Physical implementation of entangling quantum measurements
Boris A. Grishanin, Victor N. Zadkov
我们阐明了纠缠量子测量超算符的微观结构，并在一个简单的三量子比特模型中研究了它们可能的物理实现，该模型实现了任意纠缠度的纠缠量子测量.
We clarify the microscopic structure of the entangling quantum measurement superoperators and examine their possible physical realization in a simple three-qubit model, which implements the entangling quantum measurement with an arbitrary degree of entanglement.
机构、总结、中文摘要均由AI分析而来，可能存在错误，请以论文正文为准。
继续探索
Entangling operations and their implementation using a small amount of entanglement
我们研究当一个物理操作可以产生纠缠两个系统之间最初解除纠缠。我们开发的形式主义允许表明，一个可以执行某些非本地操作的单位概率进行本地测量弱纠缠的状态。
Locally observable conditions for the successful implementation of entangling multi-qubit quantum gates
从量子门对仅两组互补输入态的操作获得的信息足以估计门的量子过程保真度。在纠缠门的情况下，这些条件可以用来预测多量子比特纠缠能力从两个非纠缠本地操作的并行性。然后，可以预测门的高度非经典特征，例如从两个完全经典的输入输出关系的相似性中违反局部实在论，而不会产生任何实际的纠缠。
Optimizing entangling quantum gates for physical systems
最优控制理论是一种通用的工具，它为量子信息任务提供了一条显著提高品质因数的途径。我们在这里将其与两个量子比特操作的局部等价类的几何理论相结合，以推导出一种优化算法，该算法可以确定给定物理设置的最佳纠缠两个量子比特门。我们证明了这种方法的权力被困的极性分子和中性原子。
Local Gradient Optimization of Modular Entangling Sequences
逻辑纠缠门的实现是实现量子计算机的重要一步。我们使用基于梯度的优化方法来找到单量子比特旋转，这些旋转可以在噪声非局部门的应用之间交错，以显着抑制任意逻辑错误，同时将演化算子转向SU（4）门的完美纠缠子集。该方法的模块化允许应用于任何双量子比特系统，而不管实验实现的哈密顿量或细节。该方法对于准静态和时间相关的$1/f^α$噪声都是有效的。我们还展示了最终操作的保真度如何取决于局部旋转的保真度和噪声强度。
Ancilla Driven Quantum Computation with arbitrary entangling strength
我们扩展了辅助驱动量子计算（ADQC）的模型，考虑任意纠缠功率的门。通过放弃逐步确定性，通用QC仍然可以通过可变长度的单量子位门序列和概率性的“重复直到成功”纠缠操作来实现。这开辟了一个新的可能的物理实现范围，并揭示了足以实现通用QC的资源集。
Reduced constant-cost implementations of Clifford operations using global interactions
本文提出利用全局纠缠门以常数代价实现任意长度 Clifford 及 CNOT 序列，无需辅助比特，并给出高效编译算法。
An analytical decomposition protocol for optimal implementation of two-qubit entangling gates
本文讨论了如何利用给定的可调两量子比特纠缠相互作用H_int来实现所需的两量子比特门U的问题.我们提出了一种基于SU（4）中酉矩阵的K_1AK_2分解的一般方法来解析地计算最小数目的两量子比特门U_int [基于H_int]和单量子比特旋转，以及实现U所需的这些操作的显式序列。我们通过计算实现（1）从标准基到Bell基的转换，（2）CNOT门，（3）两种相互作用-海森堡交换相互作用和量子感应耦合的量子傅里叶变换来说明我们的协议，并讨论我们的结果与固态量子比特的相关性。
Electric nonadiabatic geometric entangling gates on spin qubits
量子纠缠的产生和维持是量子操作最优构造的核心，也是实现通用量子计算的基本问题。我们在这里介绍一个自旋量子位的设置，它允许在具有任意纠缠功率的寄存器量子位之间几何实现纠缠门。我们通过演示一个通过自旋链的电路来证明这一点，该电路执行通用非绝热完整两量子比特纠缠。所提出的门都是电的和几何的，这将有助于在自旋量子比特上实现快速和鲁棒的纠缠门。这个纠缠门家族包含与量子算法中的CNOT门一样有效的门。我们在一定程度上研究了电路的鲁棒性。
Complete physical simulation of the entangling-probe attack on the BB84 protocol
本研究利用确定性单光子双量子比特量子逻辑，实现了针对 BB84 协议的最强单光子攻击，物理模拟了 Eve 访问 Bob 接收模块的真实攻击，实验结果与理论预测高度一致，证明了确定性量子逻辑在量子信息处理模拟中的实用性。
Asymmetry of CNOT gate operation in superconducting transmon quantum processors using cross-resonance entangling
受控非（CNOT）门通常包含在量子处理器的标准门集中，并提供了纠缠量子比特的重要方式。对于使用交叉共振纠缠技术的固定频率量子位，使用较高频率量子位来控制较低频率量子位能够比使用较低频率量子位作为控制短得多的纠缠时间。因此，当实现需要由较低频率量子位进行逻辑控制的CNOT门时，编译器可以通过使用等效电路来实现该功能，例如将Hadamard门放置在由较高频率量子位控制的CNOT门之前和之后的两个量子位上。然而，由于实现方式取决于哪个量子位是控制，因此自然会出现关于实现方式的相对性能的问题。我们已经在IBM Q网络上使用量子处理器探索了这一点。使用的基本电路包括创建贝尔状态的操作，然后是逆操作，以便在没有错误的情况下将量子位返回到其初始状态（Hadamard + CNOT + barrier + CNOT + Hadamard）。电路深度是不同的使用倍数的这个基本电路。观察到的不对称的最终状态的错误，随着电路的深度增加。不对称的强度和方向是唯一的，但对于每对测试的耦合量子位来说是可重复的。这一观察结果表明，CNOT实现中的不对称性应该针对感兴趣的量子位进行表征，并纳入电路转译中，以获得特定计算的最佳精度。
Trapped-Ion Entangling Gates Robust Against Qubit Frequency Errors
纠缠操作是大规模量子信息处理的必要工具，但是随着量子比特数量的增加，实验的不完善性会阻止当前方案达到足够的纠缠度。在这里，它是数字显示如何多色调的标准陷阱离子纠缠门的推广，可以同时对噪声和错误设置的频率的各个量子比特鲁棒。这放松了捕获场所需的均匀性程度，使物理上更大的系统更实用。
Control-limited perfect state transfer, quantum stochastic resonance and many-body entangling gate in imperfect qubit registers
我们提出了一个完美的量子态传输协议，是弹性的现实实验缺陷，包括噪声源，可以建模为独立的马尔可夫浴或某些形式的空间相关的环境。我们强调有趣的连接之间的保真度状态转移和量子随机共振效应。该方案足够灵活，可以作为一个有效的纠缠门，在控制受限的情况下产生真正的多体纠缠。可能的实验实现使用超导量子位也简要讨论。
Entangling logical qubits without physical operations
本研究提出幻影码，通过重新标记物理量子比特实现逻辑量子比特的无物理操作纠缠，展示了其在多个量子计算任务中的高保真度和可扩展优势。
Fault-tolerant quantum computation with non-deterministic entangling gates
在物理量子位之间执行纠缠门对于构建大规模通用量子计算机是必要的，但在某些物理实现中-例如，那些基于线性光学或离子阱网络的实现-纠缠门只能概率地实现。在这项工作中，我们研究了容错性能的拓扑集群状态计划与本地非确定性纠缠生成，失败的纠缠门（对应于键的集群状态的晶格表示）导致一个有缺陷的三维晶格与丢失的债券。我们提出了两种处理丢失键的方法;第一种是不需要额外量子处理的非自适应方案，第二种是自适应方案，其中量子位可以在替代基础上测量，以有效地将它们从晶格中移除，从而消除它们的破坏性影响并导致更好的阈值性能。我们发现，容错阈值仍然可以观察到的债券损失率为6.5%的非自适应计划，债券损失率高达14.5%的自适应计划。
Entanglement-free certification of entangling gates
并不是所有的量子协议都需要纠缠来超越它们的经典替代方案。导致这种量子优势的非经典关联被量子不和谐捕获。在这里，我们证明了不和谐可以被明确地用作一种资源：证明不可信的纠缠门，而不会在任何阶段产生纠缠。我们实现我们的协议在单光子制度，并显示其成功的存在下，高水平的噪声和不完善的门操作。我们的技术提供了一个实用的方法，在物理架构中，只有高度混合的状态是可用的基准纠缠门。
Beyond Legal Spacing: A Residual-Aware Characterization of Entangling-Zone Spacing in Neutral-Atom Compilation
本文针对中性原子编译中法定间距无法消除残余范德瓦尔斯耦合的问题，将纠缠区间距作为跨层变量，结合多种技术探究间距与物理暴露、可靠性、工期的关联，区分了硬件合法性与残余噪声安全性，推动感知间距的编译器评估。
Constant-cost implementations of Clifford operations and multiply controlled gates using global interactions
我们考虑由单比特操作和伊辛型哈密顿产生的全局纠缠门组成的量子线路。它表明，这样的电路可以实现一个大类的酉算子通常用于量子算法在一个非常低的成本-使用一个恒定的或有效的恒定数量的全球纠缠门。具体而言，我们报告的恒定成本的克利福德操作的实现和不带辅助，恒定成本的实施的多控制门线性许多辅助，和$O(\log^*(n))$成本的实施的$n$控制的单目标门使用cummically许多辅助。这表明了全局纠缠门电路的显著渐近优势。
Logical Entangling with Phantom Codes in Hypergraph Products
研究逻辑纠缠门在容错量子计算中的开销问题，通过幻码机制降低成本。在二元CSS超图积码中给出答案，评估相关家族在电路级噪声下的表现，结果明确了其对码设计的约束及优势，为低开销容错提供指导。
Universal quantum multi-qubit entangling gates with auxiliary spaces
通用量子纠缠门是大规模量子计算和量子通信的重要组成部分，寻找简单的实现方法是一个重要的任务。通过在辅助空间中引入非计算量子态，构造了一个有效的量子线路，用于实现受控非门。进一步，将该方法推广到由（2n-1）个量子比特-量子比特门和（2n-2）个单量子比特门构成的一般n-控制量子比特Toffoli门的构造.基于所提出的量子线路，利用光子的空间模自由度设计了线性光学偏振CNOT和Toffoli门。所提出的光学方案可以以更高的成功概率实现，并且不需要额外的辅助光子。
Excitation spectrum as a resource for efficient two-qubit entangling gates
除了编码量子位的两个状态之外，表示量子位的物理系统通常具有一个或多个可访问的量子态。我们证明了这种辅助状态的积极参与可以有益于构建纠缠双量子比特操作。我们研究了两个多态量子系统通过量子谐振腔耦合的一般情况。该方法示出了三个系统的例子：自组装的InAs/GaAs量子点，金刚石中的NV中心，和超导transmon量子比特。基于每个系统的数值模拟计算门操作的保真度。
Noise Analysis for High-Fidelity Quantum Entangling Gates in an Anharmonic Linear Paul Trap
在多量子比特系统中实现高保真度的量子门，其典型目标设定为99.9%，是实现容错量子计算的关键要求。为了达到这种保真度，需要仔细分析实验系统中的噪声和缺陷，并优化门操作以减轻其影响。在这里，我们考虑的容错量子计算的领先的实验系统之一，离子在非谐线性保罗陷阱，并优化纠缠量子门使用分段激光脉冲的援助下的所有集体横声子模式的离子晶体。我们提出了详细的分析各种内在的实验噪声的影响，以及不完善的实验控制的错误。通过显式计算，我们找到了实现多离子晶体中纠缠量子门99.9%的目标高保真度对这些相关噪声水平和控制精度的要求。
Parallel two-qubit entangling gates via a quantum nondemolition interaction controlled by rotation
本文提出一种基于量子非破坏性相互作用和正交分量旋转的协议，利用多模自由度实现多个双量子比特系统的并行操作，并通过等价类形式体系证明其能以1/3概率实现非局域$SWAP$和纠缠$\sqrt{SWAP}$操作。
Heralded non-destructive quantum entangling gate with single-photon sources
量子纠缠量子门是实现大规模光量子计算的重要器件。然而，在线性光学系统中，由于参量下转换过程中的随机源和双对辐射的存在，使得在实验上实现真正的自由飞行光子纠缠门成为一个难题。在这里，通过使用基于嵌入微柱腔中的半导体量子点的按需单光子源，我们首次展示了两个单光子之间的预示受控非（CNOT）操作。为了表征CNOT门的性能，我们估计其平均量子门保真度为（$87.8\pm1.2$）%。作为一个应用程序，我们生成了保真度为（$83.4\pm2.4$）%的事件就绪Bell状态。我们的研究结果是光子-光子量子逻辑门发展的重要一步。
Quantum Process Tomography of a Universal Entangling Gate Implemented with Josephson Phase Qubits
量子逻辑门必须在其标准输入基态上操作时以及在这些状态的复杂叠加上操作时正确地执行。使用超导量子比特的实验已经验证了用于例如受控非门[1，2]的特定实现的真值表，但是还没有完全表征用于输入状态的任意叠加的门操作。在这里，我们演示了使用量子过程层析成像（QPT）[3，4]来充分表征两个超导量子比特之间的通用纠缠门的性能。过程层析成像允许完整的门分析，但需要精确准备任意输入状态，控制随后的量子位相互作用，并同时单次测量输出状态。我们使用QPT来测量纠缠门的保真度，并量化影响门性能的退相干机制。除了展示有前途的保真度，我们的纠缠门具有300的开/关比，可调耦合水平将成为未来高保真设备的要求。这是双量子位系统中QPT的第一个固态演示，因为固态过程层析成像以前只使用单量子位进行了演示[5，6]。
Entangling logical qubits with lattice surgery
未来的量子计算机将需要量子纠错来实现可靠的操作。校正能力伴随着对编码的量子位执行容错逻辑操作的开销。实现逻辑运算的最具资源效率的方法之一是晶格手术，其中排列在晶格上的物理量子比特组可以合并和分裂，以实现纠缠门和传送逻辑信息。在这里，我们报告的实验实现两个拓扑编码的量子位之间的晶格手术在10量子位离子阱量子信息处理器。特别是，我们证明了两个逻辑量子比特之间的纠缠，我们实现了逻辑状态隐形传态。
Quantum Aberrations: Entangling Photons with Zernike Polynomials
本文引入泽尼克多项式作为光子空间结构编码量子信息的新自由度，提出生成、操控和探测泽尼克模式光子的框架，并证明自发参量下转换产生的双光子态在泽尼克基中呈现模式纠缠，开辟了结构化空间纠缠的新途径。
Power-optimal, stabilized entangling gate between trapped-ion qubits
为了实现可扩展的量子计算，提高纠缠门的保真度和实现效率至关重要。本文提出了一种线性方法，在离子阱量子计算机上构造任意一对量子比特的可证明功率最优的纠缠门。该方法利用照射离子的束的幅度、频率和相位的同时调制，并且与现有技术不同，不需要在参数空间中进行任何搜索。线性方法是可扩展的，使稳定对外部参数波动的任意顺序的成本线性的顺序。我们实现并证明了功率最优，稳定的门上捕获离子量子计算机。
Entangling distant solid-state spins via thermal phonons
在量子比特之间实现量子纠缠门是实现可扩展量子计算的关键。在这里，我们提出了一个强大的计划，通过一个机械振荡器在其热平衡状态实现纠缠门的远程固态自旋。通过适当的哈密顿工程和保护子空间的使用，我们表明，所提出的方案是能够显着减少的热效应的机械振荡器上的自旋。特别是，我们证明了即使对于相对较高的热占用，也可以实现高的纠缠门保真度。因此，我们的计划可以放松的机械振荡器的基态冷却的要求，并可能会发现在混合固态架构的可扩展的量子信息处理的应用。
Implementation of multipartite unitary operations with limited resources
提出了一种利用少量纠缠和经典通信实现弱纠缠多体么正操作的一般方法。对于简单的哈密顿量σ_z \otimes σ_z，该方法比以前已知的方法需要更少的纠缠。此外，应用多个操作的压缩以减少所需的平均通信。
Optimal constant-cost implementations of Clifford operations using global interactions
本文提出一种利用全局纠缠门实现任意长度 Clifford 运算序列的常数代价（最多四次）方法，无需辅助比特，达到理论最优门数，且所需驱动功率更低，并给出高效编译算法。
Compilation of Entangling Gates for High-Dimensional Quantum Systems
迄今为止，大多数量子计算架构原生地支持多值逻辑，尽管通常以二进制方式操作。多值量子处理器可以获得更丰富的量子纠缠形式，这有望显着提高量子设备的性能和实用性。然而，利用这种硬件所需的大部分理论以及相应的设计方法仍然不够，并且量子位的推广并不简单。一个特别的挑战是将量子线路编译成由最先进的量子硬件支持的原生量子门的集合。在这项工作中，我们通过引入一个完整的工作流程来解决这一挑战，将任何两个qudit幺正编译成一个任意的本地门集。案例研究证明了两者的可行性，所提出的方法以及相应的实现（可在https：//github.com/cda-tum/qudit-entanglement-compilation免费获得）。
Fast and High-Fidelity Entangling Gate through Parametrically Modulated Longitudinal Coupling
研究了一种基于量子位-振子耦合调制的普适量子计算方法。我们展示了如何通过同时调制两个量子比特的纵向耦合到一个共同的振荡器模式来实现受控相位门。与更熟悉的横向量子比特-振荡器耦合相反，有效量子比特-量子比特相互作用的大小不依赖于小的微扰参数。结果，可以使该有效相互作用强度变大，从而导致短的栅极时间和高的栅极结晶度。此外，我们展示了如何门失真可以指数抑制压缩和纠缠门可以推广到量子比特耦合到单独的振荡器。我们的建议可以在多个物理平台上实现量子计算，包括超导和自旋量子比特。
Error-correcting one-way quantum computation with global entangling gates
我们提出了一种单向量子计算（1WQC）的方法，可以通过将驻留在物理量子位上的逻辑信息编码为五量子位纠错码状态来补偿单量子位错误。一个逻辑的两量子比特簇态是编码的量子隐形传态的基本资源，然后描述了一个图状态包含10个顶点与常数度7。包含纠错的通用1WQC只需要这个逻辑两量子位状态和逻辑四量子位线性簇状态的多个副本，这些副本只在使用之前准备，以最大限度地减少错误的积累。我们建议如何实现这种方法在系统的特点是量子比特在规则的二维晶格的纠缠门一般是全球性的操作，如原子在光晶格，量子点，或超导量子比特。
Entangling four logical qubits beyond break-even in a nonlocal code
本文在 Quantinuum H2 上用 $[\\![25,4,3]\\!]$ 非局域 qLDPC 码编码四逻辑量子比特 GHZ 态，并以交换门实现逻辑纠缠，保真度超过未纠错物理方案及盈亏平衡点。
A practical scheme for quantum computation with any two-qubit entangling gate
哪些门是量子计算的通用门？虽然众所周知，在二能级量子系统（量子比特）上的某些门，如受控非（CNOT），在任意一个量子比特门的帮助下是通用的，但直到最近才确切地弄清楚什么样的两个量子比特门在这个意义上是通用的。在这里，我们提出了一个基本的证明，任何纠缠的两个量子比特门是通用的量子计算时，辅助单量子比特门。对于任意有限维系统，J.L.和R. Brylinski [arXiv：quant-ph/0108062，2001];然而，他们的证明依赖于使用高等数学的长时间论证。相比之下，我们的证明提供了一个简单的建设性的过程，这是接近最佳和实验实用[C。M. Dawson和A. Gilchrist，本文所述过程的在线实现（2002），http：//www.physics.uq.edu.au/gqc/]。
Entangling distant resonant exchange qubits via circuit quantum electrodynamics
我们研究了一个由空间分离的共振交换量子比特组成的混合量子系统，定义在三电子半导体三重量子点中，通过超导传输线谐振器耦合。借鉴电路量子电动力学和Hartmann-Hahn双共振技术的方法，我们分析了在色散和共振相互作用机制中实现共振介导的双量子比特纠缠门的三种具体方法。我们计算了纠缠门的量子数以及通过声子的弛豫率，在硅三重点中的共振交换量子位，并表明这样的实现是特别适合于实现强耦合制度。我们的方法结合了硅中编码自旋量子比特的良好相干特性和电路QED系统提供的快速而强大的长程纠缠。
Utilizing redundancies in Qubit Hilbert Space to reduce entangling gate counts in the Unitary Vibrational Coupled-Cluster Method
该研究提出一种利用量子比特希尔伯特空间冗余的新方法，通过减少Trotter化UVCC近似所需的量子比特控制，理论上最多减少50%纠缠门数量，实验中在Quantinuum H1-1硬件上提升了6、8量子比特系统的态制备保真度。
Measurement-Based Long-Range Entangling Gates in Constant Depth
本文提出利用中间测量和前馈操作，在仅需一维线拓扑的条件下，将量子扇出和长程CNOT门等线性深度子程序压缩至恒定深度，并在真实量子硬件上验证了其显著优于传统幺正实现。
Entangling strings of neutral atoms in 1D atomic pipeline structures
研究了一维分束器中具有近邻相互作用的中性原子串，其中原子的纵向运动受运动的光晶格势控制。穿过分束器的原子的动力学映射到具有可控时间相关参数的一维自旋模型，该模型允许通过穿过量子相变来创建原子的最大纠缠态。此外，我们表明，该系统实现了受保护的量子存储器，我们讨论了一个和两个量子比特门在这个设置的实现。
Entangling quantum gate in trapped ions via Rydberg blockade
本文从理论上分析了利用离子里德伯态间的偶极相互作用在两个囚禁的Ca $^+$离子间实现纠缠量子门的方法。在非均匀电场中，由于电子自由度和振动自由度之间的强耦合，囚禁离子的里德伯激发动力学通常受到机械力的强烈影响。我们证明，这种有害的影响可以克服通过使用出现从附近的里德伯态的微波耦合的修饰状态。同时，这些修饰态表现出长程偶极相互作用，我们用它来实现一个可控的绝热相位门。我们的研究突出了一条通往囚禁离子量子处理器的路线，其中量子门独立于振动模式实现。
Reinforcement learning pulses for transmon qubit entangling gates
本文利用连续控制强化学习在无先验信息条件下为超导transmon量子比特设计纠缠门，生成的脉冲在保真度和门时长上优于标准交叉共振门，并能以极少额外优化适应硬件特性漂移。
Practical effects in the preparation of cluster states using weak non-linearities
我们讨论了最近的一个方案，用于执行总线介导的量子比特之间的纠缠操作的实施实验效果。在这里，总线模式，强相干态，连续地经历与量子比特的弱克尔型非线性相互作用。然后，总线上的正交测量将量子比特投射到纠缠态。这种方法的优点在于，纠缠门是非破坏性的，可以非局部地执行，并且不需要有效的单光子检测。在本文中，我们研究影响其实验实施的实际问题。特别是，我们分析了后选择错误，量子比特损失，总线损失，失配耦合率和模式失配的影响。我们推导出这些影响的误差模型，并将它们与现实的容错阈值，提供洞察现实的实验要求。
Arbitrary parallel entangling gates with independent calibration on a trapped ion quantum computer
本文提出了一种在囚禁离子量子计算机中实现任意平行纠缠门的方法，通过独立校准提高门脉冲合成效率，并展示了在三种算法中执行时间的减少，为未来量子计算架构提供新思路。
Radial Fast Entangling Gates Under Micromotion in Trapped-Ion Quantum Computers
研究利用微运动和双离子晶体的径向模式设计高速纠缠门，在亚陷阱周期范围内实现高保真度控制序列，分析微运动增强的物理机制及实验噪声下的门误差。
Implementation of the XY interaction family with calibration of a single pulse
量子信息处理器的近期应用将依赖于优化的电路实现，以最小化门深度，从而减轻噪声中间尺度量子（NISQ）计算机中门误差的影响。更有表现力的门集合可以显著降低通用电路的门深度。类似地，结构化算法可以从更直接匹配问题对称性的门集合中受益。XY相互作用产生了一系列门，这些门提供了针对量子化学以及组合优化问题的表达能力，同时还为更通用的电路提供了电路深度的减少。在这里，我们实现了一个transmon为基础的超导量子位架构的XY纠缠门的整个家庭。我们使用一个复合脉冲方案，只需要校准一个单一的门脉冲，并保持恒定的门时间的所有成员的家庭。这使我们能够在所有纠缠角度上保持门的高保真度实现。从这个系列中采样的门的平均保真度范围从$95.67 \pm 0.60\%$到$99.01 \pm 0.15\%$，中值保真度为$97.35 \pm 0.17\%$，接近量子位对的相干限制门保真度。此外，我们证明了XY的效用在量子近似优化算法中，使电路深度减少相比，只有CZ的情况下。
Neutral atom entanglement using adiabatic Rydberg dressing
本文研究了利用绝热 Rydberg dressing 和双光子跃迁实现中性原子 Mølmer-Sørensen 纠缠门，证明其在非完美 Rydberg blockade 区间内可实现快速高保真门。
Entanglement manipulation and distillability beyond LOCC
当一个量子系统被分配给空间上分离的各方时，很自然地要考虑当各方使用经典通信（LOCC）执行局部量子操作时系统如何演变。然而，LOCC通道的结构非常复杂，留下许多重要的物理问题没有解决。在本文中，我们考虑了基于LOCC类的不同弛豫的广义纠缠资源理论。研究了非纠缠信道下各种纠缠度量的行为，以及新引入的双重非纠缠和PPT保持信道类。为了更好地理解LOCC束缚纠缠的本质，我们研究了这些广义资源理论中的纠缠蒸馏问题。我们首先表明，与LOCC不同，一般的非纠缠地图可以被超激活，在这个意义上，同一个非纠缠地图的两个副本仍然可以纠缠。在单拷贝水平上，我们证明了每个NPT纠缠态可以转换成一个LOCC-可替换的状态，使用通道，都是双重非纠缠，并具有PPT Choi表示，每个状态可以转换成一个LOCC-可替换的状态，使用属于任何家庭的多面体，近似LOCC的操作。然后，我们转向随机可转换的多体纯态，并表明，任何两个国家可以相互转换的任何多面体近似的一组可分离的渠道。最后，作为$k$ -正映射的模拟，我们引入并分析了一组$k$ -非纠缠通道。
Model-independent inference of quantum interaction from statistics
本文提出一种模型无关的量子相互作用推断方法，仅假设系统遵循量子理论，利用贝尔不等式从统计数据推断纠缠相互作用，并推广到任意数量系统。
A Hardware-Efficient Mølmer-Sørensen Gate for Superconducting Quantum Computers
本文在IBM超导量子处理器上实现了硬件高效的Mølmer-Sørensen门，通过量子过程层析成像表征其性能，达到92.47%的过程保真度，与原生CX门（93.02%）相当，并验证了贝尔态制备的成功率，表明非原生纠缠门可优化至与硬件原生操作相当的性能。
Efficient generation of graph states for quantum computation
我们提出了一个纠缠产生方案，允许任意的图形状态，有效地创建在一个线性量子寄存器通过辅助纠缠总线。纠缠总线的动力学描述了一个有效的非相互作用的费米子系统进行镜像反转，其中量子比特，编码为本地费米子模式，成为纠缠纯粹的费米统计。我们讨论了一种可能的实施方案，使用两种中性原子存储在一个光晶格，并发现该计划是现实的，即使在存在噪声的要求。
Implementing Fault-tolerant Entangling Gates on the Five-qubit Code and the Color Code
我们比较了在逻辑量子比特上的两种不同的容错纠缠门实现。在一个实例中，十二量子位捕获离子量子计算机用于实现两个五量子位代码之间的非横向逻辑CNOT门。该操作被评估为具有不同程度的容错性，这是通过包括被称为标记和可分片容错性的量子纠错电路原语来提供的。在第二种情况下，使用20量子位捕获离子量子计算机在两个[[7，1，3]]色码上实现横向逻辑CNOT门。这两个代码是在不同但相似的设备上实现的，并且在这两种情况下，所有的量子纠错原语，包括通过解码确定校正，都是在运行时使用与量子处理器紧密集成的经典计算环境来实现的。对于基元的不同组合，在将门应用于不同的输入状态之后进行逻辑状态保真度测量，从而提供过程保真度的界限。我们发现使用色码的保真度最高的操作，当准备逻辑X和Z操作符的本征态时，容错SPAM操作实现了0.99939（15）和0.99959（13）的保真度，这分别高于物理X和Z基底的平均物理量子比特SPAM保真度0.9968（2）和0.9970（1）。当与逻辑横向CNOT门相结合时，我们发现颜色代码执行序列-状态准备，CNOT，测量-平均保真度由[0.9957，0.9963]限定。逻辑保真度界限高于类似的物理级保真度界限，我们发现它是[0.9850，0.9903]，反映了多个物理噪声源，如两个量子位的SPAM错误，几个单量子位门，一个两量子位门和一些内存错误。
Parallel entangling gate operations and two-way quantum communication in spin chains
量子线路的功率是通过在系统的相干时间内可以执行的两量子比特纠缠门的数量来确定的。在没有并行量子门操作的情况下，这将使量子模拟器仅限于浅电路。在这里，我们提出了一个协议，并行化的多个用户之间的空间分离的两个量子比特纠缠门的实现，并使用一个共同共享的自旋链数据总线。我们的协议通过诱导每对量子比特之间的有效相互作用而不干扰其他量子比特，因此，它在不产生串扰的情况下提高了门操作的速率。这是通过适当地调整哈密顿参数来实现的，以两种不同策略的形式描述。参数的调整使得不同的双定域本征态负责实现不同对远距离量子比特之间的纠缠门。值得注意的是，我们的协议的性能是强大的，对增加数据总线的长度和用户的数量。此外，我们表明，该协议可以容忍各种类型的障碍，并适用于基于超导体的系统的背景下。该协议可用于实现双向量子通信。
Performance Analysis for Crosstalk Errors between Parallel Entangling Gates in Trapped Ion Quantum Error Correction
针对囚禁离子量子计算机中并行纠缠门的固有串扰误差问题，研究其对旋转表面码的影响，发现需距离5码纠正两比特串扰误差，优化并行度后可在现实参数下达盈亏平衡点，并分析了串扰空间依赖性与逻辑误差率的缩放规律。
Quantum entanglement in the NMR implementation of the Deutsch-Jozsa algorithm
在NMR量子计算机上实现了一个使用n个量子位执行n位Deutsch-Jozsa（D-J）算法的方案，最多可执行3个量子位。对于一位和两位Deutsch问题，量子位不会纠缠，因此NMR实现不使用自旋-自旋相互作用。对于三比特的情况，纠缠态的操纵变得至关重要。NMR自旋系统中通过标量J耦合的相互作用已被用来实现三位D-J算法所需的纠缠变换。
One-step implementation of multi-qubit conditional phase gating with nitrogen-vacancy centers coupled to a high-Q silica microsphere cavity
金刚石氮空位（NV）中心是量子信息处理的一个很好的候选者，而纠缠单独的NV中心仍然是巨大的实验挑战。我们提出了一个一步条件相位翻转与三个NV中心耦合到一个回音壁模腔凭借拉曼跃迁和智能量子比特编码。由于退相干被大大抑制，我们的方案可以适用于更多的量子比特。实验的可行性是合理的。
Optimized ancillary drive for fast Rydberg entangling gates
本文通过优化辅助驱动实现快速且高保真的Rydberg纠缠门，显著缩短执行时间并提升门保真度。
Implementation of local and high-fidelity quantum conditional phase gates in a scalable two-dimensional ion trap
我们提出了一个方案，以实现高保真度条件相位门对被困离子浸没在一个二维库仑晶体，利用所有轴向模式介导的相互作用，没有边带寻址。通过数值计算表明，通过对激光束进行整形，仅能激发局域模实现纠缠门，从而使量子门的复杂度不随系统尺寸的增加而增加。这些结果为在二维陷阱结构中实现大规模容错量子计算提供了一种有希望的途径。
Sequential Implementation of Global Quantum Operations
我们研究了一个全球单一的应用于任意数量的量子位被分解在一个连续的单一的程序，其中一个辅助系统被允许与每个量子位只相互作用一次的可能性。我们证明，顺序酉分解是在一般情况下不可能真正的纠缠操作，即使是一个无限维的附属，被控制的非门的一个范例。然而，我们发现量子信息中的特定非平凡操作可以以顺序幺正的方式执行，如量子纠错和量子克隆。
Constant-Depth Quantum Imaginary Time Evolution Using Dynamic Fan-out Circuits
本文提出了一种基于动态扇出电路的常深度量子虚时间演化方法，通过减少参数和纠缠生成，提高了基态制备的成功概率，并在硬件上实现了不同变种的对比实验。
Deterministic Generation of a Cluster State of Entangled Photons
我们使用半导体量子点，“人造原子”，实现一个计划，确定性的产生长串纠缠光子在集群状态，一个重要的资源，量子信息处理。我们展示了一个原型设备，它产生了几百个光子的字符串，其中纠缠持续超过5个连续的光子。该实施遵循Lindner和Rudolph（Phys. Rev. Lett. 2009），其提出了进动电子自旋的周期性定时激发作为用于使电子自旋与顺序发射的光子的偏振纠缠的机制。在我们的实现中，纠缠量子比特是一个量子点限制暗激子。通过进行全量子过程层析成像，我们得到的过程图，它充分表征了系统的演化，包含暗激子和n个光子后，n个应用程序的周期性激发。我们的实现可以大大减少量子信息处理所需的资源。
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