Demonstration of Quantum Error Correction using Linear Optics
我们描述了一个实验室演示的量子纠错程序，可以纠正内在的测量误差线性光学量子门。该过程涉及两个量子比特编码和快速前馈控制的单量子比特操作。在我们的演示中，量子比特由来自参量下转换源的两个单光子的偏振态表示，并且使用由单光子探测器的输出触发的电光器件来实现实时前馈控制。
2005-02-11 quant-ph
Error Correction in Structured Optical Receivers
集成光学Green Machines能够在光子匮乏的环境中实现更好的通信，但制造不一致会导致不可预测的内部相位误差，使其难以构建。我们描述和实验证明了一种新的方法来补偿任意相位误差，推导出一个凸误差空间，并实现了一个算法来学习一个独特的码本对应于每个矩阵的码字。
2018-02-27 quant-ph
Coherent-feedback quantum control with a dynamic compensator
本文提出了一个相干反馈控制系统的实验实现，该系统是最近提出来检验线性量子随机控制理论基本原理的[M。R. James，H. I.努尔丁和我。R. Petersen，出现在IEEE Transactions on自动控制（2008），arXiv：quant-ph/0703150v2]。对于一个动态的植物组成的光学环形谐振器，我证明了~7 dB的宽带干扰抑制注入激光信号通过全光反馈与定制的动态补偿器。比较结果与传递函数模型精确的关键参数，确定相干反馈控制系统的性能。
2008-03-13 quant-ph
Coherent Ising Machines with Optical Error Correction Circuits
我们提出了一个具有光学纠错电路的开放耗散量子振荡器网络。在所提出的网络中，压缩/反压缩真空态的组成光学参量振荡器低于阈值建立量子关联通过光学互耦合，而集体对称性破缺诱导阈值以上的决策过程。该初始搜索过程之后是由光学误差校正反馈促进的混沌解搜索步骤。作为一种光学硬件技术，提出的相干伊辛机（CIM）具有几个独特的特点，如光域中的可编程全对全伊辛耦合，定向耦合$(J_{ij} \neq J_{ji})$诱导的混沌行为，以及室温下的低功耗操作。我们研究了所提出的CIM的性能，并调查如何与不同的问题大小的性能尺度。所提出的CIM的量子理论可以用作启发式算法，并且可以在现有的数字平台上有效地实现。这个特殊的算法是从截断维格纳随机微分方程。我们发现，所讨论的各种CIM在解决许多问题类型是有效的，但最佳算法是不同的，这取决于实例。我们还发现，所提出的光学实现具有潜在的低能耗时，实施光学上的薄膜铌酸锂平台。
2021-08-16 quant-ph
Auditing Structured Randomness for Quantum Error Correction under a Bounded Cloud Fault Model
Texas Tech University（德克萨斯理工大学）；Lightrider；Quantropi
该研究针对有界云故障模型，定义可接受逻辑扰动并推导其哈尔期望，评估种子化Clifford编码器，发现重新种子化可降低逻辑扰动，量化了其完整性增益。
2026-08-28 quant-ph
Quantum Subspace Correction for Constraints
该论文提出量子子空间校正技术，通过稳定子测量检测并恢复约束违反，在独立集问题上实现完美采样，并能在次线性时间内制备精确吉布斯分布，同时可用于容错深度缩减。
2024-02-07 quant-ph
Passive quantum error correction of linear optics networks through error averaging
提出并研究了一种利用酉平均方法对玻色线性网络进行检错和噪声校正的方法。所提出的误差平均不依赖于辅助光子或控制和前馈校正电路，在其操作中保持完全被动。我们构建了一个通用的数学框架，这种技术，然后给出了一系列的证明原则的例子，包括数值分析。两种方法的建设，平均值进行比较，以确定最有效的实施方式和探测相关的错误阈值。最后，我们讨论了这个计划的一些潜在用途。
2017-09-07 quant-ph
An All Linear Optical Quantum Memory Based on Quantum Error Correction
当光子作为量子通信协议的一部分通过光纤发送时，最难纠正的错误是光子丢失。在这里，我们提出并分析了一种2到4个量子比特的编码方案，它可以恢复传输中丢失的一个量子比特。这种器件在串联放置以覆盖大于光纤衰减长度的距离时充当中继器，并且在插入光纤环路时充当光量子存储器。我们称这种两用设备为“量子转发器”。''
2003-06-13 quant-ph
Atomic filtering for hybrid continuous-variable/discrete-variable quantum optics
我们演示了亚阈值光学参量振荡器（OPO）对频率简并光子对的原子滤波。该滤波器是一种改进的法拉第反常色散光学滤波器（FADOF），实现了70%的峰值透射率，同时具有57 dB的带外抑制和445 MHz的传输带宽。当应用于OPO输出时，只有包含单模压缩真空的简并模落入滤波器通带，所有其他模式都被强烈抑制。高透射率保留了非经典连续变量特征，例如压缩或非高斯性，而高光谱纯度允许可靠的离散变量检测和预报。相关性和原子吸收测量表明单个光子的光谱纯度为96%，光子对的光谱纯度为98%。这些能力将能够产生原子共振混合态，例如通过从压缩真空中减去光子获得的“薛定谔小猫”，使这些奇异态可用于量子网络和原子量子精密测量应用。
2014-09-04 quant-ph
Radiative atom-atom interactions in optically dense media: Quantum corrections to the Lorentz-Lorenz formula
在考虑原子-原子非合作辐射相互作用的情况下，导出了适用于光学稠密介质的广义单原子Maxwell-Bloch方程。应用高斯近似和正式消除的自由度的量子化辐射场和所有，但探针原子导致一个有效的时间演化算子的探针原子。由原子看到的局域场的平均相干振幅示出由经典的洛伦兹-洛伦兹关系。场的二阶相关性导致描述弛豫或泵浦过程以及由于自发发射光子的多次散射或重吸收而引起的能级位移的术语。在马尔可夫极限下，导出了非线性非局域单原子密度矩阵方程。为了说明量子修正的影响，我们讨论了初始反转的二能级原子的密集系综中的放大自发发射和辐射俘获，以及辐射相互作用对相干驱动系统中的本征光学双稳性的影响。
1998-09-29 quant-ph
Decoder Model Compatibility Provides Information beyond the Logical Gap under Drifting and Correlated Quantum Noise
University of Washington（华盛顿大学）；Pacific Northwest National Laboratory（太平洋西北国家实验室）；Fordham University（福特汉姆大学）；Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）；NASA Ames Research Center（美国宇航局艾姆斯研究中心）
利用解码器模型与硬件噪声不匹配产生的综合征惊讶度进行似然感知后选择，在IBM和Google量子硬件上显著降低保留逻辑错误概率并提升魔法态产率。
2026-09-25 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
Universality of Short Distance Corrections to Quantum Optics
由于量子光学现象是建立在麦克斯韦方程基础上的，而近距离量子光学现象的研究也越来越重要，因此利用近距离修正的麦克斯韦方程来分析量子光学现象就显得尤为重要。Maxwell作用量可以从量子电动力学的有效场论框架中得到，因此Maxwell作用量的首阶短程修正也可以从同一有效场论的导数展开中得到。这种短程修正对所有的量子光学系统都是普遍的，它将影响所有的短程量子光学现象。在本文中，我们将分析这种修正的形式，并证明量子光学的标准形式主义仍然可以使用（适当的修改），从这个短距离修正麦克斯韦的行动来分析量子光学现象。
2018-11-05 physics.optics quant-ph
All-optical cat-code quantum error correction
猫码是一种很有前途的编码方案玻色子量子纠错，因为它允许纠正损失-在大多数玻色子系统中的主要错误机制。然而，为了在不干扰编码逻辑信息的情况下有效地检测丢失，需要实现激励数的奇偶校验测量。虽然这样的测量已经在使用超导transmon辅助的微波机制中得到了证明，但仍然不清楚它如何在光学机制中实现。在这里，我们介绍了一个基于传送的错误校正计划的猫代码，使用适合于光学设置的元素。该方案检测并校正单光子损失，同时恢复猫态的幅度，从而大大抑制了有损信道中的误差积累。
2021-08-27 physics.optics quant-ph
Correction of beam wander for a free-space quantum key distribution system operating in urban environment
城市环境中的自由空间量子密钥分发链路具有苛刻的操作需求，例如在日光和大气湍流下运行，这会显著影响其性能。这两种影响通常都可以通过仔细设计接收器的视场来减轻。然而，通常需要进行权衡，因为窄视场改善了背景噪声抑制，但它与与相干性相关损耗的增加有关。在本文中，我们提出了一个高速自动跟踪系统，以克服这些限制。既解决了在视场中的减少，以减少背景噪声和大气湍流造成的损失的缓解。两种不同的设计和讨论，以及实验实施的技术考虑。最后，初步的实验结果的光束漂移校正被用来估计潜在的改善量子误码率和密钥速率的自由空间量子密钥分发系统。
2014-11-13 physics.ins-det physics.optics quant-ph
Design of nanophotonic circuits for autonomous subsystem quantum error correction
我们重新应用我们的方法来设计纳米光子量子存储器，以制定一个光网络，自主保护一个单一的逻辑量子比特对任意单量子比特错误。该网络模拟9量子位Bacon-Shor子系统代码，通过连续的、与时间无关的光相互作用和单一处理的光场的相干反馈来取代传统的离散综合征测量和校正步骤。
2011-02-15 physics.optics quant-ph
Continuous-variable quantum authentication of physical unclonable keys
我们提出了一个方案，用于认证的物理密钥是由光学多重散射介质实现。认证依赖于钥匙在被随机选择的相干态光探测时的光学响应，以及标准波前整形技术的使用，该技术将散射光子相干地引导到输出端的特定目标模式。在目标模式的散射光的电磁场的正交分析使用零差检测方案，和接受或拒绝的关键是决定在测量的结果。所提出的方案可以实现与当前的技术，并提供抗碰撞和鲁棒性对关键克隆。
2017-04-20 cs.CR quant-ph
Random coding for long-range continuous-variable QKD
本文提出了一种适用于长距离高斯调制连续变量QKD的随机码本纠错方法，通过似然比评分和阈值块拒绝实现高效实时纠错，预测密钥率优于现有方案。
2025-12-17 cs.CR quant-ph
