来，主要涉及到在初始化和测量过程中的实验工作，以及可扩展性。在这项工作中，我们已经成功地探测了一些简单的量子门（保利-Z，保利-X和阿达玛）在一个和两个量子比特系统，实现在NMR实验。这项工作包括伪纯态准备，其次是应用门，和量子层析成像方法，必要的重建密度矩阵。实验用氯仿样品进行，置于300 MHz Bruker Avance II光谱仪中，该光谱仪配备有具有7 T磁场的超导磁体。
2021-02-23 quant-ph
Implementation of the quantum Fourier transform on a hybrid qubit-qutrit NMR quantum emulator
量子傅里叶变换（QFT）是几种量子算法的关键组成部分，因此QFT的Qdit特定实现是实现基于Qdit的量子计算机的重要一步。本文提出了一种基于广义Hadamard和广义控制相位门的混合量子点QFT电路分解方法，该方法可以在NMR中使用选择性旋转实现。我们在NMR量子模拟器上实验实现了混合量子比特QFT，该模拟器使用四个量子比特来模拟耦合到两个量子比特的单个量子比特。
2015-03-23 quant-ph
Robust quantum information processing with techniques from liquid state NMR
虽然核磁共振（NMR）技术不太可能导致大规模量子计算机，但它们非常适合研究基本现象和开发新技术。实际上，许多现有的NMR技术很可能会在量子信息处理中找到用途。在这里，我描述了如何使用复合旋转（复合脉冲）方法来开发对系统误差具有鲁棒性的量子逻辑门。
2003-01-07 quant-ph
A switchable controlled-NOT gate in a spin-chain NMR quantum computer
本文提出了一种在固态NMR量子计算机中实现受控非门开关的方法。I=1/2核自旋的量子比特沿着量子自旋链（1-D反铁磁体）周期性地放置，所述量子自旋链具有单线态基态，所述单线态基态与由某些量子效应引起的最低激发态具有有限的自旋间隙。微波的辐射调谐到自旋能隙激发一个包的三重态磁振子在链的特定部分，其中涉及控制和目标量子比特。数据包在量子位之间的Suhl-Nakamura相互作用上切换，该相互作用充当受控的非门。量子位初始化是通过一个量子位初始化器来实现的，该初始化器由附着在自旋链上的半导体片组成，其中由半导体中的光泵浦方法产生的自旋极化被转移到自旋链上。该方案允许我们将初始化过程与计算分离，这样就可以优化计算部分而不受初始化方案的限制，这为我们提供了广泛的量子计算机材料选择。
2002-05-22 cond-mat.str-el quant-ph
Implementing quantum logic operations, pseudo-pure states and the Deutsch-Jozsa algorithm using non-commuting selective pulses in NMR
我们实验证明了选择性脉冲在核磁共振进行量子计算的有用性。已经提出了三种基于选择性脉冲激发的不同技术来制备处于赝纯态的自旋系统。我们描述了新的“portmanteau”门的设计使用水平人口的选择性操纵。给出了Deutsch-Jozsa算法在两量子比特和三量子比特量子计算机上的选择脉冲实现。
2000-02-05 quant-ph
Hadamard NMR spectroscopy for two-dimensional quantum information processing and parallel search algorithms
阿达玛光谱学早期曾被用于加速多维核磁共振实验。在这项工作中，我们加快了二维量子计算计划，通过使用阿达玛光谱在间接的维度，导致在一个计划，这是更快的，只需要在直接维度的傅立叶变换。两个和三个量子位的量子门的实现与一个额外的观察者量子位。我们还使用一维阿达玛光谱二进制信息存储的空间编码和实施的并行搜索算法。
2006-09-08 quant-ph
A simple method for the preparation of pseudopure states in NMR quantum information processing
利用核磁共振（NMR）进行量子信息处理（QIP）通常需要制备、变换和检测伪纯态。在我们以前的工作中，它表明，使用对的伪纯态（POPS）作为基础的QIP是非常方便的，因为在实验执行的简单性。现在进一步证明，对应于共享共同假纯状态的两组POPS的NMR谱的产物具有与共同（单一）假纯状态的那些相同的峰值频率。给出了将两种不同的量子逻辑门应用于5量子比特系统的例子。
2004-07-23 quant-ph
Geometric Quantum Gates, Composite Pulses, and Trotter-Suzuki Formulas
我们证明，所有的几何量子门（简称GQG），这是量子门只有几何相位，是强大的控制场强误差。作为这种观察的例子，我们展示了（1）如何在NMR中构建稳健的复合rf脉冲，以及（2）基于Trotter-Suzuki公式的复合rf脉冲是GQG。
2010-09-13 quant-ph
A genetic algorithm for finding pulse sequences for NMR quantum computing
我们提出了一种遗传算法，找到一组脉冲序列，或旋转，为一个给定的量子逻辑门，实现核磁共振。我们证明了该方法的实用性，通过显示可以发现CNOT和Shor算法的中心部分（N=15）的较短序列。像这里介绍的遗传算法这样的人工智能技术在简化工作量子计算机的实现方面具有巨大的潜力。
2004-04-29 quant-ph
Observations of Quantum Dynamics by Solution-State NMR Spectroscopy
核磁共振正在成为研究量子力学基础问题的一个有价值的实验平台。本文概述了一类混合态的制备，称为伪纯态，模仿纯量子态在高度混合的环境中通常用于描述溶液状态NMR样品。它还描述了自旋1/2核中旋量行为的NMR观察，使用磁场梯度模拟波函数崩溃，创建纠缠（或贝尔）伪纯态，并简要讨论了量子计算逻辑门，包括量子傅立叶变换。这些实验表明，液态核磁共振可以用来证明量子动力学的水平适合实验室练习。
1999-06-18 quant-ph
Risk-aware neural pulse compilation of continuously parameterized single-qubit gates with optimal-control benchmarking and NMR hardware validation
Koç University（科奇大学）；TÜBİTAK Research Institute for Fundamental Sciences (TBAE)（土耳其科学技术研究委员会基础科学研究院（TBAE））；Middle East Technical University（中东理工大学）；Shenzhen SpinQ Technology Co., Ltd.（深圳本源量子技术有限公司）
本文提出一种基于保真度的神经脉冲编译框架，用于连续单量子比特门的编译，通过端到端训练实现对任意SU(2)操作的轴角参数到射频控制序列的映射，并通过不确定性分析提升容错能力。
2026-10-19 quant-ph
Realization of quantum process tomography in NMR
量子过程层析成像是一种可以完全实验表征开放量子系统未知动力学演化的方法。我们明确地证明了如何可以实现这个过程与核磁共振量子计算机。这使我们能够测量受控非逻辑门的保真度，并通过实验研究我们计算机的误差模型。基于后者的分析，我们测试了几乎所有量子纠错模型的一个重要假设，即不同量子比特上的错误的独立性。
2000-12-06 quant-ph
Quantum simulation dynamics and circuit synthesis of FMO complex on an NMR quantum computer
近年来，作为一个开放量子系统的捕光复合物在弱耦合和强耦合下的动力学模拟受到了广泛的关注。在本文中，我们研究了一个数字量子模拟方法的Fenna-Matthews-Olson（FMO）的光合色素-蛋白质复合物包围马尔可夫浴，即，基于核磁共振（NMR）量子计算机的无记忆。为此，我们应用去耦（再耦合）的方法，这是关闭（上）的耦合和Solovay-Kitaev技术分解成有效的基本门的NMR模拟器上的哈密顿和Lindbladian。最后，根据开放系统动力学中系统与环境的相互作用，设计了幺正部分和非幺正部分的量子线路。
2020-10-01 quant-ph
Quantum state tomography and quantum logical operations in a three qubits NMR quadrupolar system
在这项工作中，我们提出了一个实现的量子逻辑门和算法在一个三个有效的量子比特系统，表示为（I = 7/2）NMR四极核。为了实现这些协议，我们使用了强调制脉冲（SMP）。每个实现的各个阶段都通过量子态层析成像（QST）进行了验证。这里提出的计算基态，Toffolli逻辑门，和Deutsch-Jozsa和Grover算法的结果。此外，我们还讨论了在四极系统中使用SMP技术实现此类协议的困难和优势。
2011-08-24 cond-mat.other quant-ph
An Analysis of Mutual Communication between Qubits by Capacitive Coupling
研究了电容耦合的两量子比特系统的量子力学行为。我们发现，这种相互作用基本上与偶极-偶极相互作用的相互作用相同;即，NMR量子门的量子位-量子位耦合。因此，如果耦合足够小，则可以通过与NMR设备相同的操作序列来构造量子门。该结果提供了一个信息的努力，开发的设备，假设量子位之间的电容耦合。
2003-04-08 quant-ph
Robust Ising Gates for Practical Quantum Computation
我描述了使用基于复合旋转的技术来对抗受控相位门中的系统误差，这形成了两个量子比特量子逻辑门的基础。虽然在核磁共振（NMR）量子计算的背景下开发和描述，但是这些序列应该适用于基于伊辛耦合的量子计算的任何实现。与现有的单量子位门组合，这提供了一组通用的鲁棒量子逻辑门。
2002-09-06 quant-ph
Quantum Computing Gates via Optimal Control
我们演示了使用最优控制来设计两个熵操纵量子门，这两个量子门比相应的常用门（如CNOT和Toffoli（CCNOT））更复杂：使用GRAPE（一种最优控制算法）设计了一个称为PE（偏振交换）的2量子比特门和一个称为COMP（偏振压缩）的3量子比特门。这两个门都是为三自旋系统设计的。我们的设计提供了高效和强大的NMR射频（RF）脉冲13 C2-三氯乙烯（TCE），我们选择的三自旋系统。然后，我们在核磁共振实验室将这两个量子门实验应用到TCE上。这些门和其他门的这种设计可能与量子计算设备的近期应用有关。
2013-09-01 cond-mat.other quant-ph
Experimental demonstration of selective quantum process tomography on an NMR quantum information processor
我们提出了第一个NMR实施方案的选择性和有效的量子过程层析成像没有辅助。我们推广这个计划，使它可以有效地实现只使用一组测量涉及产品运营商。该方法允许我们估计的任何元素的量子过程矩阵所需的精度，提供了一组量子态可以有效地制备。与标准的选择性和有效的量子过程层析成像相比，我们的改进技术需要更少的实验资源，因为它利用NMR测量的特殊性质，允许我们通过一组限制性的子系统测量来计算过程矩阵的特定元素。为了证明我们方案的有效性，我们实验性地对对应于“无操作”的过程进行层析成像，控制非门（CNOT）和控制阿达玛门在双量子位NMR量子信息处理器上的应用。
2018-02-08 quant-ph
Randomized benchmarking of single and multi-qubit control in liquid-state NMR quantum information processing
能够量化所提出的实现量子信息处理器（QIP）的设备中的相干控制的水平对于比较不同的设备和评估设备关于实现容错量子控制的前景都是重要的任务。我们在液态核磁共振QIP中实施Knill等人提出的随机基准测试方案（PRA 77：012307（2008））。我们报告了具有单个量子位QIP的$1.3 \pm 0.1 \times 10^{-4}$的每个随机化$\fracπ{2}$脉冲的错误，并且示出了实验相关的错误模型，其中随机化基准测试给出了签名保真度衰减，其不可能被解释为每个门的单个错误。我们探索和实验研究多量子比特扩展的协议，并报告了一个和两个量子比特门的$4.7 \pm 0.3 \times 10^{-3}$的三个量子比特QIP的平均错误率。我们估计，这些错误率仍然没有退相干限制，因此可以通过修改控制硬件和软件来改善。
2008-08-28 quant-ph
Quantum mechanical NMR implementation of DNA algorithm for satisfiability problem
DNA计算原则上可以解决可满足性（SAT）问题，这是由于在非常大量的链上并行操作。给出了与DNA量子门相对应的几个量子门，并在此基础上，用量子力学方法实现了求解SAT问题的DNA算法。由于量子计算具有仅使用n个量子比特在2个$^{n}$态上并行操作的有利特性，而不是DNA计算中的2条$^{n}$链，因此在量子力学处理SAT问题时计算复杂度大大降低。以一个两变量的三子句SAT问题为例，进行了一个求解单变量SAT问题的NMR实验。
2008-02-02 quant-ph
Implementing quantum logic gates with GRAPE: principles and practicalities
我们简要描述了使用GRAPE脉冲实现NMR量子计算机中的量子逻辑门，并讨论了一系列简单的扩展的核心技术。然后，我们考虑一系列的困难，可能会出现在实际实施的GRAPE序列，反映在实验系统中使用的非理想性。
2012-03-28 quant-ph
Tackling Systematic Errors in Quantum Logic Gates with Composite Rotations
我们描述了使用复合旋转来对抗单量子比特量子逻辑门中的系统误差，并讨论了三种可用于校正非共振和脉冲长度误差的复合旋转。虽然在NMR量子计算的背景下开发和描述，但是这些序列应当适用于量子计算的任何实现。
2002-08-14 quant-ph
Experimental realization of 7-qubit universal perfect controlled-NOT and controlled square-root NOT gates
受控非门和受控平方根非门在量子算法中起着重要的作用。本文报道了这两种通用量子逻辑门（受控平方根非门和受控非门）在7量子比特NMR量子计算机上的实验结果。进一步，我们提出了一种简单的实验方法来测量和校正受控相移门中的误差，这有助于在实验上构造更完美的相移门，也可以用于更多量子比特的离散傅里叶变换。
2001-09-12 quant-ph
Experimental realization of a fetching algorithm in a 7 qubit NMR quantum computer
从未排序的数据库中搜索标记项目是一个重要的科学问题，也是计算设备的基准。使用一个7量子位的液体核磁共振量子计算机，我们已经成功地证明了一个混合的量子提取算法，发现标记的项目，只有一个单一的查询。其基本思想是量子计算机的并行操作。我们给出了7个量子比特相干控制的详细脉冲序列。该脉冲序列不仅可用于系综量子计算，而且可作为一种通用的控制门，用于量子算法的实验设计和其他量子计算机方案中的一般量子信息处理任务.还提供了可扩展到任意量子比特数的算法的推广。
2002-07-15 quant-ph
