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]。
2009-10-06 quant-ph
Fast, robust and laser-free universal entangling gates for trapped-ion quantum computing
本文提出并验证了一种无需激光的囚禁离子双量子比特纠缠门，通过相位调制连续场实现双重修饰态，兼具高速度与抗噪性，显著提升相干时间且利于大规模扩展。
2025-06-27 quant-ph
Realization of the Optimal Universal Quantum Entangler
我们提出了第一个实验演示的“最佳”和“通用”的量子纠缠过程，涉及量子比特编码的单光子的偏振。“量子纠缠机”的结构由量子注入光参量放大器组成，并实现了1->2普适量子克隆和普适非（U-NOT）门的上下文实现。
2004-10-27 quant-ph
Entangling identical bosons in optical tweezers via exchange interaction
我们首先设计了一个方案，通过光镊捕获的原子量子比特对之间的受控碰撞来实现通用纠缠门。其次，我们提出了一个修改方案，允许通过选择性激发原子贝尔对的准备，适合于不需要通用性的量子信息处理应用。这两个计划是由相同的复合粒子的固有对称性，最初提出的Hayes等人。我们的计划提供了一种技术，用于产生加权图状态，纠缠资源的量子通信，和一个有前途的方法来执行一个“无漏洞”贝尔测试在一个实验室。
2007-12-15 quant-ph
A note on "eight-vertex" universal quantum gates
文献中许多著名的和研究得很好的4 × 4通用量子逻辑门都是一种特殊的形式，即所谓的八顶点形式\eqref{8vertexform} \cite{kaufman etal 05-1,kaufman etal 05-2}，或{ \it similar}.首先，我们提供了明确的公式，在矩阵元素，这是必要和充分条件，这样的矩阵是一个解决方案的杨巴克斯特方程\eqref{byb}。然后，结合所需的条件是酉\eqref{unitarycond}和纠缠\eqref{entanglingcond}，我们给出了纠缠酉解的杨巴克斯特方程（因此，通用量子逻辑门）的这种特定形式的完整描述。我们详细调查了所有可能的情况下，一些八个主要的条目可能会或可能不会是零。
2017-05-02 quant-ph
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/]。
2002-07-12 quant-ph
Simulating Hamiltonian dynamics using many-qudit Hamiltonians and local unitary control
什么时候可以用一个有限维的量子系统来模拟另一个有限维的量子系统？是什么限制了一个系统模拟另一个系统的能力？在本文中，我们完成了程序的研究可以做纠缠多qudit哈密顿和本地酉控制的模拟。通过纠缠，我们的意思是每个qudit都与其他qudit耦合，至少间接地耦合。我们证明，唯一一类的有限维纠缠哈密顿量，不通用的模拟是纠缠哈密顿量的量子位的泡利算子扩展只包含耦合奇数系统的条款，如布雷姆纳等。等人[Phys.Rev.A，69，012313（2004）]。我们表明，在所有其他情况下纠缠多qudit哈密顿是普遍的模拟。
2004-05-20 quant-ph
Robust Mølmer-Sørensen Gate Against Symmetric and Asymmetric Errors
针对囚禁离子 Mølmer-Sørensen 门的对称与非对称误差，提出结合位移最小化、切空间解析校正和补偿脉冲的鲁棒方案，显著降低纠缠门非保真度。
2025-01-06 quant-ph
Entangling power of holonomic gates in atom-cavity systems
我们的目标是利用非绝热量子完整理论，在由$N$全同原子组成的系统中，为构造$Λ$型原子间的几何诱导纠缠提供一种新的途径.利用量子Zeno效应，我们引入了一个三脚架型相互作用哈密顿量，它允许任意的几何纠缠功率。这将是解决实现通用非绝热完整纠缠双量子比特门的可行性的实质性一步。
2018-03-01 quant-ph
Universality of Computation in Real Quantum Theory
最近，de La Torre等人[1]基于局部可分辨性和包含纠缠门的二分变换的单参数群的存在，从其局部结构重建了量子理论。这一结果依赖于纠缠门在量子计算中的普适性。在这里，我们证明了实量子理论（RQT）的C-NOT与局部门的普适性，表明这种普适性对结果是不够的，而局部可分辨性和量子比特结构起着至关重要的作用。对于可逆计算，RQT通常需要额外的rebit。作为一个副产品，我们还提供了一个简短的证明的普遍性C-NOT的CQT。
2012-12-11 quant-ph
Entangling Bosonic Modes via an Engineered Exchange Interaction
在任何平台上实现鲁棒的通用量子计算最终都需要量子信息的相干存储和单个元素之间的（至少）一次纠缠操作。使用连续变量玻色子模作为量子元件是一种很有前途的途径，以保持量子信息的相干性，对自然发生的错误。然而，玻色子模式之间的操作可能具有挑战性。类似于离散变量自旋系统之间的交换相互作用，指数SWAP幺正[ $\mathbf{U}_{\mathrm{E}}\left(θ_c\right)$ ]可以在两个玻色子模式之间相干地转移状态，而不管选择的编码，实现了特定$θ_c$的确定性纠缠操作。在这里，我们开发了一个有效的电路来实现$\mathbf{U}_{\mathrm{E}}\left(θ_c\right)$，并实现在三维电路QED架构的操作。我们证明了高质量的确定性纠缠两个腔模式与几种不同的编码。我们的结果提供了一个至关重要的原始必要的普适量子计算使用玻色子模式。
2018-06-19 quant-ph
Full Quantum Process Tomography of a Universal Entangling Gate on an IBM's Quantum Computer
本研究在IBM量子计算硬件上对通用两比特纠缠门SQSCZ开展全量子过程层析成像，验证了其良好的保真度与噪声特性，为量子计算的理论与应用发展提供支撑。
2024-02-10 quant-ph
Entangling distant systems via universal nonadiabatic passage
本文提出通用非绝热通道方法，用于纠缠远距离量子比特，实现高保真度贝尔态和GHZ态制备，且对噪声和误差具有鲁棒性。
2025-02-26 quant-ph
Deterministic entangling gates with nonlinear quantum photonic interferometers
针对线性光子量子计算的概率性局限，本文提出利用弱非线性干涉元件串联构造通用单、双量子比特门，理论上可实现保真度接近100%的确定性纠缠门。
2023-06-08 quant-ph
Universal Fidelity Law for Linear-Optical Entangling Gates
Weizmann Institute of Science（魏茨曼科学研究所）
针对不完美光子源导致的线性光学纠缠门性能下降问题，提出以Hong-Ou-Mandel可见度和二阶相干度刻画多光子噪声的普适保真度定律，并经实验验证，为光子量子计算提供统一基准。
2026-09-23 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Universal simulation of Hamiltonian dynamics for qudits
什么样的相互作用足以模拟复合量子系统中的任意量子动力学？Dodd等人（quant-ph/0106064）以有效算法的形式提供了该问题的部分解决方案，该算法使用任何固定的两体纠缠N量子比特哈密顿量和局域幺正来模拟任何期望的两体哈密顿量演化。我们将这一结果推广到组分系统具有D维的情况。因此，我们解释了如何通用的量子计算可以执行任何固定的两体纠缠N量子哈密顿量，和本地幺正。
2002-05-31 quant-ph
Exact two-qubit universal quantum circuit
我们提供了一种分析的方法来实现任何任意的两个量子比特的幺正操作，给定一个纠缠的两个量子比特的门与本地门在一起。这被证明提供了一个通用的量子线路，精确地模拟任意两个量子比特操作SU（4）的显式结构。该电路中的每个模块都以封闭形式的解给出。我们还提供了一个统一的上限的应用程序的纠缠门，并发现，正好有一半的所有控制酉门满足相同的上限作为CNOT门。这些结果允许在SU（4）中有效地实现量子计算和量子模拟所需的操作。
2003-05-15 quant-ph
Parallel Entangling Operations on a Universal Ion Trap Quantum Computer
量子计算机的电路模型由量子比特（qubit）之间的门操作序列组成，这些序列来自通用的离散操作家族。执行并行纠缠量子门的能力在许多量子线路以及整个算法（例如Shor的因子分解算法和量子模拟）中提供了明显的效率增益。在诸如全加器和多控制Toffoli门的情况下，并行性可以在总体执行时间上提供指数级的改进。更重要的是，量子门并行性对于遭受空闲错误的量子比特的实际容错纠错是必不可少的。并行量子门的实现由于潜在的串扰而变得复杂，特别是在由共模总线完全连接的量子位之间，例如在库仑耦合的被俘获原子离子或腔耦合的超导传输中。在这里，我们提出了第一个实验结果的平行2量子比特纠缠门在一个阵列的完全连接的捕获离子量子比特。我们通过使用深度为4的量子线路在量子计算机上执行1位全加法运算来演示这种能力的应用。这些结果通过经典控制技术利用了高度连接的量子比特系统的能力，并为加速量子线路和实现捕获离子量子计算机的容错性提供了进展。
2018-10-29 cs.ET quant-ph
Asymmetric node placement in fiber-based quantum networks
本文分析光纤量子网络中中点站与量子中继器节点的非对称布置，结合色散、存储器噪声和数值实验，证明性能指标对小非对称性仅呈高阶退化。
2024-06-17 quant-ph
Decoherence-protected entangling gates in a silicon carbide quantum node
University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）
本研究在硅碳中实现去相干保护的纠缠门，通过动态去耦与超精细相互作用结合，制备高保真度纠缠态，推动量子节点发展。
2026-02-03 quant-ph
The Application of Asymmetric Entangled States in Quantum Game
在这封信中，我们提出了一个更一般的纠缠算子的量化古诺经济模型，其中的球员可以获得一个连续的策略集。通过精确分析纠缠态的冯诺伊曼熵与两个局中人总收益之间的关系，发现只要纠缠态的熵趋于无穷大，纳什均衡时的总收益总是达到最大值。此外，由于纠缠态中引入了不对称性，量子模型对不同参与者的利润函数表现出某种“激励”和“抑制”效应。
2005-11-16 quant-ph
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。
2017-05-09 quant-ph
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。
2009-08-05 quant-ph
Demonstration of Universal Parametric Entangling Gates on a Multi-Qubit Lattice
我们表明，参数耦合技术可以用来产生多量子位处理器的选择性纠缠相互作用。通过在频率调制下诱导相邻量子比特之间的相干布居数交换，我们实现了一个四个超导量子比特线性阵列的通用门集。利用量子过程层析成像技术对三个双量子比特门的平均过程保真度进行了估计，得到了$\mathcal{F}=93\%$。我们通过准备一个四量子比特的最大纠缠态，并将估计的状态保真度与各个纠缠门的预期性能进行比较，来确定这些技术对计算的适用性。此外，我们在所有可能的位串排列中准备了一个八量子位寄存器，并监控一对这些量子位上的两量子位门的保真度。在所有这样的排列中，观察到$\mathcal{F}=91.6\pm2.6\%$的平均保真度。因此，这些结果提供了一个可扩展的架构，具有高选择性和低串扰的路径。
2018-02-27 cond-mat.mes-hall quant-ph
Open Quantum Systems and Quantum Algorithms
采用开放量子系统模型来描述纠缠门处理的量子比特的非定域动力学行为。分析得出的结论是，评估步骤和面向任务的计算步骤之间的区别是合理的，只有在经典的计算。事实上，纠缠门的使用允许将两个步骤（评估和计算）减少到单个计算步骤，并且这决定了有效的计算加速。开放量子系统模型的应用表明，减少到一个计算步骤是强烈相关的存在的通用动力学映射描述的两个量子比特门的组件系统的演化。由于只有在存在可分离的初始状态时才可能用普适动力学映射来描述，所以关于纠缠门的内部约化动力学既不是么正的也不是马尔可夫的。这一事实对算法的结构提出了一个整体的观点，其中纠缠门应该保持不可分割的统一体，或黑盒子，以保持计算速度和可逆性。这一事实表明，采用一种完全非经典的计算观点：整个算法并不是其时间部分的序列。
2015-12-23 quant-ph
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。
2018-03-16 quant-ph
Modeling quantum information dynamics achieved with time-dependent driven fields in the context of universal quantum processing
量子信息是建立信息处理的一种有用资源。尽管物理成分通常是两级系统，但它们与纠缠相互作用的结合成为复杂的动力学。研究分段场脉冲，这项工作分析了量子信息操作的建模与领域的技术负担得起的走向一个通用的量子计算模型。
2018-05-14 quant-ph
Optimal manipulations with qubits: Universal quantum entanglers
我们分析了纠缠两个最初未纠缠的量子比特的各种情况。特别地，我们提出了一个最优的通用纠缠器，它使处于未知态$|Ψ>$的量子比特与处于参考（已知）态$|0>$的量子比特纠缠。也就是说，我们的纠缠器产生的输出态尽可能接近纯（对称化）态$(|Ψ>|0> +|0>|Ψ>)$。这种纠缠机最吸引人的特点是其性能的保真度（即输出与理想纠缠对称态之间的距离）不依赖于输入，并且取恒定值$F= (9+3\sqrt{2})/14\simeq 0.946$。我们还分析了如何最佳地从一个量子比特初始准备在一个未知的状态$|Ψ\r$的两个量子比特纠缠系统，这是尽可能接近贝尔态$(|Ψ\r|Ψ^\perp\r+|Ψ^\perp\r|Ψ\r)$，其中$łΨ|Ψ^\perp\r =0$。
2000-06-09 quant-ph
Hardware-Efficient Bosonic Module for Entangling Superconducting Quantum Processors via Optical Networks
University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；Anhui Province Key Laboratory of Quantum Network, University of Science and Technology of China（安徽量子网络重点实验室，中国科学技术大学）；Center for Quantum Information, Institute for Interdisciplinary Information Sciences, Tsinghua University（清华大学交叉信息研究院量子信息中心）；Hefei National Laboratory（合肥国家实验室）；CAS Center For Excellence in Quantum Information and Quantum Physics, University of Science and Technology of China（中国科学院量子信息与量子物理学前沿卓越创新中心，中国科学技术大学）
针对超导量子处理器扩展需高效光互连但M2O转换器集成面临挑战的问题，提出基于SNAIL参数耦合的模块化架构，通过数值模拟证明30公里内kHz级速率下原始纠缠比特保真度F~0.8，非对称泵浦后达F~0.94，优于transmon方案。
2025-11-13 quant-ph
Universal terms of the entanglement entropy in a static closed universe
次主导贡献的纠缠熵的量子领域包括对数校正的面积定律的特点是独立的紫外线调节器和捕获的详细信息的几何形状周围的纠缠表面的通用系数。用微扰方法确定了静态封闭宇宙$\mathbb{R} \times \mathbb{S}^3$中大质量标量场的两个普适纠缠熵系数，并对结果进行了数值验证.第一个系数描述了一个众所周知的通用校正面积定律独立的纠缠表面和背景的几何形状。第二个系数描述了一个曲率依赖的通用项与非平凡的依赖于内在和外在的几何形状的纠缠表面和曲率的背景。数值计算证实了分析结果的高精度。第一和第二普适系数分别相对于阶数$10^{-4}$和$10^{-2}$的分析值以相对误差数值确定。
2021-12-23 gr-qc hep-th quant-ph
Extremal asymmetric universal cloning machines
研究了非对称通用克隆机的各种输出性能之间的权衡问题。首先，我们找出了1到3非对称通用克隆机的所有可达到的最优输出一致性，并证明了存在两种极端非对称克隆机，它们必须合作才能达到某些最优输出一致性。其次，我们构造了一类极值克隆机，其中包括通用的对称克隆机和非对称的1到$1+N$克隆机，用于两种不同输出比特率的量子比特，使得在无限$N$的极限下，测量扰动和状态估计之间达到最优折衷.
2012-02-08 quant-ph
A trapped ion quantum computer with robust entangling gates and quantum coherent feedback
量子计算机有望在解决一系列计算问题时实现比经典计算机显著的加速。线性保罗阱中的离子链是构建这种量子计算机的一个有前途的平台，因为它们的相干时间长，控制质量高。在这里，我们报告了一个小型的，五量子比特，通用量子计算机的建设使用$^{88}\text{Sr}^{+}$离子在RF陷阱。所有的基本操作，包括初始化，量子逻辑操作和读出，都是高保真的。使用窄线宽激光器实现的选择性双量子位和单量子位门包括通用门集合，允许在量子寄存器上实现任何幺正。我们回顾了主要的实验工具，并详细描述了计算机的独特之处：使用强大的纠缠门和通过EMCCD相机采集的量子相干反馈系统的发展。后者是必要的，在未来的实验中进行量子纠错协议。
2021-11-07 physics.atom-ph quant-ph
A geometrical description of the universal $1 \to 2$ asymmetric quantum cloning region
考虑了通用$1 \to 2$非对称量子克隆的参数可达区域的确定问题。用单重态分数的优值来衡量克隆性能，我们证明了该物理区域是平面上椭圆的并集。等价地，我们首次考虑负单重态分数，刻画了两个可能不同的各向同性态的量子态相容性的参数区域。
2021-06-17 quant-ph
Universal Asymmetric Quantum Cloning Revisited
本文重新讨论了普适的非对称$1 \to 2$量子克隆问题。我们确定了这个优化问题的对称性，使我们能够获得最佳的量子克隆映射。此外，我们使用双极定理，一个著名的方法从凸分析，以完全可实现的单量子克隆质量的集合使用的保真度作为我们的品质因数，从这是更容易给出的最佳克隆映射和量化的质量权衡在通用的非对称量子克隆。此外，它允许我们使用一系列不同的品质因数来解析地指定可实现的单量子克隆质量的集合。
2017-06-27 quant-ph
Achieving fast and robust perfect entangling gates via reinforcement learning
University of Malta（马耳他大学）；Freie Universität Berlin（柏林自由大学）；Paris Lodron University of Salzburg（萨尔茨堡巴黎洛德龙大学）
本文通过强化学习发现接近最优的脉冲形状以实现快速且鲁棒的完美纠缠门，展示了其在减少校准开销和提升量子计算性能方面的潜力。
2025-11-10 quant-ph
Teleportation-based realization of an optical quantum two-qubit entangling gate
近年来，人们对量子隐形传态的兴趣越来越高，它允许在任意距离上传输未知的量子态态。量子隐形传态不仅是远距离量子通信的重要组成部分，而且为实际的量子计算提供了使能技术。特别令人感兴趣的是Gottesman和Chuang [Nature \textbf{402}，390（1999）]提出的方案，表明量子门可以通过在某些特殊纠缠态的帮助下传送量子比特来实现。因此，量子计算机的构建可以简单地基于一些多粒子纠缠态、贝尔态测量和单量子比特操作。该方案的可行性放宽了实现普适量子计算的实验限制。用两种不同的方法，我们证明了这种方案中的最小非平凡模块--一个基于传送的两个不同光子量子比特的量子纠缠门。一种是利用高保真六光子干涉仪实现受控非门，另一种是利用四光子超纠缠实现受控相位门。结果清楚地展示了门的工作原理和缠结能力。我们的实验代表了实现实用量子计算机的重要一步，并可能导致许多进一步的应用在线性光学量子信息处理。
2010-11-02 quant-ph
Experimental demonstration of optimal universal asymmetric quantum cloning of polarization states of single photons by partial symmetrization
我们报告了最优通用非对称1->2量子克隆机的实验实现，量子比特编码成单光子的偏振态。我们的线性光学机器进行非对称克隆的部分对称化的输入偏振态的信号光子和一个空白的复制闲频光子准备在一个最大的混合状态。我们表明，所采用的方法测量的平均克隆纯度表现出很强的弹性不完善的校准实验中使用的单光子探测器的相对效率。因此，即使在难以实现精确的检测器校准时，量子克隆器的可靠表征也是可能的。
2009-11-06 quant-ph
Entangling spins by measuring charge: a parity-gate toolbox
最近出现的奇偶校验门作为一个有前途的资源执行通用量子计算与费米子只使用线性相互作用。在这里，我们从量子网络的背景下从理论的角度分析奇偶校验门（P门）。我们提出了几种方案的纠缠产生与P门，并表明，本地网络大大简化了所需的资源，产生多量子比特纠缠，如n-GHZ状态。其他应用包括贝尔状态分析器和隐形传态。我们还表明，集群状态融合可以进行确定性的奇偶校验测量。然后，我们将这种分析扩展到包含自旋和模式量子位的混合量子网络。从一个容易准备的资源（自旋模式纠缠的单电子），我们展示了如何产生一个自旋n-GHZ状态与线性元件（分束器和本地自旋翻转）和电荷奇偶校验检测器;这种状态可以被用作自旋量子计算机中的资源或作为构建集群状态的先驱。最后，我们利用模式自由度作为辅助，构造了一种新型的自旋CZ门。
2007-03-28 quant-ph
Individually Addressed Entangling Gates in a Two-Dimensional Ion Crystal
该研究针对二维离子晶体中高保真单独寻址两量子比特纠缠门的实现难题，利用交叉AODs实现低串扰寻址，设计交替寻址门序列，并验证激光强度校准可补偿微运动影响，为大规模离子阱量子计算铺路。
2024-06-20 quant-ph
Conditional implementation of asymmetrical universal quantum cloning machine
我们提出了两个可行的实验实现的最佳非对称1->2量子克隆的一个偏振态的光子。这两种实现都是基于最近的条件对称量子克隆实验的部分和最佳逆转。恢复过程仅通过对来自克隆和辅助的一个进行本地测量，然后对另一个克隆进行本地操作来执行。局部测量仅由单个不平衡分束器组成，在一个输出中跟随单个光子检测器，并且克隆中的不对称性由分束器的反射率控制。
2004-01-08 quant-ph
Universal qudit gate synthesis for transmons
该工作设计基于transmon的qudit量子处理器，提出含交叉共振纠缠门的通用门集，实现高保真门合成与嵌入式纠错，证明通用qudit控制在当前架构中可行。
2023-08-31 quant-ph
Tomography of entangling two-qubit logic operations in exchange-coupled donor electron spin qubits
本文在硅中弱交换耦合的磷施主电子自旋系统中演示了通用单、双量子比特门，通过门集层析成像量化操作保真度，并成功创建了保真度约93%的纠缠贝尔态，为扩展基于施主的量子计算机奠定了基础。
2025-09-18 cond-mat.mes-hall quant-ph
Spectral Small-Incremental-Entangling: Breaking Quasi-Polynomial Complexity Barriers in Long-Range Interacting Systems
RIKEN Center for Quantum Computing (RQC)（理化学研究所量子计算中心）；Harvard University（哈佛大学）；Kyoto University（京都大学）；University of Tübingen（蒂宾根大学）；Research Institute for Mathematical Sciences, Kyoto University（京都大学数理科学研究科）；RIKEN Pioneering Research Institute (PRI)（理化学研究所先导研究部）
本文提出谱纠缠强度概念并建立谱SIE定理，揭示纠缠谱的1/s²衰减阈值，证明一维长程相互作用系统可多项式模拟，突破拟多项式复杂度壁垒。
2025-10-23 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech math-ph
Quantum information distributors: Quantum network for symmetric and asymmetric cloning in arbitrary dimension and continuous limit
我们证明，对于任何希尔伯特空间维数，最佳通用量子克隆器可以从基本相同的量子线路，即，我们找到了通用克隆机的通用设计。在无限维（包括连续变量量子系统）的情况下，通用克隆器基本上变成了经典设备。更一般地说，我们构造了一个通用的量子线路，用于在广义位移和动量反冲下协变地作用于任意维上的量子分布。这个协变分配器的行为由其初始状态控制。我们表明，合适的选择，这个初始状态产生通用克隆和优化克隆有限的字母表的状态，其状态相关的广义相空间位移。
2000-09-19 quant-ph
Asymmetric quantum telecloning of multiqubit states
提出了一个1 $\to$ 2最优普适非对称纯多比特态量子遥克隆方案.特别地，我们首先研究了任意2-量子比特态的非对称遥克隆，然后将其推广到多量子比特系统的情况。对远距克隆过程中的许多品质因数进行了检验，包括量子信道的纠缠度和克隆体的双态性。我们的方案可用于1 $\to$ 4混合多量子比特态的通用遥克隆。
2006-10-30 quant-ph
Relativistic Dips in Entangling Power of Gravity
本研究基于含后牛顿修正的线性化量子引力框架，发现非定域度的特殊取值会使引力诱导纠缠显著降低，形成引力纠缠谷，且在远离普朗克尺度处存在趋于经典化的抵消点。
2024-05-07 gr-qc hep-th quant-ph
Universal Optimal Gates Regarding Quantum Entanglement and Discord Generating
Fernando Galve \emph{et al.} $[Phys. Rev. Lett. \textbf{110}, 010501 (2013)]$引入了两个量子比特的幺正门的不和谐功率来评估其产生量子不和谐的能力，并发现$π/8$门具有最大的不和谐功率。本文分析了两量子比特幺正门的纠缠能力，这从另一个角度反映了它产生量子纠缠的能力。基于著名的两量子比特幺正门的Cartan分解，我们证明了$π/8$门的魔力对两量子比特态的一般纯度值产生最大纠缠。
2013-07-15 quant-ph
Entangling Schrödinger's cat states by bridging discrete- and continuous-variable encoding
本文提出在超导Kerr参量振荡器中通过DV-CV混合方法纠缠薛定谔猫态，实现Bell态编码转换和猫态间√iSWAP门，补全通用量子门集，为平面KPO多量子比特平台奠定基础。
2025-01-21 quant-ph
Universal unitary gate for single-photon spinorbit four-dimensional states
最近证明的可能性纠缠相反的值的轨道角动量（OAM）的光子与它的自旋，使实现非平凡的单光子自旋轨道四维态的量子信息的目的。然而，迄今为止，还没有提出能够对这样的自旋轨道光子态执行任意么正变换的光学器件。在这项工作中，我们将展示如何实现这样一个“通用单一门”的设备，仅基于现有的光学技术，并描述其操作。除了量子信息领域之外，所提出的器件可以在需要有效和方便地操纵组合的OAM和光的自旋的任何地方找到应用。
2009-08-22 quant-ph
Characterizing Long-Range Entanglement in a Mixed State Through an Emergent Order on the Entangling Surface
Perimeter Institute for Theoretical Physics（Perimeter理论物理研究所）；Department of Physics, University of California at San Diego（加州大学圣地亚哥分校物理系）；Department of Physics, University of California, Santa Barbara（加州大学圣塔芭芭拉分校物理系）
本文通过建立纠缠负性度与纠缠二分表面上涌现的对称性保护拓扑序之间的联系，揭示了有限温度拓扑序中长程纠缠的普适模式及其对热涨落的稳定性。
2022-01-19 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph
A Universal Quantum Computer From Relativistic Motion
University of Innsbruck（因斯布鲁克大学）；Perimeter Institute for Theoretical Physics（皮尔姆研究所）；University of Waterloo（滑铁卢大学）；Institute for Quantum Computing（量子计算研究所）
本研究提出一种基于相对论运动的变分量子线路通用量子计算架构，通过量子场介导纠缠与调控量子比特运动构建通用门集，推导了保真度下界并验证了量子傅里叶变换的实现可行性。
2025-05-15 cs.LG gr-qc quant-ph
Optimal quantum circuit synthesis from Controlled-U gates
从几何方法，我们推导出所需的任意控制酉门的最小数量的应用程序来构建一个通用的量子线路。一个新的分析施工过程中，提出并证明是最优或接近最优。这一结果可以推广到提高任意纠缠门构造通用量子线路的效率。具体来说，对于受控非门和双受控非门，我们开发了简单的分析方法来构造具有三种应用的通用量子线路，这是最不可能的。
2003-08-29 quant-ph
Quantum computation in semiconductor quantum dots of electron-spin asymmetric anisotropic exchange
当耦合半导体量子点中的电子自旋之间存在非对称各向异性交换时，可以得到普适的量子计算。通过控制两个局域幺正旋转，非对称海森堡模型可以转化为各向同性模型，从而实现基本的量子门。每个量子比特上的旋转是对称的，并且取决于非对称交换的强度和方向。轴对称局域磁场的实现有助于在各向异性耦合量子点中构建量子逻辑门。该方案可以有效地利用每个物理电子的自旋作为一个逻辑量子比特进行普适量子计算。
2008-03-06 quant-ph
Entanglement susceptibilities and universal geometric entanglement entropy
纠缠熵（EE）可以度量一个空间子区域与其补子区域之间的纠缠，它提供了关于量子态的关键信息。在这里，而不是专注于特定的区域，我们研究的纠缠熵的变化与纠缠表面的小变形。这就引出了纠缠态的概念。这些将EE的变化与子区域的几何变化联系起来。我们确定了一个大类的规模不变的状态，如共形场论的基态，和系统与Lifshitz标度，其中包括由无序不动点的领导纠缠的可达性的形式。然后，我们使用的非线性度来推导出由于纠缠表面中的非光滑特征而产生的普遍贡献：2D中的角，以及3D中的圆锥和三面体顶点。最后讨论了Renyi熵的推广。
2018-10-16 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el hep-th
