Experimental decoherence mitigation using a weak measurement-based scheme and the duality quantum algorithm
该研究在核磁共振量子处理器上实验验证了基于弱测量和测量反转的方案,利用对偶量子算法实现非酉操作,有效缓解振幅阻尼引起的退相干,保护四量子比特系统中的目标态。
2024-09-19 quant-ph
Nearly Optimal Measurement Scheme in a Noisy Mach-Zehnder Interferometer with Coherent and Squeezed Vacuum
使用干涉仪在噪声条件下进行超精确的参数估计是一项具有挑战性的任务。在这里,我们讨论了一个众所周知的,敏感的输入状态,压缩真空和相干光的近最佳测量方案。我们发现,一个单一的模式强度测量,而最简单的,能够击败散粒噪声限制,是优于其他测量方案在低功率政权。然而,在高功率下,强度测量仅优于一个小因素。具体来说,我们确认,无损条件下的最佳测量选择是奇偶测量。此外,我们还讨论了其他几种常见的测量方案的性能时,考虑光子损失,探测器效率,相位漂移,和热光子噪声。我们的结论是,与噪声的考虑,零差仍然接近最佳的低功率和高功率制度。令人惊讶的是,一些剩余的调查测量方案,包括以前的最佳奇偶校验测量,不保持甚至接近最佳时,引入噪声。
2017-04-07 quant-ph
Multiple-copy state discrimination: Thinking globally, acting locally
我们从理论上研究了区分两个非正交量子态的方案。我们考虑了一些国家歧视计划,适用于非正交,混合状态的量子比特。特别是,我们研究的差异,局部和全局优化的局部测量,使获得一个错误的结果的概率,在制度的有限数量的副本$N$,并在渐近极限为$N \rightarrow \infty$。考虑了五种方案:在所有副本上的最佳集体测量、在固定单量子比特测量基础上的局部最佳局部测量、全局最佳固定局部测量、局部最佳自适应局部测量和全局最佳自适应局部测量。这里,自适应测量是测量基础可以依赖于先前测量结果的那些测量。对于这些测量方案中的每一个,我们确定的概率错误(有限$N$)和缩放的渐近极限中的这个错误。在渐近极限,自适应计划没有优势的最佳固定的本地计划,除了小于2%的混合状态,最天真的计划(本地最佳固定的本地测量)是任何非集体计划一样好。对于有限的$N$,然而,最复杂的本地计划(全球最佳自适应本地测量)是优于任何其他非集体计划,任何程度的混合。
2011-05-20 quant-ph
Practical schemes for the measurement of angular-momentum covariance matrices in quantum optics
我们开发了实用的计划,测量协方差矩阵的内在角动量变量在量子光学。我们具体这种方法的双光束偏振和干涉,以及合奏的两个层次的原子与经典领域的相互作用。我们展示了噪声同时测量的实际优势。
2008-10-15 quant-ph
Refocusing schemes for holonomic quantum computation in presence of dissipation
在量子跳跃方法中分析了耗散对完整量子计算方案的影响。我们扩展到非阿贝尔的情况下,以前介绍的(阿贝尔)几何计算的重聚焦策略。我们展示了如何双循环对称化计划,让一个摆脱不必要的影响耗散在无跳跃轨迹。
2004-03-19 quant-ph
Unified derivations of measurement-based schemes for quantum computation
我们提出了统一的,系统的推导方案在两个已知的测量为基础的量子计算模型。第一个模型(由Raussendorf和Briegel [Phys.Rev.Lett.,86,5188(2001)])使用固定的纠缠态、对单个量子比特的自适应测量以及测量结果的前馈。第二个模型(由Nielsen [Phys. Lett. A,308,96(2003)]并由Leung进一步简化[Int.J.Quant. Inf.,2,33(2004)])使用可以应用于任意量子位对的自适应双量子位测量,以及测量结果的前馈。我们推导的基本原理是由Zhou,Leung和Chuang [Phys. Rev. A,62,052316(2000)]引入的隐形传态的变体。我们的推导统一了这两种基于测量的量子计算模型,并提供了显着更简单的方案。
2004-06-28 quant-ph
Optimal scheme for estimating a pure qubit state via local measurements
我们提出的最佳方案估计一个纯量子比特状态的本地测量N个相同的副本。我们给出了低N的显式例子。对于大的N,我们表明,保真度饱和的集体测量的顺序1/N。当信号状态位于布洛赫球的子午线上时,我们证明了这可以在没有经典通信的情况下实现。
2002-11-05 quant-ph
Scheme for measurement-based quantum computation on projected entangled-pair states
最近的研究表明,投射纠缠对态可以被认为是基于测量的量子计算的(物理动机)资源态。在这里,我们详细阐述了如何构建一个确定性的测量为基础的量子计算模型的投影纠缠对状态。特别地,我们使用这个方案建立了一个4能级多体模型,用于量子比特上的通用量子计算。我们还导出了该模型的3-局域父哈密顿量,其基态是非简并的。
2014-01-24 quant-ph
A scheme for quantum communication using EPR pairs and local measurement
我们提出了一个量子通信方案,其中一组EPR对,最初由发送方Alice和接收方Bob共享,充当量子信道。在保证量子信道安全性的前提下,Alice对EPR对中的粒子进行局域测量,并将其编码的经典信息公开告知Bob。根据Alice的经典信息和他对EPR对的测量结果,Bob可以直接推断出秘密消息。在该方案中,发送方Alice只需要向接收方Bob发送1比特的经典信息,就可以传输1比特的秘密信息。我们还证明了在使用完美量子信道的情况下,该方案是完全安全的。
2005-01-12 quant-ph
Minimal scheme for certifying three-outcome qubit measurements in the prepare-and-measure scenario
结果的数量是量子测量的定义属性,特别是如果测量不能被分解成具有较少结果的更简单的测量。重要的是,一个量子测量的结果数可以不可约地高于系统的维数。该属性的认证是可能的,在一个半独立的设备的方式,无论是基于一个类似贝尔的情况下,或通过利用更简单的测量和测量的情况。在这里,我们表明,在后一种情况下,最小的方案证明一个不可约的三个结果量子比特测量需要三个状态的准备和只有两个测量,我们提供了实验可行的例子,这个最小的认证计划。我们还讨论了尺寸假设特性的半设备无关的方法,并在何种程度上可以减轻。
2022-01-12 quant-ph
Alternative schemes for measurement-device-independent quantum key distribution
提出了利用相位和路径或时间编码实现与测量设备无关的量子密钥分发的实用方案。除了对检测系统中现有漏洞的免疫力之外,我们的设置还采用了简单的编码和解码模块,而不依赖于偏振保持或光学开关。此外,通过采用改进的筛选技术来处理单光子探测器中的死时间限制,我们的方案可以运行只有两个单光子探测器。利用相位后选择技术,我们的方案的一个假态变体也被提出,其密钥生成率与信道透射率成线性比例。
2012-12-24 quant-ph
Fibonacci schemes of fault-tolerant quantum computation
本文以前版本中得出的阈值估计是不正确的;本文解释了这个缺陷。在arXiv:0809.5063中讨论了一个新的证明。
2008-09-29 quant-ph
Quantum nondemolition measurement of the Werner state
我们提出了一个对两量子比特Werner态进行量子非破坏测量的理论方案。我们讨论了我们的方案与两个量子位限制在本地,然后扩展该计划的情况下,两个量子位是分开的。我们还考虑了基于腔量子电动力学的方案的实验实现。非常有趣的是,我们的计划是强大的对探测过程引入的耗散效应。最后对我们的方案进行了简要的说明。
2011-10-27 quant-ph
A measurement scheme for purity based on two two-body gates
提出了一种测量有限能级量子系统纯度的方案。该方法利用SWAP门的两个平方根,并且仅取决于在参考系上执行的测量,该参考系在特定纯状态下制备并且与目标系统耦合。既不需要具有状态的完全重建的层析成像方法,也不需要干涉设置。
2012-02-28 quant-ph
Quantum Information Processing Without Joint Measurement
我们提出了一个线性光学方案来实现未知离子态的隐形传态、通过纠缠交换实现离子非最大纠缠态的纠缠浓度以及离子纠缠态的远程制备。该方案的独特优点是在现有方案中不需要以前方案中所需的联合Bell态测量,即联合Bell态测量已经转换为对单个离子和光子的单独测量的产物。另外,该方案可以利用线性光学元件实现离子的量子信息处理,简化了离子量子信息处理的实现。
2005-05-22 quant-ph
Quantum Computation with hot and cold ions:An assessment of proposed schemes
我们提出了一个简短的批判性审查的建议与囚禁离子的量子计算,特别强调量子计算的可能性,而不需要冷却到量子基态的离子的集体振荡模式。
2000-03-27 quant-ph
Machine Learning for Precise Quantum Measurement
自适应反馈方案是有前途的量子增强测量,但设计复杂。机器学习可以在经典环境中自主生成算法。在这里,我们调整机器学习的量子信息,并使用我们的框架来生成自主自适应反馈方案的量子测量。特别是我们的方法取代了猜测量子测量的逻辑,全自动,可编程的例程。我们表明,我们的方法产生的方案,优于最知名的自适应方案的干涉相位估计。
2010-02-25 quant-ph
TEM10 homodyne detection as an optimal small displacement and tilt measurements scheme
我们报告的实验演示的最佳测量的小位移和倾斜的高斯光束-两个共轭变量-涉及零差检测与TEM 10本地振荡器。我们验证了标准的分裂检测只有64%的效率。我们还显示了位移测量超出量子噪声限制,使用压缩真空TEM 10模式内的输入光束。
2006-07-20 quant-ph
Measurement-induced chaos and quantum state discrimination in an iterated Tavis-Cummings scheme
提出了一种腔量子电动力学方案,用于实现能够放大非正交原子量子态之间差异的薛定谔显微镜。该方案涉及到一个完全相同的准备两个能级原子相互作用的Tavis-Cummings模型所描述的辐射场的单一模式成对的系综。通过重复测量腔场和每对原子中的一个原子,可以实现相关原子态的测量诱导非线性量子变换。这种非线性量子变换的复杂动力学性质,表现出测量诱导的混沌,允许近似正交化的原子状态的纯化后,经过几次迭代的协议,从而应用该计划的量子态歧视。
2017-02-15 quant-ph
Error propagation in loss- and failure-tolerant quantum computation schemes
量子比特丢失和量子门失效是实现可扩展量子计算的重要障碍。最近有几个建议,以克服这些问题,包括计划的基础上奇偶校验和集群状态。虽然有效地处理损失和门故障,这些计划通常会导致井喷的有效去极化噪声率。在这份补充文件中,我们提出了一个详细的分析,这个问题和技术,以尽量减少它。
2007-01-14 quant-ph
Generation of multicomponent Schrödinger cat states in schemes with measurement of Gaussian states
St.Petersburg State University(圣彼得堡国立大学)
本研究提出基于多模高斯态光子数分辨测量的方案,产生粒子数差4或8的福克态叠加态,经与多组分薛定谔猫态对比,评估保真度缩放规律并推导最优配置。
2026-09-10 quant-ph
Efficient measurement schemes for bosonic systems
本文扩展量子比特测量方案,研究玻色子系统的高效测量方法,针对截断量子比特和连续变量系统提出不同测量方案并进行理论分析,数值实验表明其性能显著优于传统方法。
2023-07-27 quant-ph
Growth of Schrödinger cats in particle-number measurement schemes
St. Petersburg State University(圣彼得堡国立大学);Moscow Institute of Physics and Technology(莫斯科物理技术学院);Russian Quantum Center(俄罗斯量子中心)
研究基于多模高斯态的光子数分辨测量生成压缩薛定谔猫态,推导两模和三模方案的状态解析表达式及保真度公式,分析振幅与探测粒子数的标度关系,并给出保真度上限及多模方案提升条件。
2026-07-03 quant-ph
A minimum control ancilla driven quantum computation scheme with repeat-until-success style gate generation
一些两个量子比特的相互作用对于通用量子计算来说是足够的,但如果不使用辅助系统就不行。最近的通用量子计算方案集中在使用辅助的混合物理系统上。在他们中,资源的应用转向了辅助系统。我们认为,2-量子位的相互作用是普遍的辅助计划,其中主寄存器量子位之间的直接连接是禁止的。通过使用辅助驱动操作和重复直到成功类型的随机门,单个固定对称门可以仅通过控制重复次数而通用。
2014-01-30 quant-ph
Environment-Assisted Quantum State Restoration Via Weak Measurement
基于环境辅助纠错(EAEC)方案,提出了一种新的量子态恢复方案。通过引入弱测量反转操作,我们将展示如何在不调用随机么正分解的情况下恢复量子开放系统的初始状态,而随机么正分解在许多重要的物理系统中是不存在的。我们说明了我们的新方案,并将其与一个计划纯粹基于WMR操作的情况下耗散通道。在所提出的新方案中,当考虑到从环境测量中获得的信息时,可以显着提高恢复未知初始状态的成功概率。此外,我们表明,我们提出的计划的适用范围比EAEC计划更广泛。最后讨论了可能的Kraus分解的成功概率的优化问题。
2014-04-15 quant-ph
Projective Measurement Scheme for Solid-State Qubits
我们提出了一个有效的测量方案,固态量子比特,{ \bf不}引入额外的退相干的量子比特,直到测量是由一个共振脉冲打开。然后,共振脉冲使量子比特与检测器最大程度地纠缠。该方案具有投影、无噪声、可切换等特点。这种方法在超导持续电流量子比特上进行了说明,但是可以应用于各种固态量子比特的测量,其电磁信号的{ \bf直接}检测给出量子比特状态的差分辨率。
2003-10-13 cond-mat.mes-hall quant-ph
Scheme for fault-tolerant holonomic computation on stabilizer codes
本文概括和扩展的工作[物理。102,070502(2009)],其中我们介绍了一个方案的容错完整量子计算(HQC)的稳定码。HQC是一种基于非阿贝尔绝热完整性的全几何策略,已知其对控制参数中的各种类型的误差具有鲁棒性。我们提出的方案表明,HQC是一种可扩展的计算方法,并打开了将误差校正的好处与完整方法的固有弹性相结合的可能性。我们表明,与培根-肖尔代码的计划可以实现使用重量2和3的哈密顿算子。
2009-08-20 quant-ph
The Fibonacci scheme for fault-tolerant quantum computation
我们严格分析了Knill的容错量子计算Fibonacci方案,该方案基于由级联错误检测码保护的贝尔态的递归准备。我们证明了阈值故障率的下限为0.67 \times 10^{-3}的对抗性局部随机噪声,和1.25 \times 10^{-3}的独立去极化噪声。与其他具有可比的证明精度阈值的方案相比,斐波那契方案具有显着降低的开销成本,因为它更节省地使用后选择。
2008-12-17 quant-ph
Measurement schemes for the spin quadratures on an ensemble of atoms
基于近年来光与原子量子界面的多程方法,我们考虑了如何测量原子系综的集体自旋态。我们发现,一个光脉冲两次通过原子系综的方案可以有效地实现自旋态的零差层析。因此,我们建议利用光脉冲作为相移器,旋转自旋的正交。这种方法大大简化了实验方案的几何形状。
2009-05-08 quant-ph
Non-positive measurements aren't beneficial in quantum metrology for unitary encoding, but can be for open schemes
本文研究非正算子值测量在量子计量中的作用,证明其对幺正编码无优势,并针对开放编码给出其可能有益的情形及正测量达到最优精度的充分条件。
2025-09-29 quant-ph
Efficiency of an enhanced linear optical Bell-state measurement scheme with realistic imperfections
我们比较了贝尔态测量的标准50%效率的单分束器方法和建议的75%效率的光子增强方案[W。P.Grice,Phys.Rev.A84,042331(2011)]。考虑到高输入态光子损失、辅助态光子损失、探测器效率和耦合损失、探测器暗计数和非数分辨探测器,对这两种方案进行了比较。我们还分析了这两种方案时,使用非数分辨探测器的多路复用阵列。此外,我们探讨了利用自发参量下转换作为增强方案所需的辅助光子对源的可能性。在这些不同的情况下,我们确定的边界上的检测器参数的增强计划变得优于标准计划,并描述了不同的缺陷对测量成功率和歧视保真度的影响。这是使用数值和分析技术的组合来完成的。对于所讨论的许多情况,希尔伯特空间的大小和测量结果的数量可能非常大,这使得直接数值解的计算成本很高。为了缓解这个问题,我们所有的数值计算都是使用纯态进行的。这需要跟踪损耗模式直到测量,并将暗计数视为测量结果的变化,而不是对状态本身的修改。此外,我们提供了近似的解析表达式,说明了不同的缺陷对贝尔状态分析仪质量的影响。
2016-09-22 quant-ph
Error Mitigated Metasurface-Based Randomized Measurement Schemes
本文提出利用超表面结合误差缓解技术实现光子量子比特的随机测量,通过保真度和纯度估计验证了该方案的有效性与无偏性,展示了其在量子态性质估计中的稳健和资源高效潜力。
2024-04-19 physics.optics quant-ph
A novel three party Quantum secret sharing scheme based on Bell state sequential measurements with application in quantum image sharing
在这项工作中,我们提出了一个基于Bell态纠缠和序列投影测量的量子秘密共享方案。该协议验证$n$方案中的$n$,并支持在所有各方未泄露其有效测量结果的情况下中止协议。算符-量子比特对形成了确定要共享的经典秘密的方案的组成部分。该协议足够强大,可以中和对经销商特定量子位的任何窃听。在IBM-QE云平台上,利用后端\texttt{IBMQ\_16\_Melbourne}和\texttt{IBMQ\_QASM\_SIMULATOR\_V0.1.547}仿真器对该方案进行了实验演示。对该方案进行的安全性分析和比较分析支持我们的主张,一个严格的和有效的计划相比,最近的一些量子和半量子技术的秘密共享。
2020-08-14 cs.CR quant-ph
Optimum Small Optical Beam Displacement Measurement
我们推导出TEM 00模光束位移的量子噪声极限。使用多模态分析,我们表明,传统的分裂检测方案测量光束位移是非最佳的80%的效率。我们提出了一种新的位移测量方案,是最佳的小梁位移。该方案利用具有TEM 10模式本地振荡器的零差检测设置。我们表明,虽然量子噪声限制位移测量可以超过使用压缩光在适当的空间模式的两个计划,TEM 10零差计划优于分裂检测的所有值的压缩。
2004-07-27 quant-ph
Detailed fluctuation theorem from the one-time measurement scheme
本研究在单次测量方案下推导出细致量子涨落定理,揭示其与量子非破坏性两次测量的等价性,并借助IBM量子计算机验证,为纳米尺度热力学探索提供新策略。
2023-11-17 cond-mat.stat-mech quant-ph
Remote which-way-choice scheme: proposed foundations experiments
预先选定的偏振的自发参量下转换的孪生光子被用作空间不相交的子系统。一个光子受到干涉测量,而第二个光子的投影测量引起第一个光子的路径选择。这将是一个不直接作用于干涉光子的路径选择的例子。两个进一步的应用所提出的计划被认为是:一种新的方法的量子信息速度测量,并测试换向类空间远程测量。
2005-09-10 quant-ph
Estimation of Spin-Spin Interaction by Weak Measurement Scheme
准确地知道相互作用哈密顿量对于实现量子信息任务,特别是对量子计算机和量子存储器的实验验证至关重要。我们提出了一个方案,通过由Yakir Aharonov和他的同事们发起的弱测量技术来实验评估两量子比特系统的自旋-自旋相互作用。此外,我们在一个特定的金刚石中的氮空位中心的系统中数值证实了我们提出的方案。这意味着弱测量也可以作为量子过程层析成像的一个具体例子。
2011-10-15 cond-mat.mes-hall quant-ph
q-Measurement Scheme set in Quantum Photonic Frameworks: Linking Abstract Space and Lab Spaces
从抽象的空间开始,去除表象形式,为制定量子物理测量方案铺平了道路。随着物质性发挥维持作用的q状态,这些后者控制系统对外部探头的响应。维持涉及所有可能的q-状态。通常赋予本征态和本征值的粒子特征消失了,而能隙与可能的能量量子交换有关;不再需要占有的概念。抽象空间和实验室空间是不相称的,将它们联系起来,就能引出一个可能的物理q测量理论。连接器(链接)被称为跳板和/或过道,它们在仲裁量子到经典区域的边界中执行。惯性坐标系通过投影到波函数空间来促进q态域的连接。物理量子测量理论基于包括量子信息概念的这些元素获得。
2020-02-19 quant-ph
Quantum Message Exchange Based on Entanglement and Bell-State Measurements
我们提出了一个方案,通过该方案,双方可以秘密地同时交换消息。该方案要求两个参与者共享纠缠,并进行Bell态测量。在贝尔态测量中只需要区分四个贝尔态中的两个,因此该方案在实验上是可行的,只使用线性光学手段。推广的计划,高维系统和多体纠缠被认为是。我们还表明,即使双方不拥有共享的参考系,该计划的工程。
2005-04-25 quant-ph
A Scheme for Performing Strong and Weak Sequential Measurements of Non-commuting Observables
量子系统在从初始状态到最终状态的演化过程中,通常会经历许多不同的路径。一般来说,可能的路径将取决于未来和过去的边界条件,以及系统的动态。我们提出了一个gedanken实验,一个单一的系统显然遵循互斥的路径同时,每个概率为1,这取决于测量进行。这个实验涉及测量不符合厄米算符的可观测量。我们的主要结果是测量这些运营商的计划。该方案基于擦除协议[Phys. Rev. Lett. 116,070404(2016),arXiv:1409.1575],并且允许在弱极限和强极限下进行大范围的连续测量。在弱极限下,测量的反向作用不能用来解释令人惊讶的行为,由此产生的弱值提供了对系统过去的一致但奇怪的解释。
2016-08-28 quant-ph
Dynamic attenuation scheme in measurement-device-independent quantum key distribution over turbulent channels
与测量设备无关的量子密钥分发(MDI QKD)在实践中提供了很大的安全性,因为它消除了所有检测器侧信道。然而,在自由空间信道上进行MDI QKD具有挑战性。最大的罪魁祸首之一是两个独立的湍流通道的不匹配的透射率导致降低的Hong-Ou-Mandel可见性,从而降低密钥速率。在这里,我们介绍了一种动态衰减方案,其中通过将来自每个用户的明亮光脉冲传输到测量设备来实时监测两个通道中的每个通道的透射率。基于所测量的通道透射率,在测量设备处向低损耗通道引入适当量的衰减。我们的模拟结果表明,QKD的性能显着改善,特别是当使用短的原始密钥。
2022-04-17 quant-ph
Overlapped grouping measurement: A unified framework for measuring quantum states
为现实的量子多体系统(如化学和材料)设计的量子算法通常需要大量的哈密顿量测量。利用不同的思想,如{重要性采样,}可观测的兼容性,或量子态的经典阴影,不同的先进的测量方案已被提出,以大大减少大的测量成本。然而,强调成本降低机制似乎彼此不同,如何系统地找到最佳方案仍然是一个关键的挑战。在这里,我们提出了一个统一的量子测量框架,将先进的测量方法作为特殊情况下,解决这一挑战。我们的框架允许我们引入一个通用的计划重叠分组测量,同时利用大多数现有方法的优点。对该方案的直观理解是将测量划分为重叠的组,每组由兼容的测量组成。我们提供了明确的分组策略,并在数值上验证了其性能不同的分子哈密顿高达16个量子比特。我们的数值结果表明显着的改进,现有的计划。我们的工作为有效的量子测量和快速量子处理与当前和近期的量子器件铺平了道路。
2023-01-12 quant-ph
Quantum-Classical Complexity-Security Tradeoff In Secure Multi-Party Computation
我构造了一个安全的多方方案来计算一个经典的功能,通过简洁地使用一个专门设计的容错随机多项式量子纠错码。该方案是安全的,前提是(渐近地)严格大于六分之五的参与者是诚实的。此外,该方案的安全性直接来自量子纠错码的理论,因此是有效的,无需任何计算假设。我还讨论了量子经典的复杂性,安全的多方计算方案的权衡,并认为为什么一个完整的量子码是必要的,在我的计划。
1999-09-20 quant-ph
A general scheme of differential imaging employing weak measurement
提出并实验实现了一种基于弱测量思想的差分成像的一般方案。我们发现,感兴趣的系统之间的弱耦合和一个两个能级的辅助可以引入一个双光束电路后,任意预选的辅助。通过选择与预选测量正交的后选测量,实现了基于微分运算的有效成像平台。Sagnac干涉仪和超薄Wollaston棱镜的实验结果表明,我们的成像方案成功地产生了复杂的几何构型的边界信息。
2022-08-11 physics.optics quant-ph
Rydberg-atom-based scheme of nonadiabatic geometric quantum computation
非绝热几何量子计算提供了一种实现快速、鲁棒的量子门的方法。它已经在各种物理系统中实现,如囚禁离子、核磁共振和超导电路。另一个适合于实现非绝热几何量子计算的系统可以是里德伯原子,因为它们的内部状态具有非常长的相干时间,并且里德伯介导的相互作用有助于实现两个量子比特门。本文提出了一种基于里德伯原子的非绝热几何量子计算方案,它结合了非绝热几何门的鲁棒性和里德伯原子的优点.
2017-11-14 quant-ph
Efficient measurement-based quantum computing with continuous-variable systems
我们提出了严格有效的计划,可扩展的测量为基础的量子计算使用连续变量系统:这些计划是基于合适的非高斯资源状态,可以准备使用光与物质系统的相互作用,甚至纯粹的光学。在各个站点上,仅需要高斯测量,例如光学零差测量以及光子计数测量。这些方案克服了高斯团簇状态所带来的限制,高斯团簇状态对于无限长度的量子计算来说是不通用的,除非人们愿意将压缩的程度与整个系统的大小进行缩放。我们建立了一个框架,来自张量网络和矩阵产品的状态与无限的物理尺寸和有限的辅助尺寸一般足以提供一个框架,这样的计划。由于在所讨论的方案中的逻辑编码是有限维的,纠错的工具是适用的。我们还确定了一些进一步的限制,任何连续变量的计算方案,从其中可以说,没有更容易的连续变量的测量为基础的计算方式比目前的一个可以存在。
2012-07-09 quant-ph
Measurement based estimator scheme for continuous quantum error correction
经典离散量子纠错(DQEC)方案利用稳定子上的投影von Neumann测量将错误伴随式离散到有限集合中,并利用快速酉门恢复被破坏的信息.基于连续测量的量子纠错(QEC),被称为连续量子纠错(CQEC),原则上可以比DQEC更快地执行,并且也可以是资源高效的。然而,CQEC需要对噪声连续测量数据进行细致的过滤,以可靠地提取错误伴随式,在此基础上可以检测到错误。在本文中,我们表明,通过构建一个基于测量的估计器(MBE)的逻辑量子比特被保护,这是由稳定器的噪声连续测量电流驱动,它是可能的,以准确地跟踪发生在物理量子比特上的实时错误。我们使用这种分子束外延来开发一种连续的量子纠错(MBE-CQEC)方案,该方案可以高度保护逻辑量子比特,超过DQEC的性能,并且还允许QEC立即或在延迟时间内进行瞬时反馈。
2022-09-17 quant-ph
Non-adiabatic geometric quantum computation with trapped ions
提出了一个非绝热的囚禁离子几何量子计算方案。通过利用Aharonov-Anandan相位,该方案不仅保持了量子计算中的全局几何性质,而且还提供了非绝热性的优点,克服了现有绝热方案演化缓慢的问题.此外,本方案只需要每个离子中的两个原子能级,使其成为量子计算的一个有吸引力的候选者。
2003-02-13 quant-ph
Cavity QED nondemolition measurement scheme using quantized atomic motion
考虑超冷原子穿越高Q法布里-珀罗腔,我们从理论上证明了光子数的量子非破坏测量。这种完全量子力学的方法可以利用原子的有效质量和群速度等概念来理解。不同的光子数引起原子波包的分裂,并且原子的飞行时间测量由此揭示光子数。虽然重复的原子测量增加了协议的效率,它表明,通过考虑长的相互作用时间,只需要几个原子来解决光子数几乎完美的精度。
2009-10-21 quant-ph
Three-qubit exact Grover within the blind oracular quantum computation scheme
在这里,我们扩展了盲客户端-服务器量子计算的概念,其中具有有限量子功率的客户端控制强大服务器上量子计算的执行,而不透露计算的任何细节。我们的扩展是引入一个三节点的设置,其中可以盲目地执行一个神谕量子计算。在这种盲预言量子计算(BOQC)中,预言机(Oscar)是另一个节点,具有有限的功率,其与客户端(Alice)合作以向服务器提供量子信息,使得量子计算的预言机部分也可以盲执行。我们使用精确Grover算法的两个和三个量子比特版本(即,具有数据库大小$4\leq N\leq 8$),获得这些算法在门阵列方案和盲簇状态方案内的最佳实现。我们讨论了在最先进的三节点实验中使用NV-钻石电子和核量子比特执行这些协议的可行性。
2019-02-14 quant-ph
Fault-Tolerant Postselected Quantum Computation: Schemes
后选择量子计算与常规量子计算的区别在于,仅当测量结果满足预定条件时才接受输出。输出必须以非零概率被接受。提出了用噪声门实现后选择量子计算的方法。这些方法是基于错误检测码。在没有检测到错误的情况下,预期可以使编码计算任意精确。虽然成功的编码计算的概率显着降低精度,它是可能的应用所提出的方法准备任意稳定器状态的问题,在大型纠错码与本地残留错误。与远距传送纠错一起,这可以提高非后选量子计算的容错性。
2004-02-23 quant-ph
Conditioned outputs, distribution of decision times and measurement-based feedback scheme for continuous weak linear measurement of a simple quantum system
讨论了连续弱线性测量中量子测量过程的特殊性。作为一种工具,我们实现了一个有效的数值模拟方案,使我们能够生成测量的系统状态以及记录的探测器信号的单量子轨迹,并研究这些轨迹的统计和不后选择。在该方案中,线性检测器用弱耦合到所测量的量子系统的量子比特来建模,并且在每个模拟步骤的时间间隔之后经受投影测量和重新初始化。我们解释的条件下,该计划提供了一个准确的描述CWLM。我们将自己限制在量子位非破坏测量。量子比特最初处于两个量子态的等权重叠加。随着时间的推移,检测器信号被积累并且叠加被破坏。解析量子态和破坏叠加态所需的时间是相同数量级的。我们在数值上证明了一个与直觉相反的事实:以最终状态为条件的平均检测器输出不依赖于时间。看起来从一开始,量子比特就知道它处于什么状态。我们研究决策时间的统计,其中的决策时间被定义为所需的时间的密度矩阵沿一定的轨迹,以达到一个阈值,它是接近所产生的状态之一。该统计数据对于估计决定性CWLM的速度是有用的。在此基础上,我们设计并研究了一种简单的反馈方案,试图保持量子比特的等重叠加。探测器读数用于决定量子位处于哪个状态,以及应用哪个校正旋转将其带回叠加态。我们展示了如何优化反馈参数,并朝着更有效的反馈方案。
2018-08-02 quant-ph
Difference Weak Measurement
提出了差分弱测量方案,并说明了该方案在高精度测量微小纵向相移方面的优势。与标准干涉测量和标准弱测量方案相比,该方案在存在对准误差和光强变化误差等实际缺陷的情况下,具有更高的分辨率。此外,我们强调了利用复弱值的优点,其中它的虚部可以减少信道退相干引起的有害影响。最后,我们提出了闭环方案来解决当前弱测量方案中存在的窄动态范围问题。差分弱测量方案同时满足了高精度、宽动态范围和强鲁棒性的要求,使其成为相移测量和其他测量任务的有力实用工具。
2018-03-23 physics.optics quant-ph
Competition of different evaluation schemes in the continuous variable game
介绍了经典古诺双寡头博弈的一种非对称推广,并分析了其量化形式的仿真方案。在这个方案中,由“经典”测量方案分配的参与者总是赢得由量子测量方案分配的参与者。结果表明,波动导致了“量子”局中人的不利博弈规则。
2013-06-25 quant-ph