Signatures of quantum phase transitions in the dynamic response of fluxonium qubit chains
我们计算了一维磁通量子比特链通过共用电感耦合的微波导纳。尽管它的简单，这个系统表现出丰富的相图。临界施加的磁通量将均匀基态与具有表现出非均匀持续电流的基态的相分离。取决于阵列的参数，相变可以是常规的连续相变，或者具有相变-不相称的性质。此外，量子涨落会影响跃迁，并可能导致无间隙的“浮动相”的存在。伴随着过渡的软模式的签名出现作为一个特征的频率依赖性的耗散部分的导纳。
2015-08-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Spectrum of the Dicke model in a superconducting qubit-oscillator system
我们计算的透射光谱的超导电路实现的迪克模型和识别光谱特征，可以作为签名的超辐射相。特别是，我们计算系统的谐振频率作为偏置项的函数，这通常是在迪克模型的研究中没有，但通常存在于超导量子比特电路。为了避免过于复杂的拟议电路，我们假设一个固定的耦合强度。这种情况排除了通过改变临界点上的耦合强度来观察相变特征的可能性。我们表明，通过改变偏置点下固定的耦合强度得到的光谱可以包含正常和超辐射阶段的签名：在正常阶段，人们预计将观察到两个谱线，而在超辐射阶段四个谱线预计存在接近量子比特的对称点。如果参数波动和退相干率足够小，这四条谱线应该是可观测的，并且可以作为超辐射相位的特征。
2019-06-19 cond-mat.mes-hall quant-ph
Realizable time crystal of four silicon quantum dot qubits
本文提出在硅量子点自旋量子比特中实现离散时间晶体，利用电荷噪声作为优势，证明四比特链即可展现丰富的时间晶体与Floquet对称保护拓扑区域，且DTC寿命随链长指数增长。
2023-04-16 cond-mat.mes-hall quant-ph
Tunability of microwave transitions as a signature of coherent parity mixing effects in the Majorana-Transmon qubit
将马约拉纳费米子激发耦合到相干外场是操纵和探测费米子的重要步骤。我们分析的电荷和transmon制度的拓扑纳米线嵌入在一个库珀对盒，超导相位差耦合到零能量宇称状态，产生的马约拉纳准粒子。我们表明，在特殊的栅极偏置点，光子量子比特耦合可以通过量子干涉关闭，并在其他点，它是指数依赖于控制参数$E_J/E_C$。以及探针的拓扑超导体激发，我们建议，这种类型的设备可以用来实现一个可调的高相干四能级系统的超导电路架构。
2013-12-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Weak values and the Leggett-Garg inequality in solid-state qubits
研究了固态量子比特中弱值的实现。我们证明了弱值可以是非经典的当且仅当Leggett-Garg不等式也可以被违反。描述了广义弱值，其中对一系列弱测量结果进行后选择。施加经典的弱值允许导出有界算子的Leggett-Garg不等式。我们的分析是在踢量子非爆破测量的量子双点电荷量子比特。
2007-07-23 cond-mat.mes-hall quant-ph
Superconducting qubit readout enhanced by path signature
本研究提出利用路径签名分析测量记录，增强超导量子比特读取的分配保真度，在多种硬件设置下均显著提升，并能检测状态转换，有望成为量子技术的基础工具。
2025-05-23 quant-ph
Signatures of Open and Noisy Quantum Systems in Single-Qubit Quantum Annealing
我们提出了一种量子退火协议，可以更有效地探测D-Wave量子退火硬件上单个量子比特的动力学。该协议使用D-Wave的h-增益计划功能，允许在退火期间在任意点快速淬灭纵向磁场。这一特点使我们能够区分开放和封闭的系统动力学以及纵向磁场噪声的存在或不存在。我们表明，热和磁场波动的噪声，需要包括在一个开放量子系统模型，以再现硬件的输出统计的关键来源。
2022-08-18 quant-ph
Quantum digital signature based on single-qubit without a trusted third-party
本文提出一种无需可信第三方的量子数字签名协议，利用量子态不可克隆性构造量子单向函数，以经典私钥与量子公钥组成密钥，并证明其具备信息论不可伪造性、非对称性、不可否认性和可扩展性。
2025-03-09 quant-ph
Signatures of chaos in the dynamics of quantum discord
我们确定签名的混乱的不和谐的多量子比特系统的动力学集体建模为量子踢顶。任意两个量子比特之间的不和谐在规则区域中是准周期性的，而在混沌区域中，准周期性消失。当初始波函数从规则区域变化到混沌区域时，时间平均不和谐的等值线图显著地再现了经典频闪映射的结构。我们还发现了令人惊讶的两量子比特不和谐与两量子比特纠缠的相反行为。我们的计算提供了第一个证据的签名动态产生的不和谐的混乱。
2013-07-05 quant-ph
Mitigating information leakage in a crowded spectrum of weakly anharmonic qubits
使用频率密集的弱非谐量子位来放大量子处理器的一个挑战是驱动单个量子位，而不会导致泄漏到其他量子位的非计算级别，同时还可以最大限度地减少控制线的数量。为了解决这个问题，我们在电路QED处理器中实现了单量子位Wah-Wah控制，所有transmon量子位都有一条馈线，在给定频率拥挤的情况下以可实现的最大门速度运行。随机基准测试和量子过程断层扫描确认交替量子位控制与$\leq$ 1%的平均误差，每个计算步骤和退相干限制闲置的一个量子位，而驾驶另一个与华-华脉冲训练。
2014-05-11 cond-mat.mes-hall quant-ph
Collective multipole-like signatures of entanglement in symmetric N-qubit systems
利用SO（3）不可约球张量表象，给出了对称多量子比特态集体类多极量子关联的一个强有力的理论。这个系统的任意二分分裂导致一个家庭的不等式检测纠缠，涉及这些张量的平均值表示的总系统角动量算子。这个理论的影响的量子性质的多极子相关的所有订单的迪克状态推导。一组选定的例子说明了这些集体测试。这种测试检测宏观原子系综中的纠缠，其中单个原子是不可访问的。
2007-06-22 quant-ph
Quantum signatures of chaos, thermalization and tunneling in the exactly solvable few body kicked top
表现出经典混沌的量子特征的精确可解模型既罕见又重要--鉴于孤立量子系统中遍历行为和热化的机制及其与不可积性的联系正在积极研究中，更是如此。在这项工作中，我们研究了几个量子比特的量子系统，这些量子比特被集体建模为踢顶，这是量子混沌的教科书例子。特别是，我们表明，3和4量子比特的情况下是完全可解的，但有趣的是，可以显示遍历性和热化的签名。通过推导纠缠熵和纠缠度的解析表达式，我们发现具有排列对称性的随机态的长时间平均值和系综平均值在某些参数范围内是一致的。与使用最近的transmons为基础的实验实现3量子比特的情况下的数据的结果相比，我们发现协议的时间短，包括一个特殊的阶梯状行为的相关性的一些国家。在4量子比特的情况下，我们指出了经典极限中两个稳定岛之间的动态隧穿的前兆。数值结果表明，大量的量子比特的出现的经典极限，包括签名的分歧。
2019-02-27 quant-ph
Dynamical signatures of non-Markovianity in a dissipative-driven qubit
本文研究了耗散玻色子环境中周期性驱动量子比特的非马尔可夫动力学特征，通过数值精确的HEOM方法量化了多种非马尔可夫指标，发现外部驱动可增强非马尔可夫效应并抵消各态历经弛豫，在弱耦合下观察到永恒非马尔可夫性现象。
2024-04-29 quant-ph
Experimental signatures of a $\hat{Z}\hat{X}$ beam-splitter interaction between Kerr-cat and transmon qubits
Chandra Department of Electrical and Computer Engineering, University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校查德拉电气与计算机工程系）
研究通过实验展示Kerr猫与transmon量子比特间的$\hat{Z}\hat{X}$光束分裂器相互作用，验证了其在量子纠错中的应用潜力，为混合架构的量子处理器发展奠定基础。
2026-10-07 quant-ph
Qubit-induced phonon blockade as a signature of quantum behavior in nanomechanical resonators
通过检测飞秒尺度的位移来观察量子化的纳米机械振荡对实验者来说是一个重大的挑战。我们建议，声子封锁可以作为纳米机械谐振器中的量子行为的签名。与光子阻塞和电子的库仑阻塞类似，声子阻塞的主要思想是当非线性振子中有一个声子时，第二个声子不能被激发。为了实现声子封锁，超导量子二能级系统耦合到纳米机械谐振器，并用于诱导声子自相互作用。利用蒙特卡罗模拟，利用Cahill-Glauber $s$参数化的准概率分布研究了诱导非线性振子的动力学行为.我们展示了如何振荡的谐振器可以发生在量子制度，并演示了如何可以观察到的声子封锁与目前可访问的实验参数。
2010-06-18 quant-ph
Strong and weak coupling of two coupled qubits
本文研究了非相干连续泵浦和耗散作用下两个耦合量子比特（二能级系统）的动力学和功率谱。强耦合的新制度被确定，这是由于系统中的相干流的额外路径。即使在强退相干的情况下，也能重构修饰态。结果是解析的，并提供了一个精确的描述强耦合存在的泵浦和衰减的非平凡（非线性）系统。
2010-01-13 cond-mat.mes-hall quant-ph
Signatures of topological quantum phase transitions in driven and dissipative qubit-arrays
我们研究了自旋为1/2的链在一个受驱动的耗散电路QED实现中对称性破缺和拓扑相位的光子特征。具体来说，我们考虑了横场XY模型和一个具有3自旋相互作用的对偶模型。前者具有铁磁和顺磁相，而后者的特点，此外，对称性保护的拓扑相。利用三次量子化方法，计算了任意系统尺寸和温度下开自旋链的非平衡定态。我们发现，链两端自旋的双局域关联函数为系统的破缺相变和拓扑相变提供了一个灵敏的度量，但并没有一种通用的方法来区分这两种相变.这两种模型具有等效的表示自由马约拉纳费米子，主机零，一个和两个拓扑马约拉纳端模式的顺磁，铁磁和对称性保护的拓扑阶段，分别。我们研究的关联函数在费米子表象中保持了它的双定域性质，因此我们的结果同样适用于费米子模型本身。我们提出了一个光子实现的耗散的横向场XY模型在一个可调的设置，其中超导transmon量子比特阵列耦合在两端的光子微波电路。
2016-04-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Engineering two-qubit mixed states with weak measurements
众所周知，基于弱测量的协议可以用于将量子系统引导到预先指定的纯态。在这里，我们表明，弱测量为基础的转向协议可以利用按需工程的$\textit{mixed}$状态。特别地，通过协议参数的连续变化，可以将经典目标状态引导到不和谐的目标状态，并且进一步引导到纠缠目标状态。
2020-10-20 cond-mat.mes-hall quant-ph
Crossover of phase qubit dynamics in presence of negative-result weak measurement
考虑了在微波驱动下的幺正演化和负测量导致的连续非幺正坍缩两种情况下超导相位量子比特的相干动力学。在较弱的驱动作用下，量子比特的动力学过程主要是非幺正演化，量子比特态趋于布洛赫球上的一个渐近稳定点。通过跟踪状态纯度和测量不变量（"murity“），可以清楚地将这种动力学与传统的退相干区分开来。当微波驱动强度超过某个临界值时，动力学变为非衰减振荡：任何初始状态都周期性地返回到自身，尽管存在非幺正动力学。这些预测可以通过修改最近的一个实验来验证。
2006-11-11 cond-mat.mes-hall quant-ph
Nonlinear response and observable signatures of equilibrium entanglement
我们研究了平衡纠缠如何在$N$ -量子比特系统的非线性响应中表现出来。在热力学极限下，$n$阶非线性极化率的不可约部分表明系统的本征态包含纠缠的$(n+1)$ -量子比特团簇.这为直接可观察的多量子比特纠缠签名开辟了道路。我们证明了一个四量子比特系统的静态立方磁化率的不可约部分，作为外部参数的函数，表现为一个整体的4量子比特纠缠度量在参考文献\cite{Love}中介绍。讨论了在多量子比特系统中从一般多点纠缠器中提取纯纠缠产生贡献的可能性。
2007-09-10 cond-mat.other quant-ph
Weak measurement of quantum dot spin qubits
发展了量子点自旋量子比特的弱量子测量理论。基于最近的实验，我们提出了一个控制周期来准备，操纵，弱测量，并执行量子态断层扫描。这是使用电子自旋共振、自旋阻塞和库仑阻塞的物理学的组合来实现的，从而导致电荷传输过程。我们调查周围的核自旋环境的影响，并找到一个制度，这种环境显着简化了弱测量过程的动力学，使这个理论的建议与现有的实验技术现实。我们进一步考虑自旋回波重聚焦，以打击退相，以及讨论实现“量子undomilation”，从而撤销的影响，量子态扰动。
2007-06-01 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum dynamics of disordered arrays of interacting superconducting qubits: signatures of quantum collective states
我们从理论上研究了在单个量子比特频率分散的情况下，各种相互作用的超导量子比特阵列（SQA）中发生的集体量子动力学。相互作用由相邻量子位之间的互感耦合（短程伊辛相互作用）或电感耦合到低耗散谐振器（长程交换相互作用）提供。在没有相互作用的情况下，总极化的时间相关函数（$z$-总自旋的投影）的傅立叶变换，即动态磁化率$C(ω)$，展示了对应于各个超导量子比特的跃迁的一组尖锐的小幅度共振。我们发现，即使是量子比特之间的弱相互作用也可以克服无序，同时形成集体激发态。这种集体行为通过$C(ω)$中的单个大共振来表现。在低耗散谐振腔中存在弱非共振微波光子场时，主共振的位置依赖于光子数，即集体交流斯塔克效应。耦合的SQA的传输线允许一个简单的实验访问的集体状态在微波传输实验，并在同一时间，采用SQA作为敏感的单光子探测器。
2021-11-29 cond-mat.supr-con quant-ph
Undoing a weak quantum measurement of a solid-state qubit
我们提出了一个实验，证明了一个固态量子比特的弱连续测量的撤销，使任何未知的初始状态被完全恢复。由于量子测量的非幺正性质，撤销过程只有有限的成功概率，尽管它伴随着撤销是否成功的明确实验指示。成功的概率随着测量强度的增加而降低，对于传统的投影测量达到零。测量撤销（"量子撤销“）可以被解释为一种量子擦除器，其中从第一次测量获得的信息被第二次测量擦除，这是撤销过程的基本部分。该实验可以使用量子点（电荷）或超导（相位）量子比特来实现。
2006-06-28 cond-mat.mes-hall quant-ph
Weak Qubit Measurement with a Nonlinear Cavity: Beyond Perturbation Theory
我们分析了使用一个驱动的非线性腔，使色散耦合量子比特的弱连续测量。我们计算的反作用退相率和测量率超出领先阶微扰理论使用相空间的方法，占腔噪声压缩。令人惊讶的是，我们发现，增加的耦合强度超出了领导阶微扰理论（即线性响应）所描述的制度允许一个来显着接近量子限制的测量效率。我们解释这种行为的非高斯光子数波动的非线性腔。我们的研究结果与最近的实验使用超导微波电路研究量子测量。
2012-06-21 cond-mat.mes-hall quant-ph
Suppressing leakage and maintaining robustness in transmon qubits: Signatures of a trade-off relation
本文针对含未知静态缺陷的 transmon 量子门控制，提出依次优化鲁棒性与泄漏的两阶段框架，获得高保真抗误差脉冲，并揭示二者间存在权衡。
2025-09-30 quant-ph
Partial-measurement back-action and non-classical weak values in a superconducting circuit
在电路量子电动力学中，我们通过与辅助量子比特的相互作用实现了对transmon量子比特的间接部分测量，并通过专用的读出谐振腔实现了投影辅助测量。对相互作用和辅助测量基础的精确控制允许定制测量强度和操作者。测量强度和量子比特反作用之间的折衷是通过不同基的辅助测量对量子比特拉比振荡的扭曲来表征的。结合部分和投影量子比特测量，我们提供了一个非经典的弱值和违反Leggett-Garg不等式之间的对应关系的固态演示。
2013-02-20 cond-mat.mes-hall quant-ph
Dispersive readout of a weakly coupled qubit via the parity-time-symmetric phase transition
对于一些腔量子电动力学系统，如单电子自旋耦合到无源腔，它是具有挑战性的，以达到强耦合制度。在这种弱耦合状态下，传统的色散读出技术不能用于分辨自旋的量子态。本文提出了一种改进的色散读出方法，通过利用一个或两个线性耦合到包含量子比特的无源腔的辅助腔来测量弱耦合量子比特的量子态。在这两种情况下，通过适当的参数，排除量子比特的系统可以在例外点（EP）处表现出宇称时间对称的相变。由于EP可以放大由量子比特引起的微扰，而宇称时间对称性可以使无源腔的透射谱中的峰的线宽变窄，因此我们可以通过该透射谱测量弱耦合量子比特的量子态。由于量子比特和无源腔之间的弱耦合，与强耦合状态下的传统色散读出技术相比，由于量子比特的测量而引起的反作用也可以减少。
2019-06-03 cond-mat.mes-hall physics.atom-ph quant-ph
Torque-induced dispersive readout in a weakly coupled hybrid system
提出了一种色散区弱耦合量子比特的量子态读出机制。该混合系统由微波腔中的铁磁绝缘体和超导量子比特组成。测量灵敏度的提高是通过对铁磁绝缘体磁化施加转矩来实现的，这补偿了导致异常点的系统阻尼。所提出的机制允许通过腔的传输或磁性材料的FMR信号来测量量子比特状态。
2020-04-25 cond-mat.mes-hall quant-ph
Decoherence as a signature of an excited state quantum phase transition
分析了单量子比特与具有临界内动力学的二能级玻色子系统相互作用引起的退相干。我们探讨了退相干过程是如何受到环境中的量子相变的影响。我们的结论是，量子位的动态变化显着时，环境通过一个连续的激发态量子相变。如果系统-环境耦合能量等于环境具有临界行为的能量，则在量子比特上诱导的退相干最大，并且保真度趋于零，其中有限尺寸标度服从幂律。
2010-01-03 nucl-th quant-ph
Weak measurements with a qubit meter
我们推导出通过将系统耦合到量子比特计系统来测量量子系统观测量的所谓弱值的方案。我们强调，特别是，虚部的弱值的意义，并显示如何可以直接测量平等的基础上与实部的弱值。给出了单量子比特观测量和量子比特对上的乘积观测量的弱值的紧致表达式。实验研究的结果，建议与冷囚禁离子。
2009-11-13 quant-ph
Learning partial transpose signatures in qubit ququart states from a few measurements
University of Trieste（的里雅斯特大学）；European Organization for Nuclear Research (CERN)（欧洲核子研究组织（CERN））；International Centre for Theory of Quantum Technologies, University of Gdańsk（格但斯克大学量子技术理论国际中心）
本研究提出利用机器学习方法，通过少量测量区分高维量子系统中可纯化与不可纯化双粒子态，利用PPT准则和可学习可观测量提升分类性能。
2026-02-22 quant-ph
A signature of quantumness in pure decoherence control
本文在纯退相干框架下研究含中间测量的退相干抑制方案，证明其平均相干增益的普适条件，并揭示相干损失源于哈密顿量项不对易这一量子特性。
2022-11-09 quant-ph
Quantum Bayesian rule for weak measurements of qubits in superconducting circuit QED
与量子轨迹方程相比，量子贝叶斯方法具有更有效的优点，可以根据测量的积分输出来推断监控下的量子态。对于电路量子电动力学（cQED）中的量子比特弱测量，如何在贝叶斯框架下合理地考虑测量反作用效应是当前的一个重要问题，Korotkov在“坏腔”和弱响应极限下对此进行了出色的工作（arXiv：1111.4016）。在目前的工作中，基于对腔场状态的见解，（动力学）和一个有效的QTE的帮助下，我们推广arXiv的结果：1111.4016更一般的系统参数。所获得的贝叶斯规则是在极限情况下完全符合Korotkov的结果，以及在非限制性情况下，与QTE模拟相比，具有令人满意的精度。我们希望所提出的贝叶斯规则是有用的，为未来的cQED测量和控制实验。
2015-02-12 cond-mat.mes-hall quant-ph
Reversing the Weak Quantum Measurement for a Photonic Qubit
我们证明了光子量子比特上弱（部分坍缩）量子测量的条件反转。弱量子测量导致量子比特的非幺正变换，该量子比特随后在成功的反转操作之后被反转到原始状态。弱测量和反转操作都是线性光学实现的。的状态恢复保真度，由量子过程层析成像确定，示出为超过94%的部分崩溃强度高达0.9。我们还实验研究了由于弱测量的信息增益，并讨论了反转操作作为信息擦除的作用。
2009-03-18 quant-ph
Entangling homogeneously broadened matter qubits in the weak-coupling cavity-QED regime
在分布式量子信息处理中，飞行的光子会纠缠被限制在腔体中的物质量子比特。然而，当物质量子比特被均匀加宽时，腔QED通常需要强耦合机制，这在实际的实验装置中很难实现。在这里，我们表明，高保真纠缠操作是可能的，即使在弱耦合制度，其中阻尼（退相，自发发射，和腔泄漏）压倒量子比特和腔之间的相干耦合。我们的建议使得分布式量子信息处理能够使用比以前要求低得多的技术来执行。
2012-05-01 quant-ph
Reading a Single Qubit System Using Weak Measurement with Variable Strength
在任何计算过程中，获取关于两个态叠加的未知量子比特的信息都是必不可少的。量子测量，或称精确测量，通常用于读取未知量子比特系统的信息内容。量子测量是一种不可逆的操作，它使叠加态以概率的方式坍缩到两种可能态之一。在本文中，将提出一种量子算法来读取未知量子比特中的信息，而无需对该量子比特进行精确测量。所提出的算法将使用量子反馈控制方案，通过迭代地对与未知量子比特弱纠缠的辅助量子比特施加尖锐测量。未知量子位的信息内容可以通过对辅助量子位上的尖锐测量的结果进行计数来读取。对辅助量子位的迭代测量将使叠加的振幅以随机游走的方式移动，其中弱测量被应用于未知量子位，当随机游走采取相反的步骤以减少引入系统的干扰时，弱测量可以被逆转。所提出的算法将定义弱测量的强度，以便可以通过向系统添加任意数量的虚拟量子位$μ$来控制弱测量。这将使测量过程减慢到任意尺度，使得在辅助量子位上的$O(μ^2)$测量之后达到对未知量子位的急剧测量的效果。
2016-10-23 quant-ph
Test of weak measurement on a two- or three-qubit computer
目前的量子计算机技术足以实现弱测量和相应的弱值概念。我们演示了如何弱值异常可以测试，以及弱值的一致性和一致性，仅使用离散的自由度。你所需要的只是一台有两个--或者更好，三个--量子比特的量子计算机。我们也给出了解释的弱值作为一个有效的场强在一个postselected自旋测量。
2008-02-06 quant-ph
Preparation of Subradiant States using Local Qubit Control in Circuit QED
由光子吸收或发射引起的量子态之间的跃迁与系统的对称性密切相关，这导致了选择规则和暗态的形成。在电路量子电动力学装置中，两个共振超导量子比特通过片上腔耦合并通过公共腔场驱动，一个单激发态保持黑暗。在这里，我们证明了这种暗态可以使用单个量子比特驱动器的局部相位控制来改变驱动场的对称性。我们观察到，暗态衰减通过自发发射到腔被抑制，亚辐射的特征签名。这种局域控制技术可以用来制备和研究腔耦合量子比特的高关联量子态。
2011-07-11 cond-mat.mes-hall 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
Simple pulses for elimination of leakage in weakly nonlinear qubits
在量子计算的实现中，一个两能级系统（量子比特）经常被从一个非谐振子的许多能级中挑选出来。在这些情况下，简单的量子位控制由于耦合到泄漏水平而在短时间尺度上失败。我们提供了一个易于实现的分析公式，抑制这种泄漏从任何单一控制模拟或像素化脉冲。它是基于增加第二个控制，这是成比例的时间导数的第一。对于超导量子比特的实际参数，该策略相对于现有技术将误差降低了一个数量级，所有这些都基于平滑和可行的脉冲形状。这些结果表明，即使是弱的非谐性也是足够的，并且通常不是实现量子门的限制因素。
2009-10-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Two-qubit parametric amplifier: large amplification of weak signals
通过数值模拟，我们证明了两个耦合的量子比特可以将微弱的信号放大约100倍。如果两个量子比特同时被该弱信号和强泵浦信号偏置，则可以实现这一点，这两个信号都具有接近系统中的级间跃迁的频率。弱信号通过产生和控制具有强驱动的主谐波的量级的幅度的混合谐波而强烈地影响由强泵浦驱动产生的频谱。我们表明，相对于噪声的放大是鲁棒的，与弱信号的顺序的强度。当偏离最佳状态（对应于强量子位耦合和等于能级间跃迁频率的弱信号频率）时，所提出的放大器变得效率较低，但它仍然可以显著增强弱信号（数十倍）。因此，我们建议使用耦合量子位作为组合的参量放大器和移频器。
2012-05-29 quant-ph
On-chip cavity quantum phonodynamics with an acceptor qubit in silicon
我们描述了一个基于芯片的，固态模拟腔QED利用声学声子，而不是光子。我们展示了硅纳米机械腔中的长寿命和可调谐受主杂质态如何发挥相干声子的物质非线性的作用，例如，约瑟夫森量子比特在电路量子电动力学中起作用。在1 - 20 GHz范围内的腔中可以达到强耦合（拉比振荡数~100）和强色散耦合（0.1 - 2 MHz）机制，从而能够控制单个声子、声子-声子相互作用、受体量子位的色散声子读出以及与其他光学机械组件（如声子-光子翻译器）的兼容性。我们预测明确的实验签名的受体腔系统。
2013-08-09 cond-mat.mes-hall quant-ph
Synchronizing the dynamics of a single NV spin qubit on a parametrically coupled radio-frequency field through microwave dressing
实验模拟了参变相互作用下的混合自旋-振荡器系统，该系统采用单NV自旋量子比特浸没在射频（RF）场中，用准谐振微波（MW）场探测.我们报告的MW介导锁定的NV自旋动力学的RF字段，出现时MW驱动的拉比进动频率接近RF频率和足够大的RF振幅。这些签名是模拟的声子Mollow三重在MW旋转框架的参数相互作用，并承诺有影响的自旋相关的力检测策略。
2013-10-14 cond-mat.mes-hall quant-ph
Qubit Sensing: A New Attack Model for Multi-programming Quantum Computing
有噪声的量子计算机遭受读出或测量误差。这是一个经典的位翻转错误，由于状态“1”被读出为“0”，反之亦然。读出错误的概率显示出状态依赖性，即，状态“1”的翻转概率可不同于状态“0”的翻转概率。此外，概率显示了量子比特之间的相关性。当两个程序在同一台量子计算机上同时运行时，这些状态相关的错误概率在对手输出上引入了受害者输出的签名。这可以被利用来检测可能包含敏感信息的受害者输出。在本文中，我们系统地表明，这种读出错误相关的签名存在，对手可以使用这样的签名来推断用户输出。我们在3台公共IBM量子计算机上进行了实验验证。使用詹森-香农距离（JSD）的统计推断的措施，我们表明，我们的方法确定受害者输出的准确性为96%的真实硬件。我们还提出了随机输出翻转作为一个轻量级的，但有效的对策，以挫败这种信息泄漏攻击。我们的分析表明，该对策在保真度方面会产生0.05%的轻微惩罚。
2021-04-13 quant-ph
Enhancing entanglement, local and non-local information of accelerated two-qubit and two- qutrit systems via weak-reverse measurements
讨论了利用弱反向测量恢复和保护加速2-qubit和2-qutrit系统纠缠的可能性。加速部分纠缠态比加速最大纠缠态更容易受到保护。与2-qubit系统相比，qutrit系统中的加速编码局域信息具有更强的鲁棒性，并且即使在更大的加速度下也能保持不变。同时，量子比特系统中的非加速信息不受局域操作的影响。对于较大的加速度值，弱反向测量可以在加速度信息扩展的情况下改善相干信息。
2016-07-17 quant-ph
Strong and weak separability conditions for two-qubits density matrices
利用Hilbert Schmidt分解和Peres Horodecki准则，导出了两个量子比特混合态的显式可分密度矩阵.强可分的两量子比特混合态是由两个含有纯态的密度矩阵的乘积定义的，而弱可分的两量子比特混合态是由两个含有非纯态的密度矩阵的乘积定义的.我们得到了两量子比特密度矩阵可分的充要条件，并证明了在此条件下两量子比特密度矩阵是强可分的。
2015-09-30 cs.CC quant-ph
Quantum controlled-Z gate for weakly interacting qubits
我们提出并实验证明了一个在两个弱相互作用系统之间实现最大纠缠量子控制Z门的方案。我们利用量子干涉有条件地增强了量子比特间的耦合。在量子比特间相互作用之前和之后，其中一个量子比特相干耦合到辅助量子系统，最后投影回量子比特子空间。我们通过实验验证了这种技术的实际可行性，通过使用线性光学设置与弱干涉耦合之间的单光子量子比特。我们的程序是普遍适用于广泛的物理平台，包括混合系统，如原子云或光耦合到光机械振荡器。
2015-09-18 quant-ph
Simulating Anderson localization via a quantum walk on a one-dimensional lattice of superconducting qubits
晶格无序下的量子行走导致了许多有趣的现象，如安德森局域化。虽然量子阱已经在各种光学和原子系统中实现，但它在超导量子比特中的实现仍然悬而未决。用超导量子比特模拟量子阱的主要挑战来自于这样一个事实，即片上超导量子比特不能在两个相邻的晶格位置之间跳跃。在这里，我们克服了这个障碍，并制定了一个计划，实现离散时间量子阱放置一对超导量子比特的每个网站的一维晶格和处理的激发作为步行者。它还表明，晶格无序可以引入和完全控制在这个方案通过调整量子比特参数。我们观察到一个明显的签名过渡到一个本地化的量子阱，从弹道制度的无序强度增加。最后，提出了一个八量子比特的实验，其中局域化和离域制度的签名可以用现有的超导技术检测。
2014-02-10 cond-mat.dis-nn quant-ph
Exact dynamics of interacting qubits in a thermal environment: Results beyond the weak coupling limit
我们证明了一类模型的两个相互作用的量子位在热库两个单独的自旋浴问题的精确映射。基于这种映射，可以进行量子位动力学的精确数值模拟，超过弱系统-浴耦合极限。考虑到系统的时间演化，我们用精确的数值方法研究了玻色子热浴中量子比特纠缠的动力学行为，发现了丰富的现象学，包括中间振荡行为、纠缠的突然诞生、突然死亡和复活.我们发现，由于量子位与热环境的耦合，量子位之间产生了稳态纠缠，这与纠缠振荡的孤立量子位不同。我们还发现，纠缠猝死的发生依赖于子系统初态中的零激发态和双激发态所占的比例。在长时间限制下，给出了弱系统-浴耦合下的解析表达式，给出了相关量子比特参数的范围。
2012-07-30 quant-ph
Optimal Pure-State Qubit Tomography via Sequential Weak Measurements
自旋相干态正算符值测度（POVM）是量子科学中的一个基本测量，其应用包括层析成像、计量学、隐形传态、基准测试和Husimi相空间概率的测量。我们证明了这种POVM是通过集体测量弱各向同性量子比特系综的自旋投影来实现的。我们将其应用于纯量子位的最佳断层扫描的背景下。我们数值表明，通过一系列弱测量的随机方向的集体自旋分量，离散采样或在一个连续的测量与随机控制，可以接近最佳的界限。
2018-09-21 quant-ph
Signatures of Environment-Induced Quantum Synchronization Transitions via Two-body Dissipator Engineering
The Chinese University of Hong Kong（香港中文大学）；State Key Laboratory of Quantum Information Technologies and Materials, The Chinese University of Hong Kong（香港中文大学量子信息技术与材料国家重点实验室）；The Chinese University of Hong Kong Shenzhen Research Institute（香港中文大学（深圳）研究院）
该研究通过双体耗散器工程在量子系统中实现了环境诱导的同步转变，并通过量子模拟观测了其特征。
2026-01-03 quant-ph
Weak Measurement of Superconducting Qubit Reconciles Incompatible Operators
传统的不确定关系规定了不相容的投影量子测量中的最小噪声量。然而，并不是所有的测量都是投影的。弱测量是一种无需投影即可获得部分状态信息的微创方法。最近，弱测量被证明服从熵的不确定关系。我们用超导transmon量子比特的强测量和弱测量来实验测试这种熵不确定性关系。我们发现，一个弱的测量，可以调和两个强测量的不相容性，通过对状态的反作用。从数学上讲，一个弱值--一个预先选择和事后选择的期望值--降低了不确定性界限。因此，我们提供了实验支持弱值的物理解释作为一个决定因素的弱测量的能力，以协调不兼容的操作。
2021-03-11 quant-ph
Multipartite Quantum Secret Sharing using Not-So-Weak Qubits
提出了一种新的基于单个非纠缠量子比特的量子秘密共享方案。在该方案中，发送方通过向下一方依次发送量子比特，可以安全地向$N$接收方发送秘密消息，而接收方只有在随机地对量子比特的极化进行置乱后才能合作解码该消息。我们将该量子秘密共享方案解释为一个发送者和两个接收者之间的量子秘密共享方案，并将该方案推广到一个发送者和$N$接收者之间。由于我们的方案能够使用微弱的相干脉冲作为量子比特，因此在现有技术中，它在实验上是可行的。
2007-02-10 quant-ph
Faithful quantum state transfer between weakly coupled qubits
量子信息理论的优势之一是它可以处理量子态而不需要参考它们特定的物理表示。理论上，量子态可以通过它们的相互作用在各种量子系统之间完全交换，并且这种量子态转移对于许多量子通信和信息处理任务是至关重要的。然而，在实践中，可实现的相互作用时间和强度往往受到退相干的限制。在这里，我们提出并实验证明了一个程序之间的两个弱相互作用的量子比特的忠实量子态转移。我们的方案使得源量子比特的任意未知状态到最初在已知状态中准备的目标量子比特的概率性但完美的单向转移成为可能。根据对源量子位的测量结果，通过对源量子位的合适测量和对目标量子位的量子滤波的组合来实现转移。我们实验验证的可行性和鲁棒性的传输使用线性光学设置与量子比特编码成单光子的偏振态。
2016-06-30 quant-ph
