Hybrid quantum gate and entanglement between a "stationary" photonic qubit and a flying optical state via a giant cross Kerr nonlinear effect
基于离散变量和连续变量的混合协议的量子信息处理由于其在可扩展量子计算机和远程量子网络中的应用前景而受到广泛关注。通过在两个腔之间引入一个巨大的交叉克尔非线性效应，我们提出了一个在静止的离散光子比特和飞行的光子态之间实现高保真度的混合量子门和量子纠缠的一般方案.有趣的是，我们的协议可以用来进行一个受控的Z量子门之间的一个静态的微波光子存储在一个缓慢衰减的微波腔和一个飞行的光学光子，从而使远程超导量子线路的量子网络。
2016-10-11 quant-ph
Tunable quantum entanglement of three qubits in a non-stationary cavity
研究了在非稳态腔场中，由于腔场边界条件的非绝热快速变化引起的动力学Lamb效应，三量子比特系统中的可调谐量子纠缠和激发几率.计算了动力学兰姆效应引起的量子位跃迁振幅和激发几率。引入并计算了每个固定数量光子的条件并发度和条件剩余纠缠度，作为量子比特的两两或三路动态量子纠缠的度量.我们还给出了如何通过控制腔光子的频率来增加这些量的值的处方。提出了一个物理实现的系统，三个超导量子比特，耦合到共面波导纠缠由于非绝热快速变化的边界条件的腔。
2017-05-02 quant-ph
Non equilibrium stationary states of a dissipative kicked linear chain of spins
我们考虑由一半的自旋与耗散环境接触制成的线性链，其中周期性增量踢以两种不同的配置应用于线性链的量子位：踢应用于单个量子位和同时踢应用于线性链的两个量子位。在这两种情况下，系统在长时间限制内达到非平衡定态条件。我们研究了在单踢量子比特的情况下，准定态的瞬态和它们的性质作为踢参数的函数，并报告了踢量子比特之间的稳态纠缠的出现时，同时踢。为了做我们的研究，我们已经推导出一个主方程的近似，该主方程用于分析有限温度和零温度环境的影响。
2017-02-28 quant-ph
Repeat-Until-Success quantum computing using stationary and flying qubits
我们介绍了一种使用固定量子位（例如，由捕获的原子，分子，离子，量子点或固体中的缺陷中心制成的单光子源）和飞行量子位（例如，光子）的稳健和可扩展的量子计算架构。我们的方案解决了现有非混合方案中一些最紧迫的问题，包括难以缩放传统的静态量子位方法，以及缺乏在线性光学设置中存储单光子的实用方法。我们结合了两个以前的分布式量子计算的建议的元素，即Barrett和Kok [Phys.Rev.A71，060310（R）（2005）]的有效的光子损失容忍的集群状态的建立与Lim等人[Phys.Rev.Lett.2005]的重复直到成功（RUS）量子计算的想法。95，030505（2005）]。这个想法可以用来通过光子对测量在空间上分离的静止量子比特上执行最终确定性的两量子比特逻辑门。在非理想条件下，光子损失是一种可能性，由此产生的门仍然可以用来建立单向量子计算的图形状态。在本文中，我们描述了RUS方法，提出了可能的实验实现，并分析了图形状态的生成。
2005-11-02 quant-ph
Stationary two-qubit entanglement mediated by one-dimensional plasmonic nanoarrays
Stellenbosch University（斯泰伦博斯大学）；University of Pretoria（比勒陀利亚大学）；National Institute for Theoretical and Computational Sciences (NITheCS)（国家理论与计算科学研究所）
研究通过金属纳米粒子介导量子比特间纠缠，采用有效模型探讨介导粒子数量对稳态并发度的影响，发现奇数阵列对纠缠衰减更鲁棒，能在超一微米间距维持稳态纠缠，为量子点独立空间光学探测提供可能。
2026-07-21 quant-ph
Stationary entanglement achievable by environment induced chain links
我们调查的可能性链量子位，让对最近的邻居量子位消散到共同的环境。然后，我们研究链内的纠缠动力学，并表明可以实现稳态纠缠。
2010-12-13 quant-ph
Drive-Through Quantum Gate: Non-Stop Entangling a Mobile Ion Qubit with a Stationary One
National Taiwan University（国立台湾大学）；National Center for Theoretical Sciences（国家理论科学中心）；National University of Singapore（新加坡国立大学）；Institute of Atomic and Molecular Sciences, Academia Sinica（中央研究院原子与分子科学研究所）；Trapped-Ion Quantum Computing Laboratory, Hon Hai Research Institute, Foxconn（鸿海研究院会离子阱量子计算实验室）
该研究提出了一种非停地将移动离子与静止离子纠缠的新方案，实现了低误差的量子门操作，为远距离纠缠分发和新型量子计算架构提供了可能。
2026-01-23 quant-ph
Generation of GHZ and W states for stationary qubits in spin network via resonance scattering
我们提出了一个简单的方案，建立纠缠的静态量子比特之间的共振散射机制和一个单自旋翻转波包的自旋网络的基础上。研究发现，通过入射单自旋翻转波包在自旋网络中的自然动力学演化，以及对输出单自旋翻转波包的后续测量，可以在n个静止量子比特、Greenberger-Horne-Zeilinger（GHZ）态和W态之间产生多体纠缠态.
2009-01-05 cond-mat.str-el quant-ph
Quantum repeaters based on stationary Gottesman-Kitaev-Preskill qubits
本文提出基于稳态 GKP 玻色码的量子中继器，重点处理本地存储器的激发损耗，并证明除态生成与分发外可采用确定性线性模式变换完成操作。
2024-06-11 quant-ph
Protecting entanglement in superconducting qubits
当一个两量子比特系统最初是最大纠缠时，两个独立的退相干通道，每个量子比特一个，将大大减少两量子比特系统达到稳态时的纠缠。我们提出了一种在开放量子系统中使这种纠缠损失最小化的方法。我们发现，通过调节单量子比特参数和双量子比特耦合强度，可以保护一般参数可控的双量子比特系统的量子纠缠.实际上，稳态纠缠态$ρ_{\infty}$和最大纠缠态$ρ_m$之间的最大保真度$F_{\rm max}$可以约为$2/3\approx\max\{{\rm tr}(ρ_{\infty}ρ_m)\}=F_{\rm max}$，对应于约为$1/3\approx C(ρ_{\infty})=C_{\rm max}$的最大稳态并发$C_{\rm max}$。这是重要的，因为两量子比特系统的量子纠缠可以被保护，即使是很长一段时间。我们将我们的建议应用于几种类型的两量子比特超导电路，并展示了如何通过改变实验可控参数来优化这些两量子比特电路的纠缠。
2008-08-25 quant-ph
A unified approach to realize universal quantum gates in a coupled two-qubit system with fixed always-on coupling
我们证明了在耦合的双量子比特系统中，任何单量子比特门都可以分解为两个条件双量子比特门，并且任何条件双量子比特门都可以通过类似于受控双量子比特门的操作来实现。在此基础上，我们提出了一种统一的方法来实现通用的单量子比特和双量子比特门在耦合的双量子比特系统与固定的常开耦合。这种方法既不需要辅助电路或额外的物理量子位来控制耦合，也不需要额外的硬件来调整能级结构。这种方法的可行性是通过数值模拟的单量子比特门和创建两个量子比特贝尔态的射频驱动电感耦合的两个SQUID通量量子比特与现实的设备参数和恒定的始终在线耦合。
2005-07-01 quant-ph
Entanglement dynamics of an arbitrary number of moving qubits in a common environment
在本文中，我们提供了一个分析调查的纠缠动力学的移动量子比特耗散到一个共同的和（一般）非马尔可夫环境的弱耦合和强耦合制度。我们首先考虑两个移动量子比特在一个共同的环境中的情况，然后将其推广到任意数量的移动量子比特。我们证明了对于一个初始纠缠态，环境在有限的时间间隔后会洗掉初始纠缠。我们还表明，量子比特的运动可以起到建设性的作用，在保护初始纠缠。在这种情况下，我们观察到由于量子比特的速度引起的类Zeno效应。另一方面，通过限制初始处于单激发叠加的量子比特的数量，可以在初始处于激发态和基态的量子比特之间实现稳定的纠缠。令人惊讶的是，我们说明了当所有量子比特的速度相同时，量子比特的稳态不依赖于这个速度以及环境属性。这使我们能够确定纠缠的稳态分布与系统中量子比特的总数。
2019-05-18 quant-ph
Improving classical capacity of qubit dynamical maps through stationary state manipulation
Institute of Physics, Faculty of Physics, Astronomy and Informatics Nicolaus Copernicus University in Toruń（托伦尼古拉·哥白尼大学物理、天文学与信息学院物理研究所）
研究通过操控动力学映射的稳定态，提升相协通道的Holevo容量和纠缠辅助经典容量，展示非单位性作为信息传输资源的优势。
2023-02-23 quant-ph
Decoherence-free quantum-information processing using dipole-coupled qubits
我们提出了一种量子信息处理器，它由编码成偶极耦合量子位阵列的无消相干逻辑量子比特组成。通过双色激光场的全局寻址，在无退相干子系统中确定性地执行高保真单量子比特操作而没有泄漏。两个量子比特的操作在本地实现四个物理量子比特，并使用线性光学分离的逻辑量子比特之间。我们将展示如何使用这种方法准备集群状态。我们在计算中包括了所有的非最近邻效应，并且我们假设量子比特不位于Dicke极限内。虽然我们的建议是一般的偶极耦合量子比特的任何系统，在整个文件中，我们使用氮空位（NV）中心在金刚石作为我们的理论结果的实验背景。
2007-03-09 quant-ph
Bootstrapping the stationary state of bosonic open quantum systems
本研究提出一种基于半定松弛层级的方法，可严格计算马尔可夫玻色开放量子系统定态可观测量的上下界，对定态简并鲁棒且随占据数提升精度，适用于玻色及耗散稳定猫量子比特的定态模拟。
2024-10-09 quant-ph
Quantum control of entanglement and information of two solid state qubits: remote control of dephasing
研究了以冯诺伊曼熵为表征的信息控制方案和以集体退相通道中两个固态量子比特的纠缠为表征的定态纠缠。证明了定态并发度的局部极大值总是对应于信息量的局部极小值。我们还提出了一个远程控制两个固态量子比特纠缠对抗集体退相的方案。这个想法可能会打开一扇门，远程抑制退相干的有害影响。
2005-05-07 quant-ph
Fast quantum information transfer with superconducting flux qubits coupled to a cavity
提出了一种利用超导磁通量子比特耦合到腔中实现量子信息传输的方法。由于仅应用了共振量子比特-腔相互作用和共振量子比特-脉冲相互作用，因此与先前的提议相比，可以更快地执行信息传输。该提议不需要在操作期间调整量子比特水平间距。此外，该提议既不需要器件参数的均匀性，也不需要量子位在腔中的精确放置。
2012-07-29 quant-ph
Quantum logic with weakly coupled qubits
存在用于执行CNOT量子逻辑的众所周知的协议，其中量子位通过特定的高对称性（伊辛或海森堡）相互作用耦合。然而，许多被考虑用于量子计算的架构涉及量子比特或量子比特和通过更复杂和更不对称的相互作用耦合的谐振器。在这里，我们考虑了一个广泛适用的弱耦合但任意耦合的二能级系统模型，并使用量子门设计技术，推导出一个简单直观的CNOT结构。有用的变化和扩展的解决方案给出了常见的特殊情况。
2009-06-29 quant-ph
Optimal storage time for $N$ qubits coupled to a one-dimensional waveguide
已知对称性保护的亚辐射可以保证自由空间中的高量子比特存储时间。我们表明，在一维波导中，这也是正确的，但更长的量子位存储时间可以通过考虑量子位-量子位耦合矩阵的本征谱来确定。在这个过程中，我们介绍了关于$N$量子比特耦合到一维波导的三个定理：i）耦合矩阵，这是否则在一个连续的量子比特分离值的非奇异，包含点奇异性; ii）集体衰减率具有对称性质，和iii）耦合到一维波导的量子比特的线性链表现出受保护的亚辐射。我们的研究结果将有利于为未来的量子技术设计存储器应用程序。
2020-06-24 quant-ph
One-step implementation of multiqubit phase gate with one control qubit and multiple target qubits in coupled cavities
我们提出了一个一步实现多量子位控制相位门的方案，即在耦合腔阵列中，一个量子位同时控制多个三能级原子。选择性的量子比特-量子比特耦合是通过消除原子激发态和光子态来实现的，而控制量子比特和任意目标量子比特之间所需的相移可以通过适当地选择外场参数来实现。此外，有效的模型对退相干是鲁棒的，因为在门操作期间，原子和场模式都没有被激发，从而向可扩展的量子计算网络迈出了有用的一步。
2014-02-04 quant-ph
Laplace transform approach for the dynamics of N qubits coupled to a resonator
本文提出了一种利用Laplace变换方法求解$N$量子位元与含$n$光子腔耦合的薛定谔方程的任意阶微扰解的方法。我们研究了$N$超导量子比特耦合到一个含时耦合的共谐振腔系统的动力学行为。为了解释动力学兰姆效应对量子比特激发概率的贡献，我们考虑了量子比特-光子相互作用哈密顿量中的反旋转项。作为一个例子，我们说明了两个量子位耦合到一个共同的腔的情况下的方法。量子比特激发几率的微扰解与数值计算结果吻合得很好。
2018-09-18 quant-ph
Pulse-controlled quantum gate sequences on a strongly coupled qubit chain
我们提出了一个选择性的动态解耦方案上的永久耦合的量子位链与XX型相互作用，这是能够动态抑制链中的任何耦合，通过施加序列的本地脉冲的个人量子位。我们证明，高保真的单和双量子位门可以通过这个过程来实现，并且可以通过单独的脉冲控制来实现门的序列。我们讨论了我们的模型的适用性和物理限制，特别是强耦合超导磁通量子比特。由于动态修改通量量子位之间的耦合具有挑战性，因此它们是我们方法的自然候选者。
2015-10-16 quant-ph
Tutorial: Remote entanglement protocols for stationary qubits with photonic interfaces
本文提出了一个模块化理论框架，阐明原子或固态系统中单自旋间光子介导纠缠生成的一般机制，支持分类、组合现有协议并比较不同量子硬件，同时提供在线数值模拟代码以评估特定实验参数下的协议。
2023-10-30 quant-ph
Probing strongly driven and strongly coupled superconducting qubit-resonator system
本研究实验和理论研究了强驱动强耦合的超导磁通量子比特-谐振器系统，观察到因强耦合扭曲能级而偏离标准单量子比特干涉的量子干涉效应。
2025-08-05 quant-ph
Pulse Control of Decoherence in a Qubit Coupled with a Quantum Environment
我们研究了在短π脉冲序列下与量子环境线性耦合的量子比特的时间演化。我们的注意力集中在量子位与环境的相互作用引起的退相干与人口衰减的情况下。我们假设环境由一组玻色子激发组成。在周期性短π脉冲的存在下，计算了量子比特的约化密度矩阵的时间演化。我们证实，如果脉冲间隔短于量子比特-环境相互作用的相关时间，则退相干被抑制。
2004-11-15 quant-ph
Ground state of three qubits coupled to a harmonic oscillator with ultrastrong coupling
本文研究了由三个量子比特耦合到一个谐振子组成的Rabi模型。结果表明，三量子比特Rabi模型的基态可以用变换的方法进行解析处理，并且在较大的量子比特-振子耦合强度范围内，对于不同的失谐量，变换后的基态与精确的数值模拟结果符合得很好.我们用两两纠缠来描述任意两个量子比特之间的基态纠缠，并证明它与量子比特-振子耦合强度近似成二次关系。有趣的是，我们发现，如果量子比特-振子耦合强度足够大，则基态不存在量子比特-量子比特纠缠。
2013-10-21 quant-ph
Decoherence and relaxation of a qubit coupled to an Ohmic bath directly and via an intermediate harmonic oscillator
利用数值路径积分方法研究了直接耦合到欧姆浴和通过中间谐振子耦合到欧姆浴的量子比特的退相干和弛豫。在这里，我们假设浴模式的振荡频率高于IHO的。当我们选择合适的参数时，两种模型中的量子比特可以具有几乎相同的退相干和弛豫时间。而在量子位-IHO-bath模型中，量子位的退相干和弛豫时间可以通过改变量子位-IHO和IHO-bath的耦合系数以及IHO的振荡频率来调制。
2007-12-04 quant-ph
Quantum logic gates for coupled superconducting phase qubits
基于对两个电容耦合电流偏置约瑟夫森结的量子分析，我们提出了两种基本的两量子比特量子逻辑门。这些门中的每一个，当被单量子比特操作补充时，足以用于通用量子计算。含时薛定谔方程的数值解表明，这些操作可以进行良好的保真度。
2003-10-21 quant-ph
Low crosstalk modular flip-chip architecture for coupled superconducting qubits
本文提出一种低串扰模块化倒装芯片架构，通过电浮动芯片实现耦合超导量子比特的简单组装，并验证了横向耦合开关比约50、zz串扰约0.7 kHz及隔离度>60 dB的性能。
2025-04-25 quant-ph
Aging of coupled qubits
Northeast Normal University（东北师范大学）
本文研究了耦合量子比特中的衰老现象，通过分析激发态人口数和无活动量子比特比例，揭示了量子比特耦合和激光驱动对衰老转变阈值的影响。
2026-02-24 quant-ph
Bang-Bang control of a qubit coupled to a quantum critical spin bath
我们用解析和数值方法研究了脉冲控制对耦合到量子自旋浴中的量子比特的退相干的影响。当环境是关键的，退相干更快，我们表明，控制是相对更有效的。两个耦合模型进行了研究，即量子位耦合到浴通过一个单一的链接和自旋星模型，产生的结果是相似的和一致的。
2008-05-20 quant-ph
Dynamics of a qubit coupled to a dissipative nonlinear quantum oscillator: an effective bath approach
我们考虑一个量子比特耦合到一个非线性量子振荡器，后者耦合到欧姆浴，并研究量子比特的动力学。这个组合系统可以映射到耦合到有效浴的量子比特的系统上。给出了一种确定有效熔池谱密度的近似映射方法。具体地，在线性响应近似中，有效谱密度由非线性量子振荡器的线性磁化率的知识给出。为了确定磁化率的实际形式，我们考虑了它的周期驱动对应物，在驱动振幅下的线性响应理论中的量子Duffing振子的问题。在已知有效谱密度的情况下，研究了量子比特的动力学。特别地，导出了量子比特布居数差的解析公式。在我们的理论的有效性范围内，发现一个非常好的协议与预测从布洛赫Redfield主方程方法应用到复合量子比特非线性振荡器系统。
2010-10-22 quant-ph
Quantum nondemolition measurements of a flux qubit coupled to a noisy detector
本文从理论上研究了在超导量子干涉仪（SQUID）上耦合的超导磁通量子比特的量子非破坏测量中，反作用噪声引起的测量诱导退相。我们的分析结果表明，量子比特上的信息从量子比特流向探测器，而可能导致量子比特退相的量子涨落也会注入量子比特。此外，测量概率在短时间尺度内是频率相关的，并且与测量引起的退相有密切的关系。当驱动腔与裸腔之间的失谐量等于耦合强度时，我们可以更容易地获得量子比特的态。换句话说，我们获得了最大的测量速率。最后分析了非对角项与外部变量耦合所产生的混合效应。我们发现量子比特的初始信息由于量子比特态之间的量子隧穿而被破坏。
2011-01-01 quant-ph
One- and two-dimensional N-qubit systems in capacitively coupled quantum dots
利用电容耦合量子点中的库仑阻塞效应可以构造具有反铁磁伊辛相互作用的N量子比特系统。从隧穿哈密顿量出发，我们从理论上证明了弱耦合量子点阵列的隧穿哈密顿量可以简化为核磁共振（NMR）谱的隧穿哈密顿量。量子操作仅通过施加电脉冲序列来进行。因此，在NMR光谱学和NMR量子计算机中开发的各种误差校正方法在不使用磁场的情况下是适用的。定量地讨论了N量子比特系统中一种可能的测量方案。
2001-09-04 quant-ph
Entanglement versus mixedness for coupled qubits under a phase damping channel
给出了耦合量子比特系统在相位阻尼通道下纠缠对抗混合的量化。定义了一族从纯可分态到最大纠缠态的纯初始联合态。在初始纠缠量定义明确的情况下，给出了纠缠测度的排序。
2006-02-04 quant-ph
Harmonic mixing in two coupled qubits: quantum synchronization via ac drives
通过模拟一个由两个被驱动的耦合量子比特组成的系统，我们证明了在第二个量子比特中找到一个处于基态或激发态的被驱动量子比特的时间平均概率可以通过交流驱动来控制。此外，负责量子相干性的密度矩阵的非对角元素也可以通过驱动第二量子比特来控制，即，量子相干性可以通过适当选择双谐波信号来增强。两个不同驱动的量子比特的这种动态同步与由两个信号通过衬底强制的布朗粒子的谐波混合具有类比。然而，两个量子比特中的量子同步是由于量子比特中信号的乘法耦合而发生的，而不是通过经典纳米粒子的非线性谐波混合。
2012-10-12 quant-ph
Ground-state entanglement in coupled qubits
我们研究了一个量子比特系统，这些量子比特仅通过一个自由度相互耦合，例如，由$σ_z$操作员执行。我们证明了，如果通过改变系统的哈密顿参数，系统的一个非简并基态连续变换，使得至少两个耦合量子比特的$σ_z$算符的期望值发生变化，则该基态是纠缠的.利用这个证明，我们讨论了能级反交叉与基态纠缠之间的联系。按照同样的思路，我们介绍了纠缠证人，基于交叉量子化，可以检测基态纠缠的多量子比特系统的任何二分。还介绍了一个证明整体基态纠缠的证据。
2013-06-25 quant-ph
Two-qubit controlled phase gate based on two nonresonant quantum dots trapped in a coupled-cavity array
提出了一种在非小跳变极限条件下，利用两个耦合光子晶体腔中的两个不同量子点，在经典激光场驱动下实现量子控制相位门的方案.在门操作期间，量子点都不被激发，而系统可以根据量子点的不同状态获得不同的相位。与单量子位操作一起，可以实现双量子位控制的相位门。
2011-04-13 quant-ph
Coherence Conservation of a Qubit Coupled to a Thermal Dissipating Environment
结果表明，当系统耦合到快速耗散环境时，主系统的量子相干性是守恒的[arXiv：0709.0562].这种现象被称为量子擦除效应。在这里，这种效果进行审查和分析证明的模型系统组成的一个量子位系统耦合到一个快速耗散的环境扩展到一个环境中的热平衡。
2008-02-12 quant-ph
Transmission spectra of an ultrastrongly coupled qubit-dissipative resonator system
我们计算了磁通量子比特与耗散共振器在超强耦合下的透射谱。这样的量子位振荡器系统构成了超导电路QED平台的构建块。计算出的弱探测场的透射率在频域中量化了量子比特在振荡器及其耗散环境（欧姆热浴）的唯一影响下的响应。我们发现的量子比特谐振器系统的显着特点，即在计算的传输，修改的耗散环境的存在下的两个倾角结构。倾角的相对大小、位置和加宽由量子位振荡器失谐之间的相互作用、它们的耦合强度以及与热浴的相互作用决定。
2019-08-22 quant-ph
Quantum Decoherence of Charge Qubit coupled to Nonlinear Nanomechanical Resonator
当纳米机械谐振腔的非线性不可忽略时，解析地研究了电荷量子比特的量子退相干。利用非线性Jaynes-Cummings模型，探讨了非线性纳米机械谐振器作为量子数据总线的可能性，非线性破坏了动态量子信息存储，维持了电荷量子比特量子相干性的恢复。通过对退相干因子的计算，讨论了纳米机械谐振腔的非线性对电荷量子比特工程退相干的影响。
2013-04-27 quant-ph
Preservation of entanglement in a two-qubit-spin coupled system
提出了一种在Dzyaloshinskiii-Moriya（DM）各向异性反对称相互作用下保持两量子比特自旋耦合系统纠缠的理论方案。该方案通过周期性地对系统进行一系列操作，可以在任意长的时间内保持系统从任意初始态开始的任意高精度纠缠。
2011-08-25 quant-ph
Synthesis of maximally entangled mixed states and disentanglement in coupled Josephson charge qubits
我们分析了一个含有两个耦合超导电荷量子比特的电路的最大纠缠混合态的可控产生。每个量子位都基于通过约瑟夫森结连接到储层电极的库珀对盒。说明性的变分计算进行了演示的两个量子比特纠缠的影响。在量子比特的约瑟夫森能量和/或强耦合机制之间的充分偏差下，合成了在某些时刻的最大纠缠混合态。我们发现纠缠有一个有趣的后续时间演化，包括突然死亡效应。这使我们能够完全描述两个超导电荷量子比特耦合中的纠缠共享现象，这是一个具有理论和实验意义的系统。
2008-04-30 quant-ph
Time-optimal synthesis of unitary transformations in coupled fast and slow qubit system
本文研究了两个耦合量子比特系统的时间最优控制问题，其中在每个量子比特上执行幺正变换所涉及的时间尺度是显著不同的。特别是，我们解决的情况下，由耦合的演变产生的幺正变换需要更长的时间相比，所需的时间来产生幺正变换的第一个量子位，但更短的时间相比，产生幺正变换的第二个量子位的时间。我们给出了SU（4）在子群SU（2）xSU（2）xU（1）中的正则分解，这对于理解具有显著不同时标的耦合量子比特系统的时间最优控制问题是很自然的。一个典型的设置涉及在高场脉冲电子顺磁共振实验中耦合的电子-核自旋系统的动力学。使用建议的正则分解，我们给出了时间最优控制算法来合成相干光谱和量子信息处理中感兴趣的各种幺正变换。
2007-09-27 quant-ph
Improved readout of qubit-coupled Gottesman-Kitaev-Preskill states
谐振子中量子比特的Gottesman-Kitaev-Preskill编码是实现容错量子计算的一个有前途的基础。最近，这种编码首次在实验上证明了在捕获离子和超导电路系统。然而，这些系统缺乏一些高斯运算，这些运算对于有效地操纵编码的量子比特至关重要。特别地，零差检测（其是用于读出编码量子位的优选方法）不容易获得，严重限制了读出保真度。在这里，我们提出了一种替代的读出策略设计的量子位耦合系统。我们的方法可以提高读出保真度与几个数量级的系统，令人惊讶的是，甚至超过了零差检测的保真度在低压缩制度。
2020-08-24 quant-ph
Dynamics of a superconducting qubit coupled to the quantized cavity field: a unitary transformation approach
我们提出了一种新的方法来研究超导量子比特在腔中的动力学。我们成功地线性化的哈密顿通过应用适当的酉变换，然后旋转波近似（RWA）。对于所涉及的参数的某些值，我们表明，它是可能的，以获得一个Jaynes-Cummings型哈密顿量。作为一个例子，我们展示了量子比特反转的超复兴的存在。
2014-04-06 quant-ph
Dissipation and entanglement dynamics for two interacting qubits coupled to independent reservoirs
考虑两个耦合量子比特与两个独立玻色子浴的相互作用，我们导出了两个耦合量子比特系统的主方程。动力学的重要特征被揭示出来，如在一般温度下的定态结构和纠缠在零温度下的行为，显示出突然死亡和突然出生的现象，以及长期存在的定态纠缠。本文提出的模型是非常通用的，可以在约瑟夫森结结构和腔QED的研究的兴趣。
2008-06-30 quant-ph
Ising interaction between capacitively-coupled superconducting flux qubits
在这里，我们提出了一个方案，以产生一个可控的超导磁通量子比特之间的伊辛相互作用。现有的方案依赖于感应耦合来实现磁通量子比特之间的伊辛相互作用，并且相互作用的强度由施加的磁场控制。另一方面，我们已经找到了一种通过电容耦合来产生磁通量子比特之间的相互作用的方法。这在个体可寻址性方面具有优势，因为我们可以通过改变可以容易地定位的施加电压来控制相互作用强度。这是实现超导磁通量子比特量子计算的关键一步。
2015-01-30 quant-ph
Non-Markovian dynamics of interacting qubit pair coupled to two independent bosonic baths
本文研究了耦合到玻色子浴中的两个相互作用自旋的动力学。本文给出了玻色子环境中任意谱密度函数的Born近似的解析解，并指出在非马尔可夫情形下，共存的“寿命”更长或达到更大的值。
2014-01-08 quant-ph
Single Shot i-Toffoli Gate in Dispersively Coupled Superconducting Qubits
量子算法通常受益于执行多量子位（>2）门的能力。到目前为止，这种多量子位门通常被分解为单量子位门和双量子位门，特别是在超导量子位架构中。在一个步骤中执行多量子位操作的能力可以大大提高许多算法的保真度和执行时间。在这里，我们提出了一个Single Shot方法来执行一个i-Toffoli门，一个三量子比特门门，两个控制和一个目标量子比特，使用目前现有的超导硬件。我们展示了数值证据的过程保真度超过98%和500纳秒的门时间的超导量子比特通过可调谐耦合器相互作用。我们的方法可以直接向前扩展，以实现具有两个以上控制量子位的门。
2021-11-10 quant-ph
Time-optimal CNOT between indirectly coupled qubits in a linear Ising chain
我们给出了三个量子比特的线性自旋链中间接耦合量子比特1和3之间的纠缠门的时间最优合成的解析解，其中三个量子比特受到具有相等耦合$J$的伊辛哈密顿相互作用加上作用于中间量子比特的局部磁场。可用的能量是固定的，但我们放松了作用于单个量子比特的瞬时酉操作的标准假设。执行与间接耦合的量子位1和3之间的$\mathrm{CNOT}(1, 3)$等效的模局部么正操作的纠缠门所需的时间是$T=\sqrt{3/2} J^{-1}$，即，比基于类似的哈密顿量和具有零时间成本的局部么正的假设的先前估计快。此外，在量子位3的Hlibert空间中执行简单的Walsh-Hadamard旋转表明，$\mathrm{CNOT}^{\pm}(1, 3)$的时间最优合成（当控制量子位1处于状态$\ket{0}$时，其充当身份，而如果控制量子位处于状态$\ket{1}$，则目标量子位3被翻转为$\ket{\pm}\rightarrow \ket{\mp}$）也需要相同的时间$T$。
2010-12-01 quant-ph
Quantum information processing by NMR using a 5-qubit system formed by dipolar coupled spins in an oriented molecule
通过NMR用少量的量子位处理量子信息是很好建立的。两个主要要求（i）量子位之间的互耦和（ii）量子位可寻址性阻碍了对更高数量的量子位的缩放。已经证明，通过在液晶矩阵中取向自旋系统，利用自旋之间的残余偶极耦合，可以增加互耦合。在这种情况下，异核自旋弱耦合，而同核自旋强耦合。在这种情况下，强耦合的自旋不能再被当作量子比特来对待。然而，在其他地方已经证明，强耦合的N自旋-1/2系统的$2^N$能级可以被视为N量子位系统。为此，必须将各种跃迁识别为明确定义的能级。本文分下列两部分:1.在第一部分中，我们利用一个新的异核z-cosy（HET-Z-COSY）实验得到了一个异核5-自旋体系的能级图。在第二部分中，演示了逻辑门的实现、伪纯态的制备、纠缠的产生和纠缠转移，验证了这些系统在量子信息处理中的应用。
2004-09-27 quant-ph
Entanglement of a qubit coupled to a resonator in the adiabatic regime
讨论了由一个量子比特与一个振子模强相互作用组成的二体系统的基态纠缠度随耦合强度、跃迁频率和量子比特能级不对称性的变化.这是在绝热状态下完成的，在绝热状态下，量子比特的时间演化比振荡器的时间演化快得多。在绝热近似下，我们得到了系统的基态性质及其纠缠度的完整表征。
2006-02-06 quant-ph
Quantum resources of the steady-state of three coupled qubits: Microscopic versus Phenomenological model
量子资源，如纠缠，转向，和贝尔非定域性，评估三个耦合量子比特的稳态配置。我们采用唯象主方程和微观主方程来探测这样的量子资源，这提供了非常不同的结果取决于系统配置。特别是，转向和贝尔非局域性是空的唯象模型内，而他们达到相当大的值内的微观模型。这些结果表明，唯象方法是不能够捕获系统的所有量子资源。我们还提供了一个解析表达式的稳态和量子资源的三个耦合量子比特组成的系统在零温度极限。这样的结果表明，两个量子比特之间的量子资源受到第三个量子比特的强烈影响。
2021-09-16 quant-ph
