Mirror Inversion of Quantum States in Linear Registers
线性量子寄存器中的数据传输可以通过预先设计但不动态控制的量子位间耦合来显著简化。我们将展示如何实现镜像反转的寄存器的状态在每个激励子空间相对于该寄存器的中心。我们的构造特别吸引人，因为它不需要对单个量子比特间的相互作用进行动态控制。然而，如果相互作用的单独控制是可用的，则可以对寄存器中的量子位的任何子串执行镜像反转操作。在这种情况下，镜像反转的序列可以生成所涉及的量子位的量子态的任何排列。
2004-12-06 quant-ph
Error correction in ensemble registers for quantum repeaters and quantum computers
我们建议使用一个集体激发封锁机制，以确定发生的错误，由于在系综量子寄存器中的量子比特存储在不同的内部原子状态的集体人口的单个原子的干扰。提出了一种简单的碱原子超精细态系综量子比特的纠错方法和简单的无消相干编码。
2007-10-09 quant-ph
Distributed Quantum Computation Based-on Small Quantum Registers
我们描述和分析了一个有效的基于寄存器的混合量子计算方案。我们的方案是基于概率的，预示着本地五量子比特量子寄存器之间的光学连接。我们假设每个寄存器内的高保真本地酉操作，但初始化，测量和纠缠产生的错误概率可能非常高（~5%）。我们证明，我们的计划可以实现确定性的非本地耦合门之间的任意两个寄存器具有非常高的保真度，仅限于从本地酉操作的不完善之处。我们估计了在离子阱或氮空位中心实现量子寄存器的时钟周期和有效错误概率。我们的新方案利用了一种新的有效的两级泵浦方案，原则上可以创建任意高保真的贝尔对。我们引入马尔可夫链模型来研究纠缠抽运的随机过程，并将其映射为确定性过程。最后，我们讨论了实现容错操作与我们的基于寄存器的混合方案的要求，并提出了一种替代方法来容错准备GHZ状态。
2007-11-21 quant-ph
Ancilla Assisted Quantum State Tomography in Many-Qubit Registers
量子态层析成像（QST）的标准方法依赖于一组非对易观测量的测量，这些测量是在一系列独立的实验中实现的。Nieuwenhuizen及其同事提出的辅助QST（AAQST）（Phys.Rev.Lett.，92，120402（2004））通过利用已知初始状态下的辅助寄存器来大大减少独立测量的数量。在适当的条件下，AAQST允许在单个实验中映射出输入寄存器的密度矩阵。在这里，我们描述了在多量子位寄存器中显式构造AAQST实验的方法。我们还报告了对AAQST的核磁共振研究：（i）在各向同性液态系统中使用单量子位辅助寄存器的双量子位输入寄存器和（ii）在部分取向系统中使用双量子位辅助寄存器的三量子位输入寄存器。实验结果证实了AAQST在多比特寄存器中的有效性。
2013-04-22 quant-ph
Bayesian updating of a probability distribution encoded on a quantum register
研究了编码在n个量子比特的量子态中的概率分布的贝叶斯更新问题。更新过程采取量子算法的形式，该量子算法在表示后验分布的状态下准备量子寄存器。根据先验分布是如何给出的，我们描述了两个实现，一个概率和一个确定性，这样的算法在量子计算机的标准模型。
2005-11-22 quant-ph
Star-topology Registers: NMR and Quantum Information Perspectives
大自旋寄存器的量子控制对于从光谱学到量子信息的许多应用是至关重要的。决定寄存器执行给定信息处理任务的效率的一个关键因素是其网络拓扑结构。一种特殊的类型，称为星型拓扑，涉及一个中心量子位与一组辅助量子位均匀相互作用。星型拓扑量子寄存器的一个特别优点是可以有效地制备大纠缠态，称为NOON态及其广义变体。由于这种相关态的鲁棒生成，光谱简单，易于从辅助量子位到中心量子位的偏振转移，以及大自旋团簇的可用性，在过去几年中，星形拓扑寄存器已被用于几个有趣的应用。在这里，我们回顾了一些最近的进展与星型拓扑寄存器，特别是通过核磁共振方法。
2021-02-10 quant-ph
Quantum Shift Register Circuits
量子移位寄存器电路作用于一组输入量子位和存储器量子位，输出一组输出量子位和更新的存储器量子位，并将存储器反馈到器件中用于下一个周期（类似于经典移位寄存器的操作）。这样的设备可以用作特定类型的量子纠错码（称为量子卷积码）的编码和解码电路。基于量子卷积码的Ollivier-Tillich和Grassl-Roetteler编码算法，提出了一种确定量子卷积码的量子移位寄存器编码电路的方法。我还确定了CSS量子卷积码所需内存量的公式。然后，我详细介绍了原始量子移位寄存器电路，这些电路实现了移位不变Clifford群（对编码和解码量子卷积码很重要的一类变换）中的所有有限和无限深度变换。CSS量子卷积码的内存公式然后立即导致CSS纠缠辅助量子卷积码所需的内存公式。
2009-03-27 quant-ph
Quantum Shift Register
我们考虑一个量子线路，其中量子位的移位和旋转操作由交换门和受控交换门完成。这些操作对于量子计算机执行基本算术运算（如乘法和量子位的逐位比较）是有用的。
2001-12-19 quant-ph
Five Quantum Register Error Correction Code For Higher Spin Systems
利用乘法群特征标的思想构造了一种高自旋系统的量子纠错码。每个$N$状态量子粒子被编码为五个$N$状态量子寄存器。通过这样做，该代码可以纠正由五个量子寄存器中的任何一个产生的任何量子错误。该码推广了自旋为1/2的系统中著名的五量子比特完美码，并被证明是更高自旋系统的最佳选择。我还报告了一个简单的编码算法。乘法群特征在构造QECC中的重要性将得到解决。
1997-05-19 quant-ph
Efficient Scheme for Initializing a Quantum Register with an Arbitrary Superposed State
量子寄存器的制备是量子计算和量子信息处理的重要步骤。构建简单的量子态，例如$i_j$为0或1的$|i_1 i_2 ... i_n\ket$是简单的，但是构建{ \it任意}叠加的量子态是不平凡的任务。在本文中，我们提出了一个方案，可以最普遍地初始化一个量子寄存器与任意叠加的基态。该方案的实现需要$O(Nn^2)$标准的1位和2位门操作，{ \it而不引入额外的量子位}。讨论了该格式在某些特殊情况下的应用。
2001-04-05 quant-ph
Loading N-Dimensional Vector into Quantum Registers from Classical Memory with O(logN) Steps
向量是大多数算法输入数据的通用格式。设计幺正操作将向量的所有信息从经典存储器加载到量子CPU的量子寄存器中称为量子加载方案（QLS）。QLS将经典存储器和量子CPU组装成一台完整的计算机，这对进一步的量子计算将是重要的。本文提出了一种基于路径干扰的QLS算法，其时间复杂度为O（logN），而经典的装载算法的时间复杂度为O（N），这是经典计算机的效率瓶颈。
2007-06-04 quant-ph
Coherent Transport of Atomic Quantum States in a Scalable Shift Register
我们证明了相干输运的二维（2D）阵列的中性原子的小合奏在移位寄存器架构的基础上的2D阵列的微透镜。我们展示了传输过程的可扩展性，提出了原子从站点到站点的重复移交。我们证明了在运输，重装，和一个完整的移位寄存器周期的一致性守恒。这表明，基本的移位序列可以级联，从而缩放到复杂的和通用的二维架构的原子为基础的量子信息处理，量子模拟，和量子简并气体的调查。
2010-09-22 quant-ph
Decoherence-free subspaces for a quantum register interacting with a spin environment
研究了量子自旋寄存器与量子测量极限下自旋粒子环境相互作用的模型。在集体退相干的极限下，我们得到了构成高维无退相干子空间（DFS）的状态向量的形式。在一个更一般的设置，我们提出了充分和必要的条件存在的低维DFS，可用于构建子空间的更高的维度。
2014-09-11 quant-ph
Universal quantum computation by the unitary control of ancilla qubits and using a fixed ancilla-register interaction
我们建立了一个通用量子计算模型，其中寄存器（计算）量子位由辅助量子位控制，仅使用寄存器和辅助量子位之间的单个固定相互作用。不需要对计算寄存器进行额外的访问，并且寄存器和辅助寄存器的动力学都是单一的。该方案受到Anders等人[PRA 82，020301（R），2010]的基于测量的辅助驱动的量子计算的启发，但不需要测量辅助，并且在这方面类似于量子计算的原始基于门的模型。我们考虑什么可能的形式，这种辅助寄存器的相互作用可以采取，与证明的相互作用是必要的本地等价于SWAP结合纠缠控制门。我们进一步展示了哪些哈密顿算子可以产生这样的相互作用，并讨论了两个例子;两个量子位XY哈密顿算子和XXZ哈密顿算子的一个特殊情况。然后，我们给出了一个简单的，有限的和容错的通用量子计算在这个模型中的门集的例子。
2013-10-24 quant-ph
Modeling Quantum Volume Using Randomized Benchmarking of Room-Temperature NV Center Quantum Registers
本文针对室温金刚石NV中心量子寄存器，通过实验校准误差模型并估计量子体积为8，展示了全对全连接下2、3量子比特门的竞争力，为统一量子硬件评估指标奠定基础。
2024-12-17 quant-ph
Arbitrary quantum circuits on a fully integrated two-qubit computation register for a trapped-ion quantum processor
本文在基于量子电荷耦合器件架构的囚禁离子处理器中，利用芯片集成微波寻址在 ^9Be^+ 双离子晶体上实现通用门集与任意双量子比特电路，并表征串扰和门性能。
2024-05-24 quant-ph
Decoherence of quantum registers
我们考虑量子寄存器的退相干，它由量子比特近似周期性地位于空间。允许量子位的位置具有小的随机方差。我们导出了量子比特可以独立地被假设为消散的明确条件。在其他情况下，量子位是协同解相干的。我们描述了两种集体退相干。在每种情况下，提出了一个计划，以减少集体退相干。该方案通过将量子比特的输入状态编码成一些“子退相干”状态来操作。
1997-03-20 quant-ph
Optimal and robust experiment design for quantum state tomography of star-topology register
本文针对星型拓扑寄存器中外围自旋不可独立寻址的约束，利用星型对称性分解希尔伯特空间，提出最少测量次数的紧凑层析策略，并通过优化参数化量子电路提升抗测量误差鲁棒性，在10自旋系统上验证了其表征大规模系统的能力。
2022-06-17 quant-ph
Dissipation and Decoherence in a Quantum Register
利用Born-Markov主方程（ME）研究了由$d$维量子系统（胞元）与环境耦合的$N$副本构成的量子寄存器$\cal R$模型.讨论了在各种情况下的耗散和退相干，在这种情况下，可以严格地找到亚退相干编码.对于量子比特的情况（$d=2$），我们用数值直接积分法求解了小$N,$的ME，并研究了寄存器态的保真度和退相干率随浴的相干长度$ξ_c$的变化.对于足够大的$ξ_c$的单重态的全局$su(2)$伪自旋代数的寄存器（无噪声在$ξ_c=\infty$）示出具有比希尔伯特空间的其余部分小得多的退相干率。
1998-02-06 quant-ph
Noise-resilient architecture of a hybrid electron-nuclear quantum register in diamond
一个混合量子寄存器，包括核自旋在一个固态平台耦合到一个中心的电子自旋，预计将结合其元素的优点。然而，利用长的核自旋相干时间的潜力受到外部询问期间来自中心电子自旋的磁噪声的严重限制。我们克服了这个障碍，并提出了解决一个消相干的核自旋子空间，这是以前现有的方法无法访问的协议。我们证明了我们的协议使用详细的数值模拟附近的$^{13}$ C核的氮空位中心的有效性，并表明所得到的混合量子寄存器是免疫电子自旋噪声和外部磁场漂移。我们的工作朝着实现鲁棒的量子寄存器迈出了重要的一步，该寄存器可以容易地操纵，纠缠，并且同时与外部噪声良好隔离，其应用范围从量子信息处理和通信到量子传感。
2018-09-25 quant-ph
Comment on `Decomposition of pure states of a quantum register'
I. Raptis和R. quant-ph/0010104中的Zapatrin显示了将$l$ -量子位量子寄存器的一般状态表示为至多$2^l-l$产物状态的总和的可能性。本文对任意维数$n$的Hilbert空间的张量积分解提出了一种更简单的构造方法，并有推广的可能性（文中所用的单纯复形不直接应用）。在这种情况下，它是具有$n^l-(n^2-n)l/2$产物状态的分解。
2000-11-09 quant-ph
A quantum-network register assembled with optical tweezers in an optical cavity
针对量子系统规模化扩展难题，研究提出利用光镊与光学晶格在光学腔中确定性组装二维原子阵列的量子寄存器，实现近90%效率的多路复用原子-光子纠缠，为分布式量子信息处理提供新路径。
2024-07-12 quant-ph
Bloch-Siegert Shift in a Hybrid Quantum Register: Quantification and Compensation
结合不同类型量子位的吸引人的性质的量子寄存器对于许多不同的应用是有用的。它们也带来了许多挑战，通常与不同类型量子位之间耦合强度的巨大差异有关。一个例子是交变电磁场对特定门操作不针对的量子位的跃迁的非共振效应。这里所研究的例子被称为布洛赫-西格特位移。除非这些位移被考虑到，如果可能的话，补偿，否则它们可以完全破坏量子寄存器中包含的信息。在这里，我们定量研究这种影响的重要例子中的氮空位（NV）中心的金刚石，并演示如何可以消除。
2018-06-07 quant-ph
Four Atomic Optical Energy Levels as a Two Qubit Quantum Computer Register
提出了用四个原子光学能级作为两个量子比特的量子寄存器。以LaF_3单晶中的单个Pr ~（3+）原子为例，讨论了量子门的实现.该物理系统的平衡态是量子计算的理想输入态，因此不需要特殊的制备过程。
2000-01-25 quant-ph
Dissipative dynamics in a quantum register
研究了玻色热浴与量子寄存器耗散耦合的模型。寄存器由$N$量子位（即自旋${1/2}$自由度）组成，浴由$N_b$玻色子模式描述。寄存器浴耦合选择的方式，激发的总数是保守的。希尔伯特空间分裂允许在每个扇区中单独研究动态。假设与浴的耦合对于所有量子位都是相同的，则激发扇区根据$su(2)$自旋代数的不可约表示具有进一步的分解。在寄存器的量子态中编码的信息对环境产生的噪声的稳定性取决于其$su(2)$对称性内容。在零温度下，我们发现，属于真空对称部门的状态有很长一段时间消失的保真度，而每个最低的自旋矢量是从浴解耦，因此是消相干自由。数值结果显示在单激发空间的情况下量子比特依赖浴系统耦合。
1997-08-25 quant-ph
Pulse sequences for controlled 2- and 3-qubit gates in a hybrid quantum register
我们提出并证明了一个量子控制方案的混合量子寄存器，可以减少操作时间，因此放松的影响，相比现有的实现。它将共振激发脉冲与量子比特系统的内部哈密顿量下的自由进动周期相结合。我们用这个方案实现了类似于金刚石中氮空位中心的电子和核自旋的受控非操作的量子门。作为一个具体的应用，我们在电子和核自旋量子比特之间转移布居，并使用它来测量具有多个耦合自旋的系统中的核自旋的拉比振荡。
2018-06-21 quant-ph
Quantum state preparation protocol for encoding classical data into the amplitudes of a quantum information processing register's wave function
我们提出了一个协议，用于编码存储在$N$存储寄存器中的$N$实数到描述$\log_2N$量子比特状态的量子叠加的振幅。该任务是应用于经典数据的量子机器学习算法的主要步骤之一。该协议结合了部分CNOT门旋转与概率投影到所需的状态。在协议的实现期间使用的附加辅助量子位的数量以及量子门的数量与处理寄存器中的量子位的数量成线性比例，并且因此与$N$成几何比例。成功执行编码所需的平均时间与量子比特的数量成比例，此外还与编码幅度中的可接受误差成反比。它还取决于数据集的结构，使得该协议对于非稀疏数据最有效。
2022-02-04 quant-ph
High-throughput assessment of defect-nuclear spin register controllability for quantum memory applications
针对量子存储中缺陷-核自旋寄存器可控性评估效率低的问题，提出一种高效系统评估方法，量化了SiC中双物种核寄存器的纠缠门性能，可指导高通量筛选适配的量子存储缺陷系统。
2024-05-21 quant-ph
Coherence and control of quantum registers based on electronic spin in a nuclear spin bath
我们考虑一个协议，用于控制几个量子位寄存器，包括一个电子自旋嵌入在核自旋浴。我们展示了如何从环境的其余部分中隔离出几个近端核自旋，并将它们用作潜在可扩展的量子信息处理器的构建块。我们描述了如何相干控制技术的基础上磁共振方法可以适应这些电子-核固态自旋系统，不仅提供有效的，高保真度的操作的寄存器，但也从自旋浴去耦。作为一个例子，我们分析了可行的性能和实际的限制，在一个现实的设置与金刚石中的氮空位中心。
2009-01-05 quant-ph
Suppression of arbitrary internal coupling in a quantum register
为了实现量子计算机，有必要对所使用的物理系统的哈密顿量进行完全控制。对于NMR量子计算，可以通过脉冲序列来操纵有效作用的哈密顿量。在这里，我们研究一个寄存器组成的N个选择性可寻址的自旋与成对耦合之间的每个自旋对。我们表明，完全解耦的自旋是可能的独立的特定形式的自旋-自旋相互作用。所提出的方法基于正交阵列是有效的，在这个意义上，关于时间和脉冲量的努力只与寄存器的大小N的多项式增加。然而，外部控制误差在不准确的控制脉冲方面的影响最终限制了可实现的精度。
2001-07-10 quant-ph
Quantum Anti-Piracy Storage of Classical Data
提出了一种在四态量子寄存器中存储经典数据的方案。它可以实现以下目标：经典数据总是可以明确地读取，而量子寄存器不能被复制。因此，数据提供者总是可以将原始量子寄存器与盗版副本区分开。并给出了应用实例。
2005-07-18 quant-ph
Ancilla-Driven Universal Quantum Computation
我们提出了一种远程操纵量子寄存器的方法，借助一个辅助设备来控制寄存器的演化。完全受控的辅助量子位仅通过固定的酉双量子位相互作用E耦合到计算寄存器，然后在合适的基础上进行测量。我们描述了所有的相互作用E，诱导一个单一的，逐步确定性的测量反作用的寄存器足以实现任何任意的量子信道。我们的计划提供了显着的实验优势，实施计算，准备状态和执行广义测量，因为不需要直接控制的寄存器。
2009-11-19 quant-ph
Endophysical information transfer in quantum processes
我们给出了量子寄存器描述的封闭量子系统中信息流概念的数学判据。我们定义了量子寄存器上的分离和纠缠的概念，并将它们与量子寄存器上的内积的量子压缩性质一起使用，以建立分区变化的概念，这是我们在这样的量子系统内进行内物理信息交换的标准的基础。
2004-01-02 quant-ph
Universal optimal cloning of qubits and quantum registers
我们回顾了我们最近的工作的通用（即输入状态无关）的量子比特的最佳量子复制（克隆）。我们提出了描述量子比特的最佳克隆的幺正变换，并提出了相应的量子逻辑网络。我们还提出了一个最佳量子复制“机器”（变换）的网络，它从原始量子比特产生N+1个相同的副本。这里，复制品的质量（保真度）也不取决于原件的状态，而只是复制品数量N的函数。此外，我们还提出了在任意维希尔伯特空间中普适地、最优地克隆量子对象态的机器。特别是，我们讨论了量子寄存器的通用克隆。
1998-01-07 quant-ph
Rapid transform optimisation strategy for decoherence-protected quantum register in diamond
本文针对金刚石氮-空位色心退相干保护量子寄存器，提出全微波快速控制策略，通过多种优化方法将处理时间缩短80%，并验证了其鲁棒性与实验可行性。
2024-02-24 quant-ph
Local control theory for unitary transformations: Application to quantum computing without leakage
我们提出了一个局部最优控制策略，以产生所需的酉变换。酉变换是所有量子计算算法的核心。量子计算的许多实现使用状态的子流形，包括量子寄存器，通过外部驱动场耦合到附加介导激发态的集合。以前尝试应用控制理论来诱导量子寄存器上的幺正变换，虽然成功，但产生的脉冲在中间时间将人口从计算寄存器中驱动出来。寄存器中的总体泄漏是不可取的，因为寄存器之外的状态通常容易衰减和退相干，并且填充它们会导致最终保真度的降低。在这项工作中，我们设计了一个局部最优控制方法，实现量子寄存器上的目标酉变换，同时避免中间泄漏的计算子流形。该技术利用场到系统的相位锁定，以便消除不期望的激励。然后应用该方法对Na $_2$分子的基态电子振动能级进行SU（6）傅里叶变换。新兴的机制使用双光子共振在量子寄存器上产生变换，同时阻止单光子共振到激发态。
2004-04-13 quant-ph
Thermodynamic optimization of quantum algorithms: On-the-go erasure of qubit registers
我们考虑了量子计算中的两个瓶颈：有限的内存大小和散热引起的噪音。为了优化两者，我们研究了给定算法不再需要的量子寄存器的“在移动中擦除”：当辅助量子位不再有用时，释放它们将促进计算的并行化。我们研究了在这些情况下擦除的最小热力学成本，应用结果的纠缠量子寄存器的朗道擦除。对于类的算法解决阿贝尔隐藏子群问题，我们找到最佳的去擦除协议。我们得出结论，这是一个权衡：如果我们有足够的关于问题的部分信息来构建有效的移动擦除，我们可以用它来简化算法，这样一来，首先需要更少的量子位来运行计算。我们为这两种方法提供了明确的协议。
2022-12-21 quant-ph
Towards quantum error correction with two-body gates for quantum registers based on nitrogen-vacancy centers in diamond
Universität Ulm（乌尔姆大学）
针对金刚石NV中心量子计算硬件，提出确定自适应XY序列生成两体门最优执行时间的方法，平衡保真度与速度，并利用核自旋环境实现色心寄存器内的量子纠错编码。
2025-03-03 quant-ph
High-fidelity two-qubit gates in a 7-qubit register for quantum networks
QuTech, Delft University of Technology（代尔夫特理工大学 QuTech）；Kavli Institute of Nanoscience Delft, Delft University of Technology（代尔夫特理工大学 卡弗里纳米科学研究所）
在基于金刚石氮空位中心的7量子比特寄存器中，通过优化串扰和门层析表征，实现了平均99.18%的双量子比特门保真度，达到分布式量子计算阈值，并演示了VQE分子模拟。
2026-06-16 quant-ph
Joint Entanglement of Topology and Polarization Enables Error-Protected Quantum Registers
线性光学系统可以实现模拟具有非平凡拓扑性质的系统的光子量子行走。在这里，这样的光子行走用于联合纠缠偏振和缠绕数。这种联合纠缠允许信息处理任务与交互式访问各种各样的拓扑特征来执行。拓扑考虑用于抑制误差，偏振允许轻松测量和操纵量子位。我们提供了三个例子，这种方法：生产的双光子系统纠缠缠绕数（包括拓扑类似物的贝尔状态），拓扑错误保护的光学存储寄存器，和生产的纠缠topologicallyprotected边界状态。特别是，它示出了一对量子存储寄存器，纠缠在偏振和缠绕数，拓扑辅助的错误抑制，可以与量子位存储在叠加的缠绕数;因此，信息处理与缠绕数为基础的量子位是一个可行的可能性。
2018-10-04 quant-ph
Quantum hierarchic models for information processing
经典计算和量子计算都是通过比特寄存器来进行的。在纳米尺度下，量子点的量子涨落不仅会导致该比特的量子态退相干，而且会影响相邻比特的量子态，从而影响整个寄存器的状态。这就是为什么对每个比特的可靠单独访问的要求对小型化造成了限制，即限制了存储器容量和计算速度。在本文中，我们提出了一种算法的方法来解决这个问题，构建可靠的和紧凑的量子比特寄存器。我们建议对量子寄存器的状态进行分级访问，从整个寄存器的状态降到其部分的状态。该方法类似于量子小波变换，可应用于信息压缩、量子存储、量子计算等领域。
2012-03-16 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
The controlled indirect coupling between spatially-separated qubits in antiferromagnet-based NMR quantum registers
考虑核自旋为1/2的一维原子链中的间接量子比特间耦合，它在量子寄存器中起量子比特的作用。该原子链以规则的方式放置在易轴3D反铁磁薄板衬底中，该衬底从包含同位素的其他核自旋中清除。结果表明，在自旋翻转型反铁磁体系中（控制参数为外磁场），在量子相变临界点附近和（或）在均匀反铁磁共振附近（控制参数为微波频率），间接自旋间耦合的范围可以达到大量的晶格常数。
2004-10-31 quant-ph
Ultra-high strained diamond spin register with coherent optical link
利用纳米金刚石中超高应变硅空位中心，实现相干电子自旋控制、¹³C核自旋寄存器及GHz光学连接，为量子网络集成铺路。
2024-09-19 quant-ph
Implementation of quantum maps by programmable quantum processors
量子处理器是具有数据寄存器和程序寄存器的设备。程序寄存器的输入决定将对数据寄存器中的状态执行的操作，该操作是完全正线性映射。我们开发了这些设备的数学描述，并将其应用到几个不同的处理器的例子。也检查了找到一个处理器，将能够实现一组给定的映射的问题，它示出，虽然它是可能的设计一个有限的处理器来实现相位阻尼通道，它是不可能的，这样做的振幅阻尼通道。
2002-05-09 quant-ph
Experimental Hamiltonian Learning of An 11-qubit Solid-State Quantum Spin Register
学习量子系统的哈密顿量对于预测系统动力学和实现高保真度的量子门是必不可少的。然而，这是一个显着的挑战，有效地描述的哈密顿时，其希尔伯特空间的维数与系统的大小呈指数增长。在这里，我们通过实验证明了一种自适应方法来学习11量子比特量子系统的有效哈密顿量，该量子系统由一个电子自旋和十个与钻石中的单个氮空位中心相关的核自旋组成。我们通过设计通用的量子门来验证所估计的哈密顿量，并在实验中展示了高保真度的门。我们的实验演示显示了一个良好的特征11量子位量子自旋寄存器的能力，测试量子算法，并作为一个多量子位单节点的量子网络。
2019-05-29 quant-ph
The qubit states decoherence in antiferromagnet-based nuclear spin model of quantum register
本文进一步发展了可伸缩量子寄存器的核自旋模型，提出了核自旋为1/2的磁性原子的一维链，取代了核自旋为零的易轴三维反铁磁体中的基本原子。计算了反铁磁基态中核自旋量子比特与虚自旋波相互作用引起的单量子比特态和两个被移除量子比特纠缠态的退相干率以及纵向弛豫率。它也被认为是一个量子比特的绝热退相干，是由核自旋的量子寄存器与核自旋的随机分布的同位素，取代反铁磁体的基本核自旋的相互作用引起的。我们考虑了最终编码的DFS（Decoherence-Free Subspaces）逻辑量子比特构造在四个物理量子比特的簇上，由具有零总角动量的两个状态给出。
2010-03-02 quant-ph
Reduced coupling with global pulses in quantum registers
退耦合是延长量子系统相干时间的重要手段。大多数解耦方案都假设对系统进行选择性控制，并且人们认为，对于全局脉冲，只能解耦具有某些耦合项的系统，如长期偶极-偶极耦合。在这篇文章中，我们表明，与全球脉冲，它是可能的，以减少耦合强度的其他类型的耦合，我们证明与伊辛耦合。这种脉冲的复杂性与系统的大小无关。
2015-03-24 quant-ph
Skein Theory and Topological Quantum Registers: Braiding Matrices and Topological Entanglement Entropy of Non-Abelian Quantum Hall States
研究了非阿贝尔量子霍尔态中准粒子态的拓扑性质。我们对Read-Rezayi态应用了一种自旋理论方法，其有效理论是SU（2）_KChern-Simons理论。作为Pfronan（K=2）和Fibonacci（K=3）任意子态的推广，我们计算了具有任意自旋的准粒子态的编织矩阵.此外，我们提出了一种方法来计算的纠缠熵skein理论。我们发现纠缠熵有一个非平凡的贡献，称为拓扑纠缠熵，它依赖于非阿贝尔准粒子纠缠两个子系统的量子维数。
2007-09-15 quant-ph
A universal programmable quantum state discriminator that is optimal for unambiguously distinguishing between unknown states
我们构造了一个可以明确区分两个未知量子态的装置。未知状态被提供作为程序寄存器的输入或程序，并且保证在存储在程序寄存器中的状态之一中准备的第三系统被馈送到设备的数据寄存器中。然后，设备将以一定的成功概率告诉我们数据寄存器中的未知状态是否与存储在第一或第二程序寄存器中的状态匹配。我们表明，最佳的设备，我。e.最大化成功概率的方法是通用的。它不依赖于我们希望区分的实际未知状态。
2005-04-26 quant-ph
Dynamical symmetry and analytical solutions of the non-autonomous quantum master equation of the dissipative two-level system: decoherence of quantum register
基于非自治量子主方程，研究了二能级原子与热量子辐射场环境相互作用系统的耗散和退相干特性。对于该系统，通过一种新的代数动力学方法，找到了系统的动力学对称性，将量子主方程转化为类薛定谔方程，并将主方程的非厄米速率（量子Liouville）算符表示为动力学u（2）生成元的线性函数.并首次证明了非自治主方程的可积性。基于含时解析解，考察了解的渐近性态，证明了其接近平衡态的可能性。最后，我们研究了与热辐射场耦合的多个二能级原子系统的退相干特性，这与量子寄存器有关。
2005-05-10 quant-ph
Optimal universal programmable detectors for unambiguous discrimination
讨论了m维希尔伯特空间中任意n个未知量子态的无模糊可编程鉴别器的设计问题。ADC是一种固定的测量，有两种输入寄存器：程序寄存器和数据寄存器。数据寄存器中的量子态是用户想要识别的，其被确认为在程序寄存器中的n个状态中。寄存器的任务是告诉用户存储在程序寄存器中的状态与数据寄存器中的状态等价。首先，我们给出了一个判定无模糊可编程可编程逻辑器件的充分必要条件。然后，如果$m=n$，我们提出了一个最佳的明确的可编程的可编程逻辑器件，在这个意义上最大限度地提高最坏情况下的成功概率。最后，我们提出了一个适用于任意n个量子态的通用无模糊可编程控制器。
2006-10-16 quant-ph
An integrated nanophotonic quantum register based on silicon-vacancy spins in diamond
我们实现了一个基本的量子网络节点组成的硅空位（SiV）的颜色中心内的金刚石纳米腔耦合到附近的核自旋与100毫秒长的相干时间。具体来说，我们描述了实验技术和讨论的影响，应变，磁场，微波驱动，和自旋浴上的属性，这2量子位寄存器。然后，我们采用这些技术来产生SiV自旋和入射光子之间以及SiV自旋和附近的核自旋之间的Bell态。我们还讨论了控制技术和参数制度利用SiV纳米腔系统作为一个集成的量子网络节点。
2019-08-01 quant-ph
Quantum Simulation of Helium Hydride in a Solid-State Spin Register
分子性质的\emph{Ab initio}计算是量子计算最有前途的应用之一。虽然这个问题被广泛认为是经典计算机难以解决的问题，但有效的量子算法存在，有可能大大加快从材料科学到药物发现等领域的研究吞吐量。利用在金刚石中的氮空位（NV）缺陷中实现的固态量子寄存器，我们计算了最小基氦氢化物阳离子HeH $^+$的键离解曲线。此外，我们报告的能量不确定性（给定我们的模型基础）的顺序为$10^{-14}$ Hartree，这是十个数量级低于所需的化学精度。由于金刚石中的NV中心为量子信息处理提供了一个强大而直接的平台，我们的工作为量子化学模拟器的完全可扩展的固态实现提供了几个重要步骤。
2014-05-12 quant-ph
