Measurement of the Berry Phase in a Single Solid-State Spin Qubit
我们测量了与金刚石中氮空位中心相关的单个固态自旋量子比特中的Berry相。我们的研究结果表明，在一个高度复杂的固态环境的存在下，可实现显着程度的相干控制。我们通过仔细应用微波辐射来几何地操纵自旋量子比特，该微波辐射产生有效的旋转磁场，并通过自旋回波干涉术观察所产生的相位。我们发现很好的协议与贝里的预测实验误差。我们还研究了环境对几何相位的作用，并观察到与其他固态量子比特系统不同，退相主要由路径中的快速径向波动主导。
2015-04-10 cond-mat.mes-hall quant-ph
Corrections to the Berry phase in a solid-state qubit due to low-frequency noise
我们提出了一个量子开放系统的方法来分析超导量子比特的非幺正动力学时，它的外部噪声的影响下演变。我们认为存在的纵向和横向的环境波动影响系统的动态和模型，这些波动通过定义它们的关联函数的时间。利用类高斯噪声关联，我们可以研究低频和高频噪声对退相干的贡献，并将我们的结果应用于开放量子系统中几何相位的计算。我们数值研究了固态量子比特的累积相位何时仍然可以接近幺正（Berry）相位。我们的研究结果可以用来解释高频波动下Berry相位的实验测量，并设计未来操纵超导量子比特时的实验装置。
2014-01-27 cond-mat.mes-hall quant-ph
Poor qubits make for rich physics: noise-induced quantum Zeno effects and noise-induced Berry phases
我们简要回顾了环境噪声减慢（或加速）量子跃迁的三种方式：（i）兰姆位移，（ii）过阻尼和（iii）正交性突变。我们比较了它们与观察系统引起的量子芝诺效应。这些效应与较差的量子位（与噪声强耦合的量子位）有关。我们讨论了由正交突变产生的Berry相位，并认为噪声可能使观察Berry相位变得更容易。
2009-06-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Observation of Berry's Phase in a Solid State Qubit
在量子信息科学中，波函数的相位在信息编码中起着重要的作用。虽然这个领域的大多数实验依赖于动态效应来操纵这些信息，但另一种方法是使用几何相位，这被认为具有潜在的容错性。我们展示了一个几何相位，贝瑞的相位，在超导量子比特的控制积累，操纵量子比特几何使用微波辐射，并观察在干涉实验中积累的相位。我们发现很好的协议与贝里的预测，也观察到一个几何形状依赖的贡献退相。
2007-11-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Ultra-sensitive magnetic sensor based on 3-dimensional rotation induced Berry phase
提出基于三维旋转诱导Berry相位测量直流磁场的新方法，理论证明14N核自旋静态磁场灵敏度可达10^(-7) T/Hz^(1/2)/N^(1/2)。
2025-06-30 quant-ph
Protocols to measure the non-Abelian Berry phase by pumping a spin qubit through a quantum-dot loop
提出通过将自旋量子比特泵浦穿过量子点环路来测量非阿贝尔Berry相的协议，以评估holonomic quantum gates在量子信息处理中的潜力。
2025-04-29 cond-mat.mes-hall quant-ph
Geometric vs. Dynamical Gates in Quantum Computing Implementations Using Zeeman and Heisenberg Hamiltonians
量子计算在几何相位方面，即Berry或Aharonov-Anandan相位，在一定程度上是容错的。我们研究其实现的基础上塞曼耦合旋转场和各向同性海森堡相互作用，描述NMR，也可以实现在量子点和冷原子。利用量子比特基态的一种新的物理表示，我们构造了基于Berry相位和Aharonov-Anandan相位的$π/8$和Hadamard门。对于旋转场中的两个相互作用的量子比特，我们发现，当两个量子比特的旋磁比相等时，基于Berry相位或基于Aharonov-Anandan相位的两个量子比特门总是不可能构造的。在实现量子门的通用集合时，可以组合几何$π/8$和Hadamard门以及动态$\sqrt{\rm SWAP}$门。
2008-09-12 quant-ph
Berry-phase-based quantum gates assisted by transitionless quantum driving
我们提出了一种新的几何量子门的建议，使用三或二能级系统，其中一个可控变量，驱动频率和原子能量间距之间的失谐，被引入到实现几何变换。特别地，我们可以有两个瞬时本征态，它们具有相反的本征值，构成参数空间中的闭环。当循环完成时，累积的动力学相位被精确地取消，这超出了传统的并行传输限制。我们应用无跃迁量子驱动，使驱动场的振幅和相位的修正，以提高通用单量子比特门和非平凡双量子比特门的几何变换的速度和保真度。还估计了退相干下的门保真度。
2019-10-03 quant-ph
Quantum gyroscope based on three-dimensional rotation induced Berry phase
Beijing Institute of Technology（北京理工大学）
该研究利用钻石中的固态自旋缺陷作为传感量子比特，通过三维旋转诱导 Berry 阶段提高陀螺仪灵敏度，采用反迪阿巴托协议抑制非绝热泄漏，实现四阶灵敏度提升。
2026-03-20 quant-ph
Berry phases of higher spins due to internal geometry of Majorana constellation and relation to quantum entanglement
马约拉纳星是与自旋态正交的相干态的对跖方向，它提供了对一般量子态结构的可视化和几何理解。例如，自旋为1/2的贝里相位是由其马约拉纳星的闭合路径所包围的立体角的一半给出。可以想象，更高自旋的贝里相位也可能与马约拉纳星座的几何形状有关。我们发现，对于自旋为1的态，Berry相位除了包含两颗Majorana星的闭合路径所包围的立体角的预期贡献外，还包含一个与两颗Majorana星的重心矢量周围的相对位置矢量的扭曲有关的项，即，星座的自转有趣的是，如果自旋为1的态被视为对称化的两个量子比特态，那么对Berry相位的额外贡献是由两个量子比特的量子纠缠加权的Majorana星座的自旋转给出的。这一发现暗示了马约拉纳恒星几何在代表量子态和量子纠缠的深层结构方面的相关性。
2020-08-16 quant-ph
Scaling of Berry's Phase Close to the Dicke Quantum Phase Transition
讨论了绝热Dicke模型中几何相位的热力学和有限尺寸标度性质，描述了耦合到慢振子模的$N$量子位寄存器的超辐射相变.我们表明，在热力学极限，一个非零的Berry相位获得，只有当参数空间中的路径是围绕临界点。此外，我们研究了有限尺寸系统的临界行为的前兆，并得到了Berry相的1/N展开的首阶及其临界指数。
2006-04-04 quant-ph
A Multi Affine Geometric Framework for Quantum Nonlocality. Unifying Berry Phases, Entanglement, and Coherence
University of Waterloo（滑铁卢大学）
本文提出多仿射几何框架，统一Berry相位、纠缠与相干性，精确分析CHSH相关性，揭示记录压缩对非局域性的影响，并给出可靠性定律与通道精度证书。
2026-09-15 quant-ph
Ultrafast time-scale Berry-phase gates of atomic clock states
极快的量子比特控制可以大大减少量子计算的计算时间，并可能解决许多物理系统中的有限时间退相干问题。在这里，我们提出并实验证明皮秒的时间尺度控制的原子钟状态量子比特，使用贝里相位门实现了一对啁啾激光脉冲。虽然微波或拉曼跃迁的传统方法不允许在比超精细自由演化周期更快的时间内控制原子量子位，但我们的超快贝里相位门方法实现了快速时钟状态操作。我们还实现了对激光参数噪声的操作鲁棒性，因为几何相位仅由绝热演化路径确定，而不受任何动力学细节的影响。实验实现进行了两个线性偏振，啁啾超快光脉冲，与五个单一的铷原子的光镊偶极阱阵列相互作用，以证明建议的超快时钟状态门和它们的操作鲁棒性。
2019-07-23 physics.atom-ph quant-ph
Optical manipulation of Berry phase in a solid-state spin qubit
量子态之间的相位关系是量子信息存储和处理的重要资源。虽然量子相位通常通过调整能量相互作用来动态控制，但利用在循环演化期间累积的几何相位可以提供对噪声的优异鲁棒性。迄今为止，固态系统中的几何相位控制的演示依赖于具有有限空间分辨率的微波场。在这里，我们展示了一个全光学方法的基础上受激拉曼绝热通过积累的几何相位，贝瑞相，在一个单独的氮空位（NV）中心的金刚石。使用衍射限制的激光，我们引导NV中心的自旋沿着布洛赫球上的环路，以封闭任意Berry相位，并通过时间分辨的状态层析来表征这些轨迹。我们调查这种控制的限制，由于损失的绝热性和消相干，以及它的鲁棒性噪声故意引入到实验控制参数，发现它的弹性是独立的贝里相封闭的量。这些技术为未来实现由光链接和控制的固态量子比特光子网络的光学几何操作奠定了基础。
2015-07-31 cond-mat.mes-hall physics.atom-ph physics.optics
Magnetic translation and Berry's phase factor through adiabatically rotating a magnetic field
对于一个自旋在动态变化的磁场作用下，旋转算符所体现的立体角结果是量子演化算符中唯一的路径依赖因子。对于带电粒子来说，无限简并性要求进行严格的研究。我们发现，在这种情况下，它是旋转算子和路径有序磁平移算子的产品，进入演化算子，并确定几何相位。这一结果与瞬时哈密顿量在磁平移和旋转下不变的事实相一致。提出了实验验证的结果。
2002-04-09 quant-ph
The Berry-Foucault Pendulum
已知几何相位在福柯摆的旋转和由于Berry曲率引起的反常霍尔效应（AHE）中都起作用。在这里，我们证明了具有由Berry曲率引起的AHE的2D谐振子的行为与福柯摆完全一样：在两者中，振荡平面都随时间旋转。旋转摆配置增强了AHE，简化了其观察，并允许贝里曲率的高精度测量。我们还展示了非绝热性和非谐性如何决定最大旋转角，并找到观测的最佳条件。
2022-12-21 cond-mat.mes-hall quant-ph
Single-qubit rotations on a binomial code without ancillary qubits
本文提出一种无需辅助量子比特的二项式码逻辑量子比特旋转方法，通过双频参数驱动实现X轴旋转，利用失谐实现Z轴旋转，有利于NISQ时代的量子计算。
2024-08-23 quant-ph
Wigner's little group and Berry's phase for massless particles
无质量粒子的"小群“（即保持零矢量不变的洛伦兹变换$Λ$）同构于欧几里得群E2：平面内的平移和旋转。我们将展示如何获得明确的旋转角E2作为一个函数的$Λ$，我们与该角度的贝里的拓扑相位。有些粒子同时具有螺旋性的两种符号，这样就有可能为它们的极化定义一个约化的密度矩阵。然而，那个密度矩阵在物理上是没有意义的，因为它在洛伦兹群下没有变换定律，即使在普通旋转下也是如此。
2003-04-02 hep-th quant-ph
Quantum control and Berry phase of electron spins in rotating levitated diamonds in high vacuum
本文构建多电极集成表面离子阱，在高真空悬浮并高速旋转纳米金刚石，实现 NV 电子自旋量子控制及旋转诱导 Berry 相位观测。
2024-03-17 quant-ph
Geometric Curvature and Phase of the Rabi model
我们研究了Rabi模型的几何曲率和相位。在行波近似（RWA）下，利用表面积分上的规范无关Berry曲率，计算了单量子比特和双量子比特系统本征态的Berry相位，得到了与自旋为1/2的粒子在磁场中的Berry相位一致的结果.我们将这一思想推广到当系统从一个纯真空玻色场的初态出发时，定义了一个真空诱导的几何曲率。诱导的几何相位与量子比特-腔系统中可以测量的周期内的平均光子数有关。我们还计算了RWA以外的几何相位，发现了一个反常的突变，这意味着绝热定理的失效，绝热循环演化中的Berry相位在谱的反交叉点附近是不确定的。
2015-12-20 quant-ph
Geometric Phases of a Driven Qubit: Comparing Berry and Uhlmann Holonomies
Kyungpook National University（庆北国立大学）；Kyoto University（京都大学）
本文研究受均匀带隙锥形驱动的量子比特，推导其 Uhlmann 完整环绕，证明低温慢驱动下动力学 Uhlmann 相位收敛于 Berry 相位，且带隙闭合时该对应关系仍以测地线选择规则存在。
2026-08-25 math-ph math.MP quant-ph
Quantum state reconstruction with imperfect rotations on an inhomogeneously broadened ensemble of qubits
提出了一种在存在退相干和非均匀展宽的情况下对量子比特和量子比特寄存器进行量子态重构的方法。该方法仅假设基本的单量子比特旋转以及退相干和损耗机制的知识。我们表明，完整的状态重建是可能的，即使在单量子位旋转的情况下，可能只执行不完美。此外，我们表明，对于系综量子计算的建议，量子态重建是可能的，即使系综经验不均匀的扩大，如果只有不完美的量子位操作是在状态准备和重建。
2007-01-19 quant-ph
Single-qubit rotations in 2D optical lattices with multi-qubit addressing
在每个位置上具有一个原子并通过冷控制碰撞相互作用的光晶格提供了一种高效的方式来以高保真度纠缠大量量子比特。它已经被实验证明，这种方法是特别适合于集群状态的生成[O。Mandel等人，Nature 425，937（2003）]，其将用于量子计算的资源需求减少到执行单量子位旋转和量子位读出的能力。在本文中，我们描述了如何实现这些旋转的一维和二维光晶格，而不必单独寻址的原子与激光场。
2006-07-13 quant-ph
Measuring errors in single qubit rotations by pulsed electron paramagnetic resonance
在评估量子计算实现时，测量和减少单量子位逻辑门中的系统误差的能力至关重要。我们描述了脉冲电子顺磁共振（EPR）序列，可用于精确测量电子自旋量子比特旋转中的小系统误差。使用这些序列，我们获得的值的旋转角度和轴的单量子位旋转使用商业EPR光谱仪的错误。我们的结论是，在量子比特操作的脉冲EPR的错误是不是限制因素，在实现电子自旋为基础的量子计算机。
2004-08-23 quant-ph
A proposal for implementing an n-qubit controlled-rotation gate with three-level superconducting qubit systems in cavity QED
提出了一种在腔QED中利用三能级超导量子比特系统实现n量子比特受控旋转门的方法。量子位的两个逻辑状态由每个系统的两个最低能级表示，而较高的能级用于门实现。该方法基本上通过准备以控制量子位的状态为条件的$W$状态，在腔模式中创建单个光子，然后在腔光子的帮助下对目标量子位的状态执行任意旋转来操作。值得注意的是，用于实现所提出的门的基本操作步骤不随着量子位的数量$n$而增加，并且门操作时间随着量子位的数量增加而减少。该方案具有一定的通用性，可应用于腔体中或耦合到谐振器的各种类型的超导器件。
2011-05-08 quant-ph
Phase-Entanglement Complementarity with Time-Energy Uncertainty
我们给出了量子系统的Berry相位及其与周围环境纠缠的统一观点。前者反映了系统与经典环境之间的不可分离性，后者反映了量子环境之间的不可分离性，而几何时能不确定性的概念可以作为这种不可分离性的标志。基于这一观点，我们研究了它们之间的关系，在量子-经典过渡的环境中，与援助的自旋半粒子（量子比特）模型暴露于量子-经典混合场。在量子-经典跃迁中，Berry相位与时间-能量不确定性之间的关系与只有经典场的情况类似，而量子比特混合态的几何相位与纠缠之间的关系是互补的。也就是说，对于一个固定的时间-能量不确定性，纠缠逐渐取代的混合几何相位的量子场消失。在经典极限下，混合几何相变为Berry相.用位移谐振子模型也可以得到同样的结果。
2013-12-27 quant-ph
Symmetries and security of a quantum-public-key encryption based on single-qubit rotations
探索对称性的基础上先前提出的加密方案，依赖于单量子位旋转，我们推导出一个改进的上限上的最大信息，窃听者可能从所有可用的公钥副本中提取。随后，该方案的鲁棒性进行了调查的攻击，解决每个公钥量子位独立的上下文中。正在考虑的攻击利用单个量子位的投影测量，其效率与集体解决许多量子位并需要复杂量子操作的攻击进行比较。
2012-02-17 quant-ph
Photon position eigenvectors, Wigner's little group and Berry's phase
我们证明了具有交换分量x的光子位置算符的本征向量的柱对称性反映了光子小群的E（2）对称性。x的本征向量形成了定域态的基础，定域态具有一定的角动量J，与它们的公共对称轴平行。这个基础非常适合于描述“扭曲光”，这是最近许多实验和计算的主题。旋转的对称轴的基础上的结果在所观察到的Berry相位移。我们证明了{x1，x2，J3}是二维欧氏e（2）代数的一个实现，它在位形空间中产生真正的无穷小位移.
2019-06-17 quant-ph
The geometric and topological interpretation of Berry phase on a torus
贝里相的几何和拓扑性质的说明往往是在一个模糊和抽象的语言纤维束。在这篇文章中，我们证明了这些性质与一个清晰和具体的系统，其参数空间是一个环面。瞬时本征态被视为一个基础。并分别计算了相应的连接和曲率。此外，我们发现曲率的大小正好是高斯曲率，这表明了它的局部性质。由于高斯-博内定理，其拓扑性质由环面上的积分来反映。当我们研究向量在回路上的平行传输时，我们得出结论：Berry相位就是最终向量和初始向量之间的夹角。并阐明了规范变换的几何意义，即基的旋转。
2019-04-16 quant-ph
Effects of the Bloch-Siegert Oscillation on the Precision of Qubit Rotations: Direct Two-Level vs. Off-Resonant Raman Excitation
在直接二能级量子比特系统中，当拉比频率与共振频率相当时，旋波近似是不合适的。在这种情况下，拉比振荡伴随着另一个频率为驱动场频率两倍的振荡，即所谓的布洛赫-西格特振荡（BSO），它取决于驱动场的初始相位。这种振荡可能会限制由直接二能级系统构成的量子比特的精确旋转。在这里，我们表明，在有效的两级lambda系统的情况下，BSO本质上是可以忽略的，这意味着当与强驱动场中的直接两级量子比特相比时，由这种lambda系统制成的量子比特的旋转精度更高。
2004-05-28 quant-ph
Two-qubit Gate of Combined Single Spin Rotation and Inter-dot Spin Exchange in a Double Quantum Dot
实现多量子比特量子门是量子信息处理的一个重要要求。在这里，我们展示了一个基于电子自旋的全电双量子比特门，它由双量子点中的单自旋旋转和点间自旋交换组成。通过将两量子比特门应用于初始的非关联态，获得了部分纠缠的输出态。我们发现纠缠度是可控的交换操作时间。该方法是实现通用多量子比特门的关键一步。
2011-09-15 quant-ph
Applications of single-qubit rotations in quantum public-key cryptography
我们从陷门单向函数和公钥加密的角度讨论了单量子比特旋转的密码学应用。特别是，我们提出了一个非对称的密码系统，其安全性依赖于量子物理学的基本原理。量子公钥用于消息的加密，而解密只能通过经典私钥进行。所提出的密码系统的陷门单向函数将整数映射到量子比特的量子态，并且根据Holevo定理，其逆可能是不可行的。
2008-01-18 quant-ph
Qubit Rotation by STIRAP
我们介绍了一种新的量子比特旋转的程序，替代常用的方法的拉比振荡的控制脉冲面积。它是基于受激拉曼绝热通道（STIRAP）的技术，因此，它是强大的对实验参数的波动。此外，我们的工作表明，它在原则上是可能的，通过受激拉曼绝热通过执行量子逻辑操作。这开辟了寻找一个全新的类计划，以实现逻辑门。
2003-07-29 quant-ph
Efficient multi-qubit subspace rotations via topological quantum walks
将子空间旋转选定的角度是基本的量子计算操作，其应用于纠错和量子算法，例如量子近似优化算法、变分量子本征求解器和量子奇异值变换。这种旋转通常通过多个受控相位门在硬件级别实现，当分解为一个和两个量子位门时，这会导致大的电路深度。在这里，我们提出了一种快速，高保真的方式来实现这样的操作，通过拓扑量子行走，其中一个序列的单量子位$z$旋转的辅助量子位与系统哈密顿的演变，其中矩阵$A$嵌入交错。由具有非零奇异值的$A$的左奇异向量或右奇异向量所张成的子空间根据附属物的状态而旋转。这个过程可以在超导量子比特、离子阱和具有星型连接的里德伯原子中实现，与以前的提议相比，显著减少了所需的总门时间。
2022-03-03 quant-ph
Arbitrary qubit rotation through nonadiabatic evolution
我们展示了如何使用延迟激光脉冲通过非绝热演化，即，通过绝热状态之间的转变。我们使用双λ方案，并使用一组控制参数，如失谐，脉冲幅度比，两个脉冲的时间间隔，以实现不同的旋转的量子比特。我们还研究了不同类型的啁啾，即线性啁啾和双曲正切啁啾的效果。我们使用非绝热演化的工作增加了逻辑门操作实现的灵活性，并展示了如何通过使用不同类型的脉冲来实现量子系统的控制。
2002-12-30 quant-ph
$π$ Spin Berry Phase in a Quantum-Spin-Hall-Insulator-Based Interferometer: Evidence for the Helical Spin Texture of the Edge States
量子自旋霍尔绝缘体的特征在于螺旋边缘态，其中电子的自旋极化被锁定到其运动方向。虽然已经观察到边缘态导电，螺旋自旋织构的明确证据仍然缺乏。在这里，我们研究了相干边缘态输运在两个点接触箍缩干涉环。由于螺旋特性，前向边缘间散射强制$π$自旋旋转。两个连续的过程只能产生一个非平凡的$2π$或平凡的$0$自旋旋转，这可以通过Rashba自旋轨道耦合来控制。非平凡的自旋旋转导致几何$π$ Berry相位，这可以通过电导振荡相对于平凡情况的$π$相移来检测。我们的研究结果为边缘态的螺旋自旋织构提供了确凿的证据。此外，它也提供了机会，全电探索自旋依赖的Berry相位凝聚态物质。
2016-08-02 cond-mat.mes-hall quant-ph
On the cryptographic potential of single-qubit rotations
Sorbonne University（索邦大学）；CNRS（法国国家科学研究中心）；LIP6（LIP6实验室）；VeriQloud
本文提出两种可组合安全构造，允许用户将可信量子比特制备或测量任务委托给不可信提供者，仅依赖可信单量子比特旋转设备，并验证了Qline架构的通用性。
2026-06-23 quant-ph
Shortcut to adiabaticity improvement of STIRAP based qubit rotation
本研究针对量子控制中STIRAP量子比特旋转方案的性能提升需求，将绝热捷径方法应用于该方案，通过4能级或5能级Λ系统实现，证明其可提升非绝热区域内量子比特旋转的保真度，助力量子逻辑门性能优化。
2024-06-25 quant-ph
Parallel two-qubit entangling gates via a quantum nondemolition interaction controlled by rotation
本文提出一种基于量子非破坏性相互作用和正交分量旋转的协议，利用多模自由度实现多个双量子比特系统的并行操作，并通过等价类形式体系证明其能以1/3概率实现非局域$SWAP$和纠缠$\sqrt{SWAP}$操作。
2024-10-15 quant-ph
Arbitrary Rotation of a Single Spinwave Qubit in an Atomic-Ensemble Quantum Memory
我们报告的第一个实验实现的单量子比特操纵存储在原子系综量子存储器中的单自旋波。为了实现高保真度的门操作，我们将受激拉曼跃迁和受控的拉莫尔旋进联合使用。我们用量子态层析术和量子过程层析术表征了门的性能，这两种方法都意味着已经实现了高保真度的操作。我们的工作补充了原子系综量子存储器的实验工具箱，增加了单量子比特操纵的能力，因此可能在未来的可扩展量子网络中有重要的应用。
2015-01-28 quant-ph
Thomas Rotation and Polarised Light: A non-Abelian Geometric Phase in Optics
我们描述了一个非阿贝尔贝瑞相位偏振光学，建议类比由于Nityananda之间的提升在狭义相对论和椭圆二色性偏振光的影响。这个类比允许一个简单的光学实现的非阿贝尔规范场描述托马斯旋转。我们还展示了如何托马斯旋转可以理解几何上的庞加莱领域的Pancharatnam阶段。
1997-05-13 quant-ph
Single-qubit rotation algorithm with logarithmic Toffoli count and gate depth
针对单量子比特任意旋转的精确近似问题，提出一种 Clifford+Toffoli 非递归直接算法，以高于 1/2 的成功率实现对数级 Toffoli 计数与门深度。
2024-10-29 quant-ph
Experimental test of rotational invariance and entanglement of photonic six-qubit singlet state
我们实验测试了单重态的六光子量子比特推广的不变性。我们的结果与理论相一致。不变性对于克服某些类型的退相干是有用的。我们还实验检测纠缠的状态使用适当的见证观察，本地观察组成。我们的结果清楚地表明，测试的设置，这是非常稳定的，是一个很好的候选人实现各种多方量子通信协议。所产生的状态的估计保真度是非常高的：它揭示了非常强的EPR六光子相关的错误率低于6%。
2009-03-18 quant-ph
Coherent rotations of qubits within a multi-species ion-trap quantum computer
我们描述，实现和实验研究的方法来执行物理旋转的离子链，被困在一个分段的表面保罗陷阱，作为大规模量子计算序列的构建块。捕获电位的控制是通过参数化电极电压的球谐势。电压序列，使晶体旋转的数值通过优化时间相关的离子位置和运动频率，考虑到在我们的设置电过滤器的效果。我们通过将序列扩展为傅立叶分量，并使用机器学习方法优化所得参数来最大限度地减少旋转引起的加热。优化序列旋转$^{40}$ Ca $^+$ - $^{40}$ Ca $^+$晶体，对于共同和拉伸模式，在模式频率为1.24和2.15 MHz下，每次旋转的轴向加热速率为$Δ\bar{n}_{com}=0.6^{(+3)}_{(-2)}$和$Δ\bar{n}_{str}=3.9(5)$声子。量子位相干损失为每旋转0.2（2）$\%$。我们还研究了混合物种晶体（$^{40}$ Ca $^+$ - $^{88}$ Sr $^+$）的旋转，并获得了统一的成功率。
2020-01-08 quant-ph
Pseudo-Random Circuits from Clifford Plus T-Gates
我们探讨了单量子比特的伪随机旋转和多量子比特伪随机电路的实现，这些电路仅由Clifford门和相位旋转为π/4的T门构成。这样的门集合将适合于在容错设置中执行的计算。对于单量子比特旋转，从Clifford加T构造的幺正中发现的参数分布很快接近随机旋转的参数分布，并且需要比任意单量子比特旋转构造少得多的门。对于Clifford + T伪随机电路，我们发现其矩阵元分布的高阶矩的高斯收敛性和随机矩阵元分布的指数收敛性。这些收敛速率对量子比特的数量不敏感。
2013-09-16 quant-ph
Faraday Rotation with Single Nuclear Spin Qubit in a High-Finesse Optical Cavity
当非共振光场与原子自旋耦合时，其偏振可以通过法拉第旋转根据自旋的方向旋转，法拉第旋转已用于监测和控制原子自旋。在高精细度光腔中，我们观察到了171 Yb原子单个1/2核自旋的法拉第旋转角超过10度。通过利用单个核自旋与光子之间的耦合，我们还证明了自旋可以通过透射的单个辅助光子的投影来投影或弱测量。
2010-04-28 quant-ph
Quasi-Classical Rules for Qubit Spin-Rotation Error Suppression
在量子计算中经常遇到的系统误差的来源是控制脉冲中的缺陷，所述控制脉冲是控制量子比特门操作的经典场。通过对自旋波函数的量子力学时间演化算符的分析，证明了复合脉冲可以消除某些系统误差，并对误差抑制复合脉冲的设计提出了一种有吸引力的几何解释。在这里，我们表明，这些相同的脉冲序列可以得到一个准经典的框架内。这就提出了一个问题，即是否存在纠错程序，利用纠缠的方式，不能在准经典配方。
2021-01-21 quant-ph
Topological Insights from State Manipulation in a Classical Elastic System
本文通过外部驱动操控两能级弹性比特实现Berry相位受控积累，利用Bloch球表示实现量子模拟逻辑门，揭示了系统的拓扑性质，并利用外部参数探索拓扑转变，拓展了拓扑概念在材料与计算模型设计中的应用。
2025-04-03 quant-ph
Teleportation of rotations and receiver-encoded secret sharing
我们展示了如何使用1个e比特的纠缠和一个经典比特来传送任意的量子比特旋转，尽管是概率性的。我们利用这一点提出了一个实现量子秘密共享的方案。该方案基本上通过向几个用户发送一个“秘密”旋转量子比特的信息来运行，这些用户需要合作才能恢复原始量子比特。
2001-10-08 quant-ph
Effect of noise on geometric logic gates for quantum computation
我们介绍了非绝热，或Aharonov-Anandan，几何相位作为量子计算的工具，并展示了如何用超导电荷量子比特实现它。虽然它可以规避许多与绝热（Berry）版本的几何门相关的缺点，我们表明，非绝热相位门的控制参数的波动的影响比标准的动态门更严重。类似地，波动也在更大程度上影响使用Berry相位而不是动态相位的量子门。
2003-02-10 quant-ph
Superoperator Analysis of Entanglement in a Four-Qubit Cluster State
本文利用超算符理论研究了四比特团簇态在多种退相干环境中的纠缠演化。四量子比特簇状态是通过基于测量的簇状态量子计算执行任意单个逻辑量子比特旋转的资源。我们特别感兴趣的是纠缠演化和保真度之间的关系，任意单个逻辑量子比特旋转可以在退相干的存在下实现，因为这将有重要的实验后果。我们还注意到纠缠猝死（ESD）的展览，并询问如何严重影响其发病的利用集群状态作为一种手段，实现一个任意的单一逻辑量子比特旋转。
2012-11-30 quant-ph
Single qubit gates by selective excitation with Jump and Return sequences
我们讨论了使用硬脉冲和延迟序列的频率选择性旋转的实现。这些旋转适合于在核磁共振（NMR）量子计算机中实现单量子比特门，但也可以用于量子计算的其他相关实现中。我们还推导出用于实现硬脉冲中存在的适度的非共振效应的方法，并描述了一个简单的程序，用于实现硬180度旋转的两个自旋系统。最后，我们将展示如何将这两种方法相结合，以产生更准确的频率选择性旋转。
2006-09-28 quant-ph
Berry phase with environment: classical versus quantum
讨论了耗散系统中的Berry相概念。我们表明，人们可以确定一个贝瑞相在弱耗散系统，并找到相应的修正这个量，诱导的环境。这种校正用对称化噪声功率表示，因此对代表环境的噪声的性质（即它是经典的还是量子力学的）不敏感。只有噪音的频谱才有价值。我们分析了自旋半（量子比特）各向异性耦合到它的环境的模型，并明确显示量子环境和经典环境的效果之间的一致性。
2004-01-21 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum measurement of a rapidly rotating spin qubit in diamond
旋转坐标系中的受控量子位为探索基本量子物理学（例如物理旋转坐标系中的几何相位）提供了新的机会，并且可以潜在地增强对磁场的检测。实现一个可以在物理旋转过程中测量和控制的单个量子比特在实验上具有挑战性。在这项工作中，我们证明了量子控制的一个单一的氮空位（NV）中心内的钻石旋转200，000转，旋转周期相当于NV自旋相干时间$T_2$。我们频闪图像的个人NV中心，执行快速圆周运动，除了旋转，并演示准备，控制和读出的量子位量子态与激光和微波。使用自旋回波干涉的旋转量子比特，我们能够检测调制的NV塞曼位移所产生的旋转NV轴和外部直流磁场。我们的工作在物理旋转框架中建立了钻石中的单个NV量子位作为量子传感器，并为实现基于钻石的单量子位旋转传感器铺平了道路。
2018-02-10 quant-ph
