Fidelity approach to the disordered quantum XY model
我们研究了随机XY自旋链在横向场通过分析的基态保真度的敏感性，数值计算通过一个标准的映射模型到准自由费米子。研究发现，保真度磁化率及其标度特性提供了有关相图的有用信息。特别是它是可能的，以确定伊辛临界线和格里菲斯相区，与以前的分析和数值结果一致。
2009-02-05 cond-mat.str-el quant-ph
Fidelity of fermionic atom-number states subjected to tunneling decay
原子序数态是超冷化学、原子干涉和量子信息处理的重要信息源。最近的实验已经实现了它们的确定性制备在被困少费米子系统。我们分析了这些状态的隧穿衰减，无论是在生存概率，和非逃逸概率，这可以从测量中提取的完整的计数统计。在短时间内，生存概率表现出偏离指数规律。衰变由多粒子芝诺时间控制，芝诺时间表现出量子统计和接触相互作用的特征。随后的指数制度管理的动态，我们提供了准确的分析表达式相关的衰减率。这两个动力学制度说明了一个现实的模型。最后，给出了多粒子量子衰变的全局图像。
2012-01-20 cond-mat.quant-gas quant-ph
High-fidelity realisation of CNOT gate in Majorana-based optical platform
University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）
在Majorana基光平台中，通过拓扑编码和辫形操作实现高保真CNOT门，提升量子计算的可行性。
2025-12-23 cond-mat.str-el quant-ph
Finite temperature fidelity susceptibility for one-dimensional quantum systems
我们计算了Luttinger模型的保真度磁化率chi_f，并证明了存在与温度T（或长度的倒数1/L）成线性关系的普适贡献。此外，我们开发了一个算法-基于晶格路径积分方法-计算一维量子系统在热力学极限下的保真度F（T）。通过对自由无自旋费米子的chi_f（T）的解析计算和对XXZ链的数值计算，检验了Luttinger模型的预言。最后，我们研究了该模型中两个相变处的chi_f。
2010-10-01 cond-mat.str-el quant-ph
Free fermion representation of the topological surface code
已知复曲面码等价于自由费米子。本文提出了明确的本地酉变换映射$\mathbb{Z}_2$复曲面和表面码-开边界等效的复曲面码-费米子。通过这种结构，它表明，表面码可以映射到一组自由费米子模式，而复曲面码需要额外的费米子对称算子。最后，它演示了如何编码的任意子统计这些代码中的费米子表示。
2019-08-07 cond-mat.str-el quant-ph
General teleportation channel in Fermionic Quantum Theory
Homi Bhabha National Institute（霍米·巴巴国立研究所）；Indira Gandhi Centre for Atomic Research（印地拉·甘地原子能研究中心）；The Institute of Mathematical Sciences（数学科学研究所）
本文研究了费米子量子理论中受奇偶性选区规则限制的量子传送通道，推导了本地可访问纠缠保持的最优传送保真度，并探讨了拓扑相关性的保持。
2026-02-04 quant-ph
Geometric Phase and Fidelity of The One-Dimensional Extended Quantum Compass Model in a Transverse Field
研究了在横场存在下扩展量子罗盘模型中基态的几何相位。利用Jordan-Wigner变换将哈密顿量映射到费米子系统上，再利用Fourier变换实现对角化，得到了精确解，并得到了动量空间中的基态和几何相位的解析表达式.此外，由于几何相位在临界点的发散性，还研究了几何相位极值的标度行为及其普适性。
2014-03-06 cond-mat.str-el quant-ph
Ultra-high fidelity qubits for quantum computing
我们分析了一个系统的费米子$^{6}$锂原子的光阱，并表明，一个原子“按需”可以准备超高保真度，超过0.99998。这个过程可以并行地扩展到许多站点，为量子计算提供了一种以超高保真度初始化N个量子比特的现实方法。我们还展示了如何有效的量子门操作可以在这个系统中实现，以及如何空间分辨单原子检测可以执行。
2009-06-11 quant-ph
Fault-Tolerant Dissipative Preparation of Atomic Quantum Registers with Fermions
我们提出了一个容错加载方案，以产生一个阵列的费米子在光晶格的高保真度所需的应用程序中的量子信息处理和建模的强相关系统。费米子的冷库扮演着双重角色，作为通过拉曼过程加载到晶格中的原子的来源，以及作为晶格原子的共振冷却的热浴。原子最初在每个晶格位置被转移到激发运动态，然后衰变到运动基态，在库中产生粒子-空穴对。转移到基态运动能级的原子不再耦合回库，并且运动基态中的双占据位点被泡利阻塞阻止。该方案与光抽运有很强的概念联系，并且可以扩展到加载原子的高保真图案。
2005-02-25 quant-ph
Free-fermion descriptions of parafermion chains and string-net models
拓扑相的物质仍然是一个感兴趣的焦点，由于其独特的属性-分馏，基态简并，和外来的激发。虽然其中一些性质可以在自由费米子系统中出现，但它们的出现通常与粒子之间的相互作用有关。在这里，我们量化的作用，在一般类的拓扑状态的物质在所有的空间维度，包括parafermion链和弦网模型的相互作用。使用相互作用距离[Nat. Commun. 8，14926（2017）]，我们测量了这些模型的状态与自由费米子的状态的可比性。我们发现，某些拓扑状态可以准确地描述自由费米子，而其他饱和的最大可能的相互作用距离。我们的工作为理解拓扑模型的复杂性和应用新型的费米子化过程来描述它们的低能物理打开了大门。
2017-06-11 cond-mat.str-el quant-ph
Dynamical control of state transfer through noisy quantum channels: optimal tradeoff of speed and fidelity
提出了一种通过噪声量子信道（自旋链）最优控制态转移的方法。这个过程被视为通过费米子浴的量子比特状态转移。我们表明，动态调制的边界量子比特的水平足以确保快速和高保真的状态转移。这可以通过动态优化信道的传输频谱来实现。所得到的最优控制对静态和波动噪声都具有鲁棒性。
2013-10-06 quant-ph
Fermionic tomography and learning
通过经典阴影的阴影层析成像是用于估计量子态的性质的最先进的方法。我们提出了一个简化的，组合分析最近提出的这种方法的基础上的酉都是费米子高斯和克利福德合奏的实例。使用这种分析，我们推导出估计量方差的校正表达式。然后，我们展示了这如何导致有效的估计协议的保真度与纯费米子高斯态（可证明）和$X$ -类似的运营商的形式（$|\mathbf 0\rangle\langleψ|$ + h.c.）(via数字证据）。我们还构建了更小的测量基集合，这些测量基集合产生完全相同的量子信道，这可能有助于编译。我们使用这些工具表明，$n$电子，$m$模式斯莱特行列式可以学习到$ε$保真度内给定$O(n^2 m^7 \log(m / δ) / ε^2)$样本的斯莱特行列式。
2022-07-29 cs.DS quant-ph
High-fidelity controlled-phase gates for distinguishable quantum walkers via extended interactions
Università di Milano（米兰大学）
该研究提出通过扩展相互作用范围，利用可区分量子行走者构建高保真受控相位门，其方案可避免路由不可区分粒子所需的额外单粒子门，在实际应用中具有竞争力。
2026-08-11 quant-ph
Optimizing two-qubit gates for ultracold fermions in optical lattices
Forschungszentrum Jülich GmbH（于利希研究中心）；Institute for Theoretical Physics, University of Cologne（科隆大学理论物理研究所）；Dipartimento di Fisica e Astronomia, Università di Bologna（博洛尼亚大学物理与天文系）
本文通过优化激光参数实现高保真度的双量子比特门，揭示了动量依赖性对相互作用强度的影响，为量子化学和模拟提供定制化应用方案。
2026-04-09 cond-mat.quant-gas quant-ph
Mixed-state fidelity and quantum criticality at finite temperature
我们将量子相变的保真度方法推广到有限温度。这是通过诉诸混合态保真度的概念，允许一个比较两个密度矩阵对应于两个不同的热状态。通过利用相同的概念，我们还提出了一个有限温度推广的Loschirton回声。给出了一类准自由费米子哈密顿量的显式解析表达式。数值分析表明，相关的QPT显示其签名在有限的温度范围内。
2006-12-01 quant-ph
Learning the closest Slater determinant
California Institute of Technology（加州理工学院）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）
研究学习与任意费米子多体状态具最大保真度的斯莱特行列式，给出经典和量子算法及硬度下限，表明保真度\(2/3\)是优化格局过渡点，还应用于费米 - 哈伯德模型，为理解费米子多体系统提供算法工具。
2026-07-24 cond-mat.dis-nn cond-mat.str-el quant-ph
Density probabilities and quantum critical phenomena of a Bose-Fermi Mixture in 1D Double well potential
在双模近似下，研究了一维双势阱中玻色-费米混合体的几率密度、基态保真度和纠缠度随时间的演化。我们发现，量子返回概率的行为表现出三个不同的区域。第一个区域的特征是完全的可折叠性，以及玻色子和费米子的相关隧穿。第二个区域的特点是相关的顺序隧穿和在最后一个区域中，我们发现两个物种的隧穿频率的增加。我们通过冯诺伊曼熵发现，玻色子-费米子耦合使得玻色子和费米子的量子关联在相同的值下有最大纠缠。最后我们计算了$λ_{FF}-λ_{BF}$和$λ_{BB}-λ_{BF}$平面的保真度，发现随着玻色子-费米子相互作用的减小，两个平面的保真度下降越来越深。
2022-08-19 quant-ph
Global optimization for quantum dynamics of few-fermion systems
本研究采用两种全局优化方法估计一维谐振子势阱中少费米子系统的量子速度极限，优化控制场使斜坡时间减少超过四倍，并考察了保真度对控制场扰动的鲁棒性。
2018-03-06 cond-mat.quant-gas quant-ph
Correlations in Free Fermionic States
我们研究的相关性在一个二分的，费米，自由状态的扰动引起的一方对另一方。特别是，我们表明，所有的条件自由态可以模拟一个辅助费米系统和一个合适的完全积极的地图。
2009-06-17 quant-ph
Simulation-Free Fidelity Estimation via Quantum Output Order Statistics
提出一种基于量子输出次序统计量的免模拟保真度估计方法，仅需最高概率输出比特串，在谷歌12量子比特Sycamore实验上验证，适用于中等规模量子电路。
2025-10-14 cond-mat.dis-nn quant-ph
99%-fidelity ballistic quantum-state transfer through long uniform channels
除了两对镜像对称的极键x（第一个和最后一个）和y（第二个和倒数第二个）外，在具有均匀最近邻相互作用的任意长一维链的弹道机制中，可以实现保真度高于0.99的量子态转移。这些必须粗略地调整到合适的值x ~ 2 N^{-1/3}和y ~ 2^{3/4} N^{-1/6}，N是链长。该框架可以描述不同模型中的端到端响应，如费米子或玻色子跳跃模型和XX自旋链。
2012-03-25 quant-ph
Boltzmann-Gibbs states in topological quantum walks and associated many-body systems: Fidelity and Uhlmann parallel transport analysis of Phase Transitions
为了研究零温一维费米子系统在有限温度下的拓扑有序性，我们对Boltzmann-Gibbs-like态进行了保真度分析。我们使用量子行走协议，是已知的模拟拓扑相位和各自的量子相变手性对称哈密顿。使用保真度分析和边缘状态研究的标准方法，我们得出结论，随着温度的升高，没有热类相变发生，即，拓扑行为逐渐被淘汰。我们还表明，与所考虑的保真度相关的Uhlmann几何因子的行为表现出与后者相同的行为，从而证实了使用先前建立的方法获得的结果。
2017-09-08 quant-ph
Direct experimental evidence of free fermion antibunching
费米子反聚束是在一束无相互作用的自由中子上观察到的。热中子的单色束首先被石墨单晶分裂，然后被馈送到两个探测器，显示出降低的符合率。其结果是对光子的汉伯里布朗和特维斯效应的费米子补充。
2005-09-20 quant-ph
Fidelity and Uhlmann connection analysis of topological phase transitions in two dimensions
我们研究了具有非平凡拓扑行为的二维自由费米子系统中的保真度和Uhlmann连接的行为。特别是，我们使用的保真度和数量密切相关的乌尔曼因素，以检测相变在零和有限的温度为拓扑绝缘体和超导体。我们表明，在零温度下，这两个量预测量子相变：保真度的突然下降表明状态的光谱的突然变化，而乌尔曼连接信号的行为同样迅速变化的本征基。在有限的温度下，拓扑特征逐渐模糊，表明有限温度相变，我们进一步确认通过执行详细的分析的边缘状态的情况下。此外，我们进行了分析和数值分析的保真度磁化率在热力学极限，提供了一个明确的定量标准存在的相变。通过临界指数的数值计算，进一步分析了零温下的临界行为。
2018-09-20 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph
Dynamical fidelity susceptibility of decoherence-free subspaces
在量子寄存器及其环境的理想化模型中，量子信息可以通过将其编码到无消相干子空间（DFS）中来无限存储。然而，理想化的寄存器-环境耦合的扰动将在任何实际设置中引起退相干。将态保持的测度--动力学保真度扩展为微扰强度的幂，证明了线性序的稳定性是量子态演化的一般性质。噪声扰动的影响是量化的二次，领先的顺序，我们定义为动态保真度敏感性的DFS的强度的一个简洁的表达式。在噪声局部作用于寄存器$k$的物理限制下，该敏感性由系统大小中的多项式从上面限定。这些一般结果说明了两个物理相关的例子。磁化率的知识可以用来增加未来量子计算机的相干时间。
2019-07-02 quant-ph
Quantum freeze of fidelity decay for chaotic dynamics
我们表明，最近发现的一个具体情况下的可积动力学[新J。物理。5（2003）109]，可以推广到任意的量子动力学的保真度衰减为零的时间平均扰动的量子冻结机制。我们明确地工作的情况下，混沌的经典对应，我们找到半经典表达式的值和范围的保真度的高原。在平台结束后，我们找到了渐近衰减的显式表达式，它可以是指数或高斯依赖于海森堡时间与衰减时间的比值。可以考虑任意的初始状态，例如我们讨论相干态和随机态。
2004-01-23 nlin.CD quant-ph
Local fermion density in inhomogeneous free-fermion chains: a discrete WKB approach
Max Planck Institute of Quantum Optics（马克斯·普朗克量子光学研究所）；Universidad Complutense de Madrid（马德里康普顿斯大学）
本文提出了一种离散WKB方法，用于研究非均匀自由费米链中局部费米子密度分布，提供了理解纠缠熵抑制的理论框架。
2026-02-10 cond-mat.str-el math-ph math.MP
Quantum Coherent Control via Pauli Blocking
对多粒子量子系统的相干量子控制需要高保真度的动力学。实现这一点的一种方法是使用绝热方案，其中系统在不允许过渡到其他状态的时间尺度上遵循哈密顿量的瞬时本征态。然而，这使得控制动态非常缓慢。在这里，我们介绍另一个概念，利用防止不必要的跃迁在费米子系统中使用泡利阻塞：从一个受保护的基态激发到更高的躺态被避免通过添加一层缓冲费米子，这样的受保护的费米子不能过渡到更高的躺激发态，因为这些已经被占领。这允许加速系统的绝热演化。我们对该技术进行了深入的研究，并将其应用于非简谐阱中超冷原子系统的高保真输运、陷阱扩展和分裂，证明了该技术的强大功能。这些过程的密切分析也导致洞察结构的正交性突变现象。
2017-05-12 quant-ph
Supersymmetry-assisted high-fidelity ground state preparation of single neutral atom in an optical tweezer
光镊中的中性原子量子比特阵列是一种很有前途的量子计算平台。尽管实验取得了进展，但实现中性原子量子计算的主要障碍是量子比特初始化。在这里，我们提出超对称性-粒子物理学中发展的理论框架-可以用于中性原子量子比特的超高保真度初始化。我们证明了通过将所有激发态原子抽离到一个超对称的辅助光镊中，可以在光镊的振动基态确定性地制备单个原子。该方案适用于实际高斯光镊中的玻色子和费米子原子量子比特，为利用中性原子实现大规模量子计算、模拟和信息处理奠定了基础。
2021-02-10 quant-ph
Fast universal two-qubit gate for neutral fermionic atoms in optical tweezers
光学微阱中的超冷中性原子阵列是一种很有前途的量子计算平台。该平台的主要瓶颈之一是相邻原子之间的弱耦合强度，这限制了双量子比特门的速度。在这里，我们提出了一种方法来执行快速通用平方根交换门与费米子原子。门的基本思想是将原子释放到位于两个原子之间的谐波势中。通过适当地剪裁相互作用参数，原子之间的碰撞过程产生纠缠，并产生所需的门。我们分析地证明了在宽原子波包的极限下，门的保真度接近于1。我们用数值方法证明，在典型的实验参数下，我们的门可以在微秒级的时间尺度上工作，并达到高于0.998的保真度。此外，门持续时间是独立的原子之间的初始距离。具有这些特征的门是中性原子量子计算中全对全连接和容错的重要里程碑。
2020-08-22 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Correlation in fermion or boson systems as the minimum of entropy relative to all free states
在多费米子系统中，“关联”指的是独立粒子模型的不足。使用“自由”状态作为我们的独立粒子模型的原型，我们提出了一个相关性的度量，我们称之为“非自由性”[Int. J. Quant. Inf.5，815（2007）]。多费米子态的非自由度定义为多费米子态相对于具有相同1-矩阵的唯一自由态的熵。本文证明了一个态的非自由度是它的熵相对于所有自由态的最小值。我们还将非自由度的定义扩展到多玻色子态，并讨论了几个例子。
2014-03-29 quant-ph
Scaling of the fidelity susceptibility in a disordered quantum spin chain
研究了具有高斯分布随机各向异性和横向场的XY自旋链的相图，重点研究了最近引入的量子信息理论度量--保真度磁化率。监测这个量的概率分布的有限尺寸标度以及它的平均值和典型值，我们检测到一个无序引起的临界消失和格里菲斯阶段的出现在这个模型中。结果表明，在无无序量子临界线附近，保真度磁化率不是自平均的。在伊辛临界点的保真度磁化率尺度作为一个无序强度独立的拉伸指数的系统大小，在相反的二次标度在相应的点在无序的XY链。沿着平均各向异性消失的线，保真度磁化率似乎广泛地缩放，而在无无序的情况下，这一点是量子临界的二次有限尺寸标度。
2009-05-06 quant-ph
Nonfreeness and related functionals for measuring correlation in many-fermion states
本文对多费米子系统的“非自由性”及相关的“关联性”测度作一简要评述。我们认为“不相关”的许多费米子态是规范不变的准自由态。我们简单地称之为“自由”态。斯莱特行列式状态是自由的;所有其他自由状态都是斯莱特行列式状态的“子状态”或其限制。多费米子态的非自由度等于它相对于所有自由态的熵的最小值。与非自由度密切相关的相关泛函可以用雷尼熵来定义;非自由度是使用香农熵的相关泛函。这些相关泛函都具有理想的可加性和单调性，但非自由度具有一些额外的吸引人的性质。
2017-03-13 quant-ph
Frustration-free free fermions and beyond
The University of Tokyo（东京大学）；Institute for Solid State Physics, University of Tokyo（东京大学固体物理研究所）；Hong Kong University of Science and Technology（香港科技大学）；RIKEN Center for Interdisciplinary Theoretical and Mathematical Sciences (iTHEMS), RIKEN（理化学研究所跨学科理论与数学科学中心（iTHEMS））
本文提出了一种无矛盾费米子系统的通用框架，推导了无矛盾条件，并展示了无间隙激发的有限尺寸间隙缩放规律，为研究平面带铁磁性和$η$-配对态提供了基础。
2026-01-11 cond-mat.other cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Absence of dissipation-free topological edge states in quadratic open fermions
本文证明一般二次开放费米子系统不存在受耗散隙保护的零耗散拓扑边缘态，通过将Lindblad生成元映射为非厄米矩阵并证明其可绝热变形为拓扑平凡厄米矩阵，为开放费米子系统的鲁棒拓扑现象划定了明确边界。
2025-08-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Pairwise Entanglement and Geometric Phase in $d=2,3$-Dimensional Free-Fermion Lattice Systems
本文研究了$d=2,3$维自由费米子格点系统中基态的两两纠缠度，用纠缠度和几何相位来度量。它们对外参数的求导表明了在相变点附近的奇异性，可以用来检测该模型中的相变。此外，我们的研究还表明，对于自由费米子模型，纠缠度和几何相位都与关联函数有着密切的联系。讨论了并发度与几何相位的可能关系。
2009-02-17 quant-ph
Free-Fermion Multiply Excited Eigenstates and Their Experimental Signatures in 1D Arrays of Two-Level Atoms
一维亚波长原子阵列显示出多重激发的亚辐射本征态，这使人联想到自由费米子。到目前为止，这些状态已经与衰变率为$\propto N^{-3}$的次辐射态相关联，N是原子的数量，这从根本上阻止了通过光学手段检测它们的费米子特征。在这封信中，我们表明，自由费米子状态通常出现时，带的单激发态有一个二次色散关系的带边，因此，也可以得到辐射，甚至超辐射状态。一维阵列有自由费米子多激发本征态，通常是subradiant或（超）辐射，我们表明，一个简单的变换行为之间的两个家庭。基于这种对应关系，我们提出了不同的方法来制备它们，并分析了它们在光学检测中的实验特征。
2022-03-05 quant-ph
Dynamically stabilized decoherence-free states in non-Markovian open fermionic systems
无退相干子空间（DFS）提供了一种保护开放系统动力学不受系统与环境相互作用引起的退相干影响的策略。到目前为止，DFS主要是在马尔可夫主方程的框架下进行研究的。在这项工作中，我们研究了无退相干（DF）的非马尔可夫费米子环境中的一般设置的状态。我们通过对角化非幺正演化算符的方法，对一个带电子库的二能级费米子系统的DF态进行了识别。通过求解精确的主方程，我们证明了DF态是可以动态稳定的。
2012-07-06 quant-ph
Quantum-critical scaling of fidelity in 2D pairing models
量子保真度的量子临界标度理论的定律，依赖于潜在的系统维数$D$，到目前为止已经在精确可解的$1D$模型中得到了验证，这些模型属于或等价于相互作用的、二次（准自由）的、无自旋的或自旋满的晶格费米子模型。所得到的结果是如此吸引人，在寻求相关长度和相关的通用临界指数$ν$，它表征的发散的相关长度接近临界点，人们可能倾向于替代困难的任务，确定的渐近行为的两点关联函数由一个更容易的，确定量子保真度的量子临界标度。然而，系统的维数的作用一直是一个悬而未决的问题。我们在本文中的目的是填补这一空白，至少部分地，通过验证的法律量子临界标度理论的量子保真度在$2D$的情况下。为此，我们研究了$2D$精确可解模型的关联函数和量子保真度，这些模型是相互作用的、准自由的、自旋满的、格点费米子模型。与$1D$模型相比，所考虑的$2D$模型具有新的特征：在给定的量子临界点处，存在大量的关联长度和多个普适临界指数$ν$，因为这些量依赖于空间方向，而且，指数$ν$可以取更大的值.这些事实是由我们得到的两点关联函数的解析渐近公式得出的。在这种新的情况下，我们从量子临界标度理论的角度讨论量子保真度的行为。特别是，我们有兴趣找出在多大程度上的量子保真度的方法可能是一个替代的相关函数的方法在研究量子临界点超过1D。
2016-02-09 cond-mat.stat-mech quant-ph
Fermionic Quasi-free States and Maps in Information Theory
本文及其结果旨在为准自由费米子系统的量子信息理论计算建立一个基本工具箱。讨论了各种熵和相对熵测度，并将它们的计算归结为准自由态单粒子分量的评价函数。确定了状态空间上的拟自由仿射映射集，并充分刻画了单粒子子空间上的操作。对于一类保迹完全正映射及其子类，讨论了Choi矩阵和Jamiolkowski态.
2007-09-07 quant-ph
High-fidelity transmission of entanglement over a high-loss freespace channel
量子纠缠使任务不可能在经典物理学。许多量子通信协议需要在遥远的各方之间分配纠缠态。在这里，我们通过实验证明了一个纠缠光子对在144公里的自由空间链路的成功传输。接收到的纠缠态具有优良的，噪声有限的保真度，即使他们暴露于极端的衰减为主的湍流大气效应。64 dB的总信道损耗对应于双光子卫星量子通信场景的估计衰减机制。我们证实了接收到的双光子态仍然是高度纠缠的违反CHSH不等式超过5个标准偏差。从基本的角度来看，我们的研究结果表明，光子在0.5 ms长的飞行过程中几乎不受退相干的影响，这对未来全球范围的量子通信场景是令人鼓舞的。
2009-06-24 quant-ph
Entanglement negativity in free fermions: twisted characteristic polynomial, universal bounds, and area laws
本文提出计算自由费米子纠缠负性的通用简洁公式，据此导出负性及其动力学变化率的普适界，并建立开放系统纠缠产生的面积定律界。
2025-07-28 cond-mat.stat-mech quant-ph
Waiting-times statistics in boundary driven free fermion chains
我们研究了两端耦合到两个Lindblad浴的量子链的等待时间分布。我们的重点是自由费米子链，在那里我们推导出封闭形式的表达式在单粒子矩阵，允许一个研究任意大的链尺寸。在这样做的时候，我们还推导出涉及非厄米传播子的2点关联函数的公式。
2021-11-01 cond-mat.stat-mech quant-ph
The algebra of Grassmann canonical anti-commutation relations (GAR) and its applications to fermionic systems
我们提出了一种方法，一个非交换的相空间，它允许分析准自由状态的CAR代数在类比的CCR代数上的准自由状态。所使用的数学工具是基于一个新的代数结构的“格拉斯曼代数的规范反交换关系”（GAR代数），这是由扭曲的张量积的格拉斯曼和CAR代数。作为一个新的应用，相应的理论提供了一个优雅的工具来计算两个准自由费米子态的保真度，这是研究费米子系统中的纠缠蒸馏所需要的。
2009-06-16 math-ph math.MP quant-ph
Reduced fidelities for free fermions out of equilibrium: From dynamical quantum phase transitions to Mpemba effect
Laboratoire d’Annecy de Physique Théorique (LAPTh), CNRS, Université Savoie Mont Blanc（萨瓦-蒙布朗大学）；Dipartimento di Fisica, Università di Pisa, and INFN Sezione di Pisa（比萨大学）
研究非平衡自由费米子的减少保真度，揭示其与动力学量子相变及量子迈佩玛效应的关系。
2026-01-26 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Quantum circuits with free fermions in disguise
本文研究了自旋链模型的量子电路表述，通过使用局部酉门构造电路，探索了产生自由费米子谱的电路几何结构，并在 Fendley 的 4-费米子模型及其推广中成功构建并验证了自由费米子电路。
2025-06-25 cond-mat.stat-mech nlin.SI quant-ph
Inversion symmetry breaking and criticality in free fermionic lattices
我们描述了自由费米子晶格模型中反演对称性破缺和临界性之间的联系。结果表明，对于自旋不变的无自旋费米子，这种对称性在基态的破缺意味着临界性，即，长程相关的存在和谱隙的消失;而对于自旋模型，只有自旋平均协方差矩阵的不对称性意味着类似的结论。我们的结果是通过引入不变量下的整体消除不变的自由费米子淬火。使用这个结果，我们确定了一组模型的广义Hartree-Fock近似必须打破。
2017-02-16 math-ph math.MP quant-ph
Quantum Fidelity and Thermal Phase Transitions
我们研究了量子保真度方法来表征热相变。具体来说，我们专注于混合态保真度引起的温度扰动。我们考虑了两种类型的二阶热相变的保真度的行为（基于自由能的非解析性的类型），并且我们发现通常用于识别临界点的保真度准则更适用于$λ$转变（自由能的发散二阶导数）的情况。我们的研究还揭示了保真度方法的局限性：对高温热波动的敏感性，洗出有关过渡的信息，以及保真度无法区分交叉和适当的相变。尽管有这些限制，但是，我们发现，保真度仍然是一个很好的预标准测试热相变，我们用它来分析非零温度相图的Lipkin-Meshkov-Glick模型。
2008-06-27 cond-mat.stat-mech quant-ph
High-fidelity laser-free universal control of two trapped ion qubits
对多个量子比特的通用控制--纠缠量子比特和执行任意单个量子比特操作的能力--是量子计算、模拟和网络的基本资源。在这里，我们实现了一个新的无激光方案的基础上微波磁场和射频磁场梯度的离子量子比特的通用控制。我们通过创建对称和反对称的两个量子比特最大纠缠态来证明高保真纠缠和个体控制，其量子数分别在[0.9983，1]和[0.9964，0.9988]的区间内，置信度为68%，校正了状态初始化误差。该技术对多个退相干源是鲁棒的，基本上可用于任何捕获的离子种类，并且具有在不增加控制信号功率或复杂性的情况下对许多对离子执行同时纠缠操作的潜力。
2021-02-24 physics.atom-ph quant-ph
Free-fermion Page Curve: Canonical Typicality and Dynamical Emergence
我们提供了进一步的分析见解新建立的非相互作用（自由费米子）页曲线，专注于运动学和动力学方面。首先，我们揭示了随机自由费米子态的潜在典型性和非典型性。前者出现在一个小的子系统，是指数弱于著名的结果在相互作用的情况下。后者解释了为什么自由费米子佩奇曲线显着不同于相互作用的一个子系统是宏观大，即，与整个系统相比。其次，我们发现，自由费米子佩奇曲线出现在一些简单的紧束缚模型在长时间淬火动力学出乎意料的高精度。这有助于一个罕见的分析结果，量子热化在宏观尺度上，传统的范式，如广义吉布斯系综和准粒子图片是不适用的。
2022-10-12 cond-mat.stat-mech hep-th quant-ph
Optimal trace-distance bounds for free-fermionic states: Testing and improved tomography
本文研究自由费米子态，证明关联矩阵误差与迹距离误差线性相关，并据此提出性质检验的低效性结论、低秩态的高效检验算法及改进的层析样本复杂度界。
2025-10-09 math-ph math.MP quant-ph
Assumption-free fidelity bounds for hardware noise characterization
本文提出利用机器学习数据驱动方法和共形预测，在无需建模硬件噪声源且经典模拟不可用的情况下，为量子设备无噪声与含噪声输出之间的保真度提供理论上有效的上界。
2025-04-09 cs.LG quant-ph stat.ML
Edge Hamiltonian for Free Fermion Quantum Hall Models
University of California, Davis（加州大学戴维斯分校）
本文提出一种用于自由费米子量子反常模型的边哈密顿量构造方法，证明其在Translation-invariant条件下能正确描述边缘模式的手性。
2025-12-04 math-ph math.MP quant-ph
Estimation for Entanglement Negativity of Free Fermions
本文研究了一维自由费米子的负性。我们推导出部分转置（约化）密度矩阵的矩中的$\mathbb{Z}_{N}$对称项的一般形式，该矩阵是系统端点的代数函数。这样的路径积分证明是一个方便的工具，作出估计的负。
2016-05-12 cond-mat.stat-mech hep-th quant-ph
