Energy and information propagation in a finite coupled bosonic heat bath
利用Vasile等人[1]提出的描述非马尔可夫性的有限耦合玻色子模型,研究了与之耦合的谐振子在共振、近共振和远失谐时的不同耗散行为。我们表明,系统和热浴之间的信息和能量交换齐头并进,因为声子是两者的载体:在共振自由传播的激发实现,因此纯耗散,而当远失谐的系统只能与第一个振荡器在浴的链,导致几乎单一的演变。在中间的情况下,我们显示的相关性的渗透和形成的振荡(打扮状态)的行为,这是在非Markovianity的根源。
2014-09-15 quant-ph
Dynamics of Open Bosonic Quantum Systems in Coherent State Representation
我们从一个替代标准主方程或量子轨迹方法的角度考虑开放玻色子量子系统的退相干和弛豫问题。我们的方法是基于在相干态表示的观测值的期望值的动态。我们研究了一个量子非线性振子的密度-密度相互作用与环境振荡器在有限温度下的集合的模型。我们推导出的精确解的动态观测,并证明了一致的扰动方法。
2006-01-10 quant-ph
An exact Markovian decoherence dynamics of two interacting harmonic oscillators coupled to a bosonic heat bath
HUN-REN Wigner Research Centre for Physics(匈牙利科学院维格纳物理研究中心);Department of Pharmaceutics, Semmelweis University(塞梅尔维斯大学药剂学系);Forschungszentrum Jülich, Institute of Quantum Control (PGI-8)(于利希研究中心量子控制研究所);Institute of Physics, University of Pécs(佩奇大学物理研究所);Department of Physics of Complex Systems, Eötvös Loránd University, ELTE(罗兰大学复杂系统物理系)
该研究通过精确解析解分析了两个谐振子耦合到热浴的动力学,揭示了在特定参数下系统可表现出周期性纠缠-解纠缠行为。
2026-01-14 quant-ph
Protecting bosonic codes from ancilla-induced errors with continuous-variable flags
Alice & Bob(爱丽丝与鲍勃);Laboratoire de Physique de l’École Normale Supérieure, Inria, ENS, Mines ParisTech, Université PSL, Sorbonne Université(巴黎高等师范学院物理实验室、法国国家信息与自动化研究所、巴黎高等师范学院、巴黎矿业学院、巴黎文理研究大学、索邦大学);RIKEN Center for Quantum Computing (RQC)(理化学研究所量子计算中心)
本文提出连续变量标志方法,通过辅助振荡器检测并纠正辅助量子比特衰减引起的连续误差,显著降低玻色子码逻辑错误率,为混合振荡器-量子比特处理器容错计算开辟新途径。
2026-10-07 quant-ph
Entanglement of remote quantum systems by environmental modes
我们研究了两个局域耦合到公共玻色子浴中的远程振子的量子力学纠缠的产生。从一个合适的模型的拉格朗日公式,我们推导出两个耦合的量子朗之万方程,精确地描述了两个本地振荡器的时间演化的耦合到玻色子浴的存在。数值求解的朗之万方程,使我们能够研究的对数负的时间演化的振荡器之间的纠缠产生。我们的研究结果证实并扩展了我们以前获得的发现,即只有当系统处于微观距离内时,嵌入在自由玻色子浴中的振荡器之间才能实现显着的纠缠。我们还考虑的情况下,玻色子谱密度的大幅修改,通过施加边界条件的浴模式。对于相应的边界条件波导的几何形状的浴,我们发现显着扩大纠缠代。这种现象还说明了一个近似模型,允许分析处理。
2011-11-25 quant-ph
Direct estimation of arbitrary observables of an oscillator
National University of Singapore(新加坡国立大学);Centre for Quantum Technologies, National University of Singapore(新加坡国立大学量子技术中心);Horizon Quantum Computing, Singapore(新加坡地平线量子计算);Palacký University(帕拉茨基大学);Department of Optics, Palacký University(帕拉茨基大学光学系);Department of Physics, National University of Singapore(新加坡国立大学物理系)
本文提出OREO协议,通过将振子可观测量的期望值映射到辅助量子比特上,实现高效测量相空间四阶矩和非高斯性等级,为连续变量量子信息处理提供新的测量和控制方法。
2026-03-23 quant-ph
Advances in Bosonic Quantum Error Correction with Gottesman-Kitaev-Preskill Codes: Theory, Engineering and Applications
本文综述了GKP玻色量子纠错码的理论机制、工程实现与实验进展,重点涵盖超导、光学和囚禁离子平台,并探讨其在计算、通信与传感中的应用。
2025-05-10 quant-ph
Kraus representation of damped harmonic oscillator and its application
根据定义,受环境影响的谐振子的Kraus表示,被建模为振幅阻尼或相位阻尼,直接由简单的算子代数解给出。作为例子和应用,我们首先给出了一个单量子比特的Kraus表示,其计算基态定义为玻色子真空态和单粒子数态。我们进一步讨论了以玻色子奇、偶相干态为计算基态的量子比特的环境效应。比较了环境对两种不同计算基定义的纠缠量子比特的影响。
2004-10-15 quant-ph
Quantum Information, Thermofield Dynamics and Thermalized Bosonic Oscillator
我们通过热场动力学方法证明了热化量子逻辑门对热化态的作用等价于非热化量子逻辑门的应用所产生的态的热化。特别是,我们研究了温度对与能够实现CNOT量子逻辑门的系统相关联的混合状态的影响。根据文献中的提议,实现这种逻辑门的方式是通过使用量子比特状态的表示作为玻色子系统的Fock空间的元素。我们考虑了这样一个建议,并使用热场动力学来确定热化量子比特态。温度作为纯态的量子噪声,使它们成为统计混合物。在这种情况下,我们分析的保真度作为温度的函数,并使用曼德尔参数,我们确定的温度范围内的系统的统计成为subpoissonian,泊松和superpoissonian。最后,我们计算了维格纳函数,允许分析相空间中的热状态,并且我们得到温度的升高会降低系统的非经典性质。确定了具有亚泊松统计和高保真度的温度范围。
2013-09-17 quant-ph
Shaping photons: quantum computation with bosonic cQED
本文综述玻色子 cQED 量子计算的硬件模块、在纠错、计量与模拟中的作用,并分析未来挑战及构建实用量子计算机的策略。
2024-04-08 quant-ph
Higher order coherence as witness of exceptional point in Hermitian bosonic Kitaev dimer
Nankai University(南开大学)
该研究通过最小厄密玻色Kitaev模型揭示异常点在厄密系统中的动态表现,利用高阶相干性检测非平衡量子相变。
2025-02-26 quant-ph
Quantum Calculus of Fibonacci Divisors and Infinite Hierarchy of Bosonic-Fermionic Golden Quantum Oscillators
从Fibonacci数的整除性问题出发,介绍了Fibonacci因子、黄金比例幂的黄金导数的相关层次,并发展了相应的量子演算。利用这一方法,导出了由Fibonacci因子决定整数谱的无限族Golden量子振子,以及在复解析函数空间中的Golden相干态族和相应的Fock-Bargman表示.结果表明,具有偶数和奇数$k$的Fibonacci因子对应地描述了Golden变形玻色子和费米子量子振子.通过平移算子的集合,我们找到了与Fibonacci数$F_k$共轭的Golden二项式和相关的Golden解析函数的层次。在极限k -> 0时,Golden解析函数化为经典全纯函数,Fibonacci因子的量子演算化为通常的量子演算。讨论了微积分在玻色子和费米子振子代数的量子形变、R-矩阵、流体力学图像和量子计算中的应用。
2020-10-20 math-ph math.MP math.QA
Damped harmonic oscillators in the holomorphic representation
量子动力学半群被应用于研究玻色子和费米子谐振子的时间演化。利用全纯表示导出了描述这些系统状态的密度矩阵的显式表达式。玻色子和费米子的自由度,然后放在一起,形成一个超对称振荡器,确保相应的动力学方程的超对称不变性的条件明确推导。
2000-10-03 hep-th quant-ph
A high on-off ratio beamsplitter interaction for gates on bosonically encoded qubits
针对超导微波腔玻色编码量子比特的控制难题,提出利用三波混频构造高开关比、低退相干的可编程分束器相互作用,实现快速双模式门操作,并成功演示混合受控SWAP门和95.5%保真度的贝尔态制备。
2023-07-02 quant-ph
Self-oscillating open quantum systems
本文研究玻色子振子与费米子及玻色子热库线性全耦合时的占据数演化,揭示其非平衡特性与能量源产生的关系,并建立其与非线性自振荡系统的联系。
2024-10-07 quant-ph
New type of self-oscillating systems
研究了与费米子和玻色子热浴线性全耦合的玻色子振子(一自由度和二自由度)占据数的时间演化。在这个振荡器中的平衡的情况下进行了讨论,作为一种工具,以创建一个动态的非稳态存储器存储。这种系统和著名的非线性自振荡系统之间的联系被证明。
2021-05-11 quant-ph
Applicability of the absence of equilibrium in quantum system fully coupled to several fermionic and bosonic heat baths
研究了与多个费米子和玻色热浴线性全耦合的费米子和玻色振子的占据数随时间的演化。大量分析了不同统计量的热库特性对非平稳布居概率的影响。在这种系统中,用于创建一个动态(非平稳)的内存存储的平衡的情况下的应用进行了讨论。
2021-02-11 quant-ph
Quantum dynamics of a bosonic mode and a two-level system interacting with several reservoirs
本文研究玻色模和二能级系统与多个温度不同库耦合的量子动力学,给出约化密度矩阵、特征函数及相空间分布函数,并推广到n个库情形。
2025-04-17 quant-ph
Bosonic Quantum Error Correction with Neutral Atoms in Optical Dipole Traps
本文理论研究了在光偶阱中性原子振动模式中实现GKP玻色子码的制备与纠错,比较光镊与光晶格,发现后者利于编码,并通过数值模拟验证了实验可行性。
2025-02-27 quant-ph
Schwinger's oscillator method, supersymmetric quantum mechanics and massless particles
我们考虑了用SU(2)代数的Schwinger角动量加法,同时考虑了费米子和玻色子振子。我们证明了所得到的总自旋态是:一个玻色子单重态和任意数目的自旋1/2态,后者是能量简并的。这意味着,在这种情况下,我们有超对称的量子力学,以及无质量粒子的角动量的增加。我们还回顾了两个玻色子和费米子振子的情况。
2002-07-02 physics.ed-ph quant-ph
Dynamical recurrence and the quantum control of coupled oscillators
可控性-通过应用一组可用操作来执行任何目标动态的可能性-是任何物理系统实际使用的基本要求。对于有限维系统,例如自旋系统,建立可控性的精确准则,如所谓的秩准则,是众所周知的。然而,大多数物理系统需要一个描述方面的无穷维希尔伯特空间的可控性了解甚少。在这里,我们研究无限维玻色子量子系统-包括量子光,玻色子原子的合奏,离子的运动自由度,和纳米机械振荡器-由二次哈密顿(这样他们的演变是类似于耦合谐振子)。在突出了Hilbert空间中的能控性和递归性之间的密切联系之后,我们证明了,对于耦合振子,必须满足一个简单的额外条件才能将秩准则扩展到无限维二次系统。此外,我们提出了一个有用的应用,我们的发现,通过证明间接可控的谐振子链。
2012-04-10 quant-ph
Numerical and Analytical Approach to the Quantum Dynamics of Two Coupled Spins in Bosonic Baths
在混合Wigner-Heisenberg表象中描述了自旋链与多玻色子浴相互作用的量子动力学。通过模拟两个耦合自旋的约化密度矩阵的时间演化来说明该形式主义,其中每个自旋也耦合到其自己的谐振子浴。为了证明该方法的有效性,在Born-Markov近似下求出了一个解析解,并证明了两种方法的一致性。
2009-03-30 quant-ph
On oscillator-bath system: Exact propagator, Reduced density matrix and Green's function
在Heisenberg图象下,得到了量子振子与由不同频率的$N$量子振子组成的玻色浴相互作用的量子传播子的精确形式.得到了振子的约化密度矩阵。得到了连接振子初始密度矩阵和任意时刻的密度矩阵的核或格林函数,并讨论了它与Feynman-Vernon影响泛函的关系.弱耦合制度和平方平均值的位置,动量和能量的振荡器得到平衡。
2014-07-27 quant-ph
Autonomous Quantum Error Correction in a Four-Photon Kerr Parametric Oscillator
自主量子纠错已经获得了相当大的关注,以避免复杂的测量和反馈。尽管与传统的基于测量的量子纠错方法相比,量子纠错方法非常简单,但由于硬件开销较大,量子纠错方法还远未实用化。提出了一种在四光子克尔参量振荡器中实现旋转对称玻色子码的自主量子纠错方案。我们的方案是最简单的纠错方案,可以超过盈亏平衡点-它只需要一个连续的微波音。我们还介绍了一个无条件的复位方案,需要一个连续的微波音,除了纠错。四光子克尔参量振荡器的受保护准能态及其准能级结构的简并性是这种简单性背后的关键性质。这些性质消除了在Fock基中逐状态校正的需要。我们的方案大大降低了自主量子纠错的复杂性,从而可能加速玻色码在实际量子计算中的应用。
2022-03-17 quant-ph
Qubit-oscillator concatenated codes: decoding formalism & code comparison
该研究针对玻色码与量子比特码的最优级联问题,为四类码的三种级联方案开发了高效最大似然译码器,经加性高斯白噪声测试验证,部分含GKP稳定子码的级联方案性能更优,还提出了无额外压缩的新型GKP稳定子码及其多能级版本。
2023-06-06 quant-ph
A toy model of bosonic non-canonical quantum field
如果用算符代替参数$ω$,则谐振子是不定频率谐振子。$N$这样的振荡器的系综可以被视为玻色子量子场的玩具模型。与给定问题相关联的所有可能频率已经存在于单个振荡器中,并且$N$可以是有限的。由于$ω$的算子特征,生成的创生-湮灭算子代数是非正则的。在大的$N$的极限中,人们恢复了正则量子场论的微扰理论公式,但是自动地内置了形状因子。系综的真空能量是有限的,这是在讨论宇宙学常数问题时讨论的一个事实。状态空间由具有Fock型纤维的矢量丛给出。详细讨论了场与二能级系统的相互作用,包括拉比振荡和自发发射。
2001-12-02 hep-th physics.atom-ph quant-ph
Resources for bosonic quantum computational advantage
本研究将玻色子量子计算转化为连续变量采样计算,推导出复杂度依赖非高斯星秩的经典模拟算法,并基于缺乏被动可分性定义了非高斯纠缠,阐明了挤压、非高斯性与纠缠等计算资源间的相互作用。
2023-04-04 quant-ph
Quantum Entanglement at High Temperatures? II. Bosonic Systems in Nonequilibrium Steady State
这是一系列的三篇论文中的第二篇,研究在高温下量子系统在热平衡(情况A)、非平衡(情况B)和非平衡稳态(情况C)下的纠缠是如何可行的。我们在这里分析的系统由两个耦合的量子谐振子组成,每个谐振子都与它自己的浴相互作用,浴由标量场描述,温度设置为$T_1 > T_2$。对于这里研究的\textit{constant bilinear inter-oscillator coupling}(情况C1),由于高斯性质,即使对于强耦合,该问题也可以在任意温度下精确求解。我们发现,与相同NESS设置中的热传输相反,有效的纠缠判据通常不是浴温差的函数[1]。因此,降低其中一个热浴的温度并不一定有助于保护振荡器之间的纠缠。事实上,如果任何一个热浴的温度高于临界温度$T_c$,量子纠缠就会消失。通过对Langevin方程的推导,我们充分展示了该系统的纠缠动力学如何依赖于$T_{1}$、$T_{2}$、振子间耦合和系统浴耦合强度。对于弱的蒸发器-浴耦合,临界温度$T_c$大约是振荡器频率的倒数,但是对于强的蒸发器-浴耦合,它将取决于浴截止频率。我们的结论是,在大多数现实的情况下,玻色子系统在NESS与常数双线性耦合,“热纠缠”在很大程度上是一个虚构的。在论文III中,我们将研究\textit{time-dependent driven coupling }的情况(C2),它包含[2]中描述的参量泵浦类型,…
2015-03-12 hep-th quant-ph
A direct controlled-phase gate between microwave photons
Centre for Quantum Technologies, National University of Singapore(新加坡国立大学量子技术中心);Department of Physics, National University of Singapore(新加坡国立大学物理系)
本文提出利用微波光子在两个超导谐振腔中的直接非线性耦合实现受控相门,通过抑制非线性耦合器的退相干和泄漏,提高量子存储寿命。
2026-04-05 quant-ph
Leveraging Hamiltonian Simulation Techniques to Compile Operations on Bosonic Devices
本文提出用 Lie–Trotter 与 BCH 乘积公式及严格误差界,在电路 QED 混合量子比特-玻色器件上解析编译多种振荡器操作。
2025-01-07 quant-ph
Quantum Brownian motion simulation of the control effect for two harmonic oscillators coupling in position and momentum with general environment
本文研究了玻色子非马尔可夫环境中两个耦合量子谐振子的位置和动量耦合的动力学性质。利用量子态扩散方法推导出了系统的精确解析主方程,并利用两个谐振子之间的相互作用给出了系统加入控制时的量子轨道描述。通过数值模拟,比较了不同控制效应下纠缠的演化。最后,我们利用非线性量子态扩散方法得到了相同的演化结果,从而加强了我们的上述结果。
2018-11-05 quant-ph
Robust Oscillator-Mediated Phase Gates Driven by Low-Intensity Pulses
本文提出一种基于动力学解耦的通用方法,用低强度脉冲在纵向耦合的量子比特-玻色系统中实现鲁棒且快于色散的纠缠门,并通过囚禁离子模拟验证其可行性。
2023-05-30 quant-ph
Turning Bosons into Fermions: Exclusion Statistics, Fractional Statistics and the Simple Harmonic Oscillator
受Halfman不相容统计的启发,我们利用玻色子代数构造了$g$ -子的产生和湮灭算符。我们发现,$g$ -ons的出现是由于一个离散对称性的原始玻色子系统的破缺。这种对称性是密切相关的辫子群,我们证明了排斥统计和分数统计之间的联系。
1995-10-10 cond-mat hep-th math.QA
Majorization preservation of Gaussian bosonic channels
结果表明,相位不敏感的高斯玻色通道是优化保持的谐振子的被动态的集合。这意味着在控制下的可比较的被动状态被转换成同样可比较的被动状态。证明依赖于一个新的前序关系称为Fock优序,这符合定期优序被动状态,但也导致了平均光子数顺序,从而连接的概念能量和无序的量子态。作为一个应用程序,在玻色高斯信道的广播通信容量的背景下,研究的后果的控制保存。我们的大部分结果与所研究系统的玻色子性质无关,它们可以推广到其他量子系统和哈密顿量,为量子信息理论和量子热力学提供了一个通用的工具。
2015-12-27 quant-ph
Superselection rules and bosonic quantum computational resources
本文提出一种基于玻色子量子计算机资源的量子光学非经典态识别与分类方法,通过单光子多模转换定义量子比特,并建立粒子数超选择规则下的表示与传统Fock态表示的对应关系,揭示多模态的量子优势。
2024-10-13 quant-ph
Reconstruction Approach to Quantum Dynamics of Bosonic Systems
提出了一种解析求解玻色子系统量子动力学的方法。该方法是基于重建的量子态的系统从它的湮没算符的时刻,其中的动力学是解决海森堡图片。所提出的方法是通用的,在这个意义上,它不假设任何系统的初始条件,如可分性,或系统的结构,如线性。它是标准主方程方法的一种替代方法,特别是对于大型多体量子系统,主方程方法在分析上要求很高。为了证明所提出的技术,我们将其应用到由两个耦合阻尼量子谐振子组成的系统。
2019-04-25 quant-ph
Oscillator-qubit generalized quantum signal processing for vibronic models: a case study of uracil cation
SKKU Advanced Institute of Nano Technology (SAINT), Sungkyunkwan University(成均馆大学 SKKU 纳米技术高级研究所 (SAINT));Ulsan National Institute of Science and Technology(蔚山科学技术院);Yonsei University(延世大学)
本文提出一种混合振荡-量子比特处理器编译器,利用广义量子信号处理构造任意相位玻色子门,用于非绝热分子动力学的分解,并在尿嘧啶阳离子上验证了该方法。
2025-10-12 quant-ph
Diffusion coefficients preserving long-time correlations: Consequences on the Einstein relation and on entanglement in a bosonic Bogoliubov system
该研究解析推导了保持长时关联的耦合谐振子扩散系数,验证了低温下带频率依赖有效摩擦的爱因斯坦关系,还发现玻色Bogoliubov系统中强耦合减缓纠缠猝死、初始可分态可产生纠缠。
2024-10-31 cond-mat.stat-mech quant-ph
Environment-induced synchronization of two quantum oscillators
耦合周期系统之间的自发同步发生在大量的经典物理设置。在这里,我们从理论上证明了两个不同的量子谐振子的相位自发地强耦合到一个共同的玻色子量子耗散环境在零温度下,在没有任何驱动机制。要做到这一点,我们计算一个确切的主方程从路径积分形式主义的振荡器的动力学。在系统-环境耦合强度的某个值之上,我们观察到数值上的振荡器的动力学中的强烈减少的阻尼和频率锁定。除了同步机制,我们还描述了丰富的现象学模型中的动态,特别是识别额外出现的政权与长寿的振荡。
2019-08-26 quant-ph
Geometric quantum complexity of bosonic oscillator systems
针对高维希尔伯特空间下几何量子复杂度计算困难及群论层面的微妙问题,提出基于底层李代数的新表述,在低维玻色振子系统中获得复杂度新见解,并验证了方法的普适性与扩展潜力。
2024-10-07 hep-th math-ph math.MP
Conditional not displacement: fast multi-oscillator control with a single qubit
本文提出条件非位移控制方法,利用单个辅助量子比特弱耦合多个谐振子模式,实现快速且独立的多模玻色态生成与控制,并在超导transmon-多模腔系统中验证了纠缠猫态制备、低串扰操作及超越耦合速率倒数近2个数量级的操作速度。
2024-04-03 quant-ph
Efficient quantum simulation of nonlinear interactions using SNAP and Rabi gates
针对玻色振子深强非线性耦合模拟难的问题,提出交替使用可调Rabi门与SNAP门的确定性模拟技术,可指数级降资源、高保真模拟高阶玻色相互作用,经光力学系统验证有效,助力复杂量子模拟与量子计算发展。
2023-12-15 quant-ph
Phase-space representation of classical simulability for arbitrary bosonic encodings
Université Paris Cité(巴黎西岱大学);CNRS(法国国家科学研究中心);Laboratoire Matériaux et Phénomènes Quantiques(材料与量子现象实验室);Université Paris-Saclay(巴黎萨克雷大学)
本文提出了一种框架,将玻色子系统的物理相空间结构与任意维度的计算表示联系起来,揭示了参考系在定义计算基和相空间可模拟性中的关键作用。
2026-10-14 quant-ph
Cliffordization, Spin and Fermionic Star Products
形变量子化是量子化玻色子和费米子自由度理论的有力工具。所涉及的星积产生了数学结构,这些结构最近被用来分析量子场论的代数性质。在量子力学的背景下,它们为具有玻色子或费米子自由度的系统提供了一个正则量子化过程。我们举例说明这个过程的一些物理例子,包括玻色子,费米和超对称振荡器。我们展示了如何非相对论性和相对论性粒子的自旋可以自然地描述在这个框架。
2004-04-29 quant-ph
Correlated Pair Creation with Positive- and Negative-Frequency Oscillators in a Trapped-Ion Quantum Simulator
Rice University(莱斯大学);California Institute of Technology(加州理工学院)
该研究在囚禁离子量子模拟器中,通过调控双模量子Rabi模型的频率符号,实现关联对产生,构建双模参量放大器并产生多种纠缠态,还提出了可在现有平台实现的方案。
2026-10-12 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Entangling oscillators through environment noise
我们考虑两个独立的玻色子振荡器浸泡在一个共同的浴缸,随着时间的推移,一个完全积极的,马尔可夫,准自由(高斯)约化动力学。我们发现,一个初始分离的高斯态可以成为纠缠作为一个纯粹的噪声机制的结果。在某些情况下,耗散动力学允许这些浴诱导的量子关联的持久性,即使在渐近平衡态。
2006-02-03 hep-th quant-ph
Energy, Bosons and Computational Complexity
Paderborn University(帕德博恩大学);PhoQS(光子量子系统中心);University of Waterloo(滑铁卢大学);DIENS, École Normale Supérieure, PSL University, CNRS, INRIA(巴黎高等师范学院,PSL大学,法国国家科学研究中心,法国国家信息与自动化研究所)
研究玻色子系统中平均光子数(能量)作为资源对计算复杂性的影响,证明能量增长可导致不可判定性,且更多能量对应更强计算能力,同时给出多项式能量计算在BQP中可模拟等上界结果。
2026-06-26 quant-ph
A nontrivial bosonic representation of large spin systems at high temperatures
我们报道了自旋算符的非平凡玻色化方案。结果表明,在大的$N$极限下,在无限温度下,算符$\sum_{k=1}^N \hat s_{k\pm}/\sqrt{N}$的行为类似于产生算符和湮灭算符$a^†$和$a$,对应于热平衡的谐振子,其温度和频率由$\hbarω/k_B T=\ln 3$相关.发现$z$分量等价于另一个谐振子在零温度下占据其高斯基态的位置变量。将所得结果应用于有限温度下的海森堡XY哈密顿量。
2015-11-26 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Quantum Control of an Oscillator with a Kerr-cat Qubit
本研究实验实现Kerr-cat量子比特与高品质因子微波腔的受驱参量耦合,演示腔的通用量子控制门集,通过频率选择性耗散抵消加热消除额外相位阻尼,为用Kerr-cat容错测量玻色编码误差症状奠定基础。
2024-07-15 quant-ph
$C_λ$-extended harmonic oscillator and (para)supersymmetric quantum mechanics
将$C_λ$ -扩张振子代数实现为广义变形振子代数.对于$λ= 3$,相应的玻色振子哈密顿量的频谱示出强烈依赖于代数参数。一个连接与循环形状不变的潜力指出。得到了二阶PSSQM的玻色化。
1998-02-26 math-ph math.MP math.QA
Proposal of a computational approach for simulating thermal bosonic fields in phase space
当量子场与热浴接触时,场的真空态可以推广为热真空态,这考虑了热噪声。在热场动力学中,这是通过将系统的福克空间的维数加倍来实现的。有趣的是,热噪声的表示通过一个增强的空间也发现在一个明显不同的方法的基础上的维格纳变换的场算子和密度矩阵,我们追求在这里。具体地说,热噪声是通过增加经典的维格纳相空间的Nosé-Hoover链恒温器,这可以很容易地在计算机上模拟。在本文中,我们说明了这可能是如何实现的,并讨论如何非平衡量子热分布的场模式可以数值模拟。
2019-12-06 quant-ph
Decoherence and dissipation of a quantum harmonic oscillator coupled to two-level systems
推导并分析了量子谐振子与一组独立二能级系统相互作用的Born-Markov主方程。这个迄今为止几乎未被探索的模型作为四个“规范”的系统环境模型之一的消相干和耗散起着重要的作用。为了研究环境自旋进一步耦合到耗散浴的影响,我们还推导了谐振子与耦合到玻色子浴的单个自旋相互作用的主方程。我们的模型是由量子机电系统和微米级离子阱实验动机。退相干和耗散率的温度依赖性显着不同的量子布朗运动。特别地,中心振荡器的系统耗散率随着温度的增加而减小,并且在零温度下趋于零,但是也存在与温度无关的动量扩散(加热)率。
2007-12-17 quant-ph
On the correspondence between classical and quantum measurements on a bosonic field
研究了描述单模玻色子场的谐振子的经典测量和量子测量之间的对应关系。我们将场的可观测量的量子测量与通过量子放大器理想地放大可观测量的可能性联系起来。"经典"测量对应于谐振子的位置$q$和动量$p$的联合测量,具有结果$α=q+ip$的函数$f$的以下评估。对于电磁场的联合测量是通过外差探测器实现的。通过$\hat O$的理想放大器对外差探测器进行预放大,并通过增益$g$对结果进行重新标度,从而获得可观测$\hat O$的量子测量。我们给出了一个一般的判据,说明在无限增益的极限下,这种前置放大外差探测方案何时接近$\hat O$的理想量子测量。我们表明,这一标准是满意的,实现了理想的测量的情况下的光子数算子和正交。对于这两个运营商的方法是强大的外差探测器的非单位量子效率。另一方面,我们表明,前置放大外差检测方案不适用于任意可观测的领域。作为一个反例,我们证明了简单的二次函数的字段$\hat K=i(a^{†2}-a^2)/2$没有相应的多项式函数$f(α,\bar α)$-包括明显的选择$f=\hbox{Im}(α^2)$-允许测量$\hat K$通过前置放大外差测量方案。
1999-07-16 quant-ph
Simulating Chemistry on Bosonic Quantum Devices
Yale University(耶鲁大学);Lafayette College(拉法叶学院);Purdue University(普渡大学);University of Michigan(密歇根大学);University of California, Los Angeles(加州大学洛杉矶分校);The University of Chicago(芝加哥大学);University of Massachusetts-Amherst(马萨诸塞大学阿默斯特分校);Dartmouth College(达特茅斯学院);Michigan State University(密歇根州立大学);Universidad de Huelva(韦尔瓦大学);Universidad de Granada(格拉纳达大学);University of Connecticut(康涅狄格大学)
本文探讨利用玻色量子设备模拟化学结构与动力学,包括分子振动光谱计算、气相和溶液相的绝热与非绝热化学动力学模拟,以及分子图论问题的高效求解。
2024-07-05 quant-ph