Experimental Realization of a Four-Photon Seven-Qubit Graph State for One-Way Quantum Computation
我们提出并证明了通过路径量子比特融合的光子图态的放大。将来自不同双光子四量子比特态的两个路径量子比特融合，生成由偏振和路径量子比特组成的二维七量子比特图形态。真实的七量子比特纠缠通过评估见证算子来验证。来自图状态的六个量子位用于执行一般的两量子位Deutsch-Jozsa算法，成功概率大于90%。
2011-05-27 quant-ph
Demonstration of deterministic SWAP gate between superconducting and frequency-encoded microwave-photon qubits
该研究演示了超导原子量子比特与微波光子量子比特之间的确定性SWAP门，利用单光子拉曼相互作用实现高保真度双向量子态传输，为分布式量子计算提供关键元件。
2023-02-09 quant-ph
Ultrafast Coherent Coupling of Atomic Hyperfine and Photon Frequency Qubits
我们证明了一个原子量子比特之间的超快相干耦合存储在一个单一的捕获镉离子和光子量子比特表示的两个解决了光子的频率。这种超快耦合对于通过光子干涉使远程被捕获离子的网络纠缠至关重要，并且也是实现库仑耦合离子之间的超快量子门的关键组成部分。
2006-04-07 quant-ph
Interacting Qubit-Photon Bound States with Superconducting Circuits
强耦合到光子晶体的量子比特引起许多奇异的物理场景，开始于单激发和多激发量子比特-光子修饰的束缚态，包括以量子比特为中心的诱导的空间局域光子模式和量子比特本身。这些状态的局域化随着量子比特从带边的失谐而变化，提供了一种原位控制束缚态相互作用的途径。在这里，我们提出了一个设备的实验结果与两个量子比特耦合到超导微波光子晶体和实现可调谐的现场和内部束缚态相互作用。我们观察到一个四阶双光子虚过程之间的束缚态表示强耦合之间的光子晶体和量子比特。由于它们的局域依赖相互作用，这些状态提供了创建一维束缚态链的能力，这些束缚态链具有可调和潜在的长程相互作用，这些相互作用保留了量子比特的空间组织，这是实现某些量子多体模型的关键标准。广泛可调的，强大的和强大的相互作用表明，这个系统是有前途的基准实现更大，更复杂系统的束缚态。
2018-01-30 quant-ph
Deterministic Controlled-NOT gate for single-photon two-qubit quantum logic
我们展示了一个鲁棒的单光子双量子比特量子逻辑的确定性线性光学控制非（CNOT）门的实现。偏振Sagnac干涉仪与嵌入式45 $^{\circ}$ -定向的鸽子棱镜用于使偏振控制量子位作用于相同光子的动量（空间）目标量子位。CNOT门不需要主动稳定，因为两个空间模式共享一个公共路径，并且它用于纠缠极化和动量量子位。
2004-05-03 quant-ph
Qubit teleportation between a memory-compatible photonic time-bin qubit and a solid-state quantum network node
本研究展示了一种连接固态量子网络节点与兼容型光子时间-bin量子比特的量子接口，实现了75.5±1.0%的量子传送保真度。
2024-03-27 quant-ph
One-way quantum computation via manipulation of polarization and momentum qubits in two-photon cluster states
利用两个光子在偏振和线动量下纠缠的四量子比特团簇态实现了一套完整的单量子比特旋转和高保真度的赤道量子比特的C-NOT门。通过两个自由度的计算等价性，我们的结果证明了双光子团簇态适用于快速高效的单向量子计算。
2007-07-12 quant-ph
Remote preparation of a single-mode photonic qubit by measuring field quadrature noise
对非局域单光子态$a|1,0>-b|0,1>$的一种模式进行电磁场正交测量，使其坍缩为另一种模式下的单光子态和真空态的叠加。我们利用这种效应来实现远程制备任意单模光子量子比特的条件下观察一个预先选定的正交值。所制备的量子比特的量子效率可以高于初始单光子的量子效率。
2003-08-25 quant-ph
Single-photon two-qubit SWAP gate for entanglement manipulation
不同类型的单光子量子位之间的SWAP操作对于操纵超纠缠光子用于各种应用是必不可少的。我们已经实现了一个有效的SWAP门的动量和偏振自由度的单光子。在单光子双量子比特量子逻辑电路中利用SWAP门将下转换光子之间的动量纠缠确定性地转换为偏振纠缠。由此获得的偏振纠缠违反贝尔不等式超过150个标准偏差。
2004-09-27 quant-ph
Quantum filter for non-local polarization properties of photonic qubits
我们提出了一种光学滤波器，只有当光子对共享相同的水平或垂直偏振，而不降低这两种可能性之间的量子相干性，才能传输光子对。纠缠操纵和多光子量子比特的各种应用进行了讨论。
2002-02-18 quant-ph
Active one-way quantum computation with 2-photon 4-qubit cluster states
利用双光子4量子比特团簇态，我们在单量子比特旋转算法中实现了确定性单向量子计算。在该操作中，通过适当地选择量子比特的测量基来自动实现前馈测量，而泡利误差校正通过使用两个快速驱动的普克尔斯盒来实现。我们还实现了赤道量子位的C-NOT门和通用目标量子位的C-Phase门。我们的结果表明，双光子团簇态可以用于快速和有效的确定性单向量子计算。
2007-12-12 quant-ph
Photon-mediated qubit interactions in 1D discrete and continous models
在这项工作中，我们研究了数值和分析的两个量子比特在一维波导中的相互作用，作为介导的光子通过该引导传播。我们开发策略来断言问题的马尔可夫性，有效的量子位-量子位相互作用及其个体和集体的自发发射。我们证明了集体兰姆位移的存在，影响量子比特的相互作用和相干和非相干相互作用的依赖性的量子比特分离。我们还开发了与这些模型相关的散射理论，并证明单光子光谱确实探测了单量子位和多量子位模型的重整化共振，与早期的玩具模型形成鲜明对比，其中个体和集体兰姆位移取消。
2015-02-19 quant-ph
Nondestructive detection of photonic qubits
实验量子信息的最大挑战之一是保持量子比特脆弱的叠加态存活。作为存储器的物质量子位载体可以实现长寿命，至少在原则上是这样，但对于通过吸收、衍射或散射迅速丢失的传播光子来说，则不可能实现长寿命。损失问题可以通过非破坏性光子量子比特检测器来缓解，该检测器在不破坏编码量子比特的情况下预示光子。这种检测器被设想为促进分布式任务依赖于光子量子比特的成功传播的协议，以改善对丢失敏感的量子比特测量，并实现某些量子密钥分发攻击。在这里，我们展示了这样的探测器的基础上，在两个交叉的光纤为基础的光学谐振腔，一个量子比特不敏感的原子-光子耦合，原子态检测的其他单原子。我们实现了对$(79\pm3)\,\%$的量子比特生存的无损检测效率，$(31\pm1)\,\%$的光子生存概率，并以$(96.2\pm0.3)\,\%$的保真度保留量子比特信息。为了说明我们的探测器的潜力，我们表明，它可以提供，已经与当前的参数，长距离纠缠和量子态分布，通过量子比特放大的资源优化，和检测漏洞免费贝尔测试的优势。
2021-03-26 quant-ph
Single-photon two-qubit "entangled'' states: preparation and measurement
我们在实验上实现了一种确定性的方法来制备和测量所谓的单光子双量子比特纠缠态或单光子Bell态，其中单光子的偏振和空间模式各自代表一个量子比特。所有四个单光子贝尔态可以很容易地制备和测量确定性单独使用线性光学元件。我们还讨论了如何将这种方法用于最近提出的单光子双量子比特量子密码协议。
2003-03-20 quant-ph
One-step implementation of a multi-target-qubit controlled-phase gate with photonic qubits encoded via eigenstates of the photon-number parity operator
提出以光子数奇偶算符本征态编码光子量子比特，并借助耦合超导磁通三能级量子比特的多个微波腔单步实现可混合编码的多目标受控相位门，操作时间不随目标数增加且抑制退相干。
2023-06-04 quant-ph
Preparing multi-partite entanglement of photons and matter qubits
我们展示了如何在量子比特之间产生事件准备的多体纠缠，这些量子比特可以被编码在光子或物质系统上。纠缠态物质系统，也可以作为单光子源，可以使用量子ph/0408040中提出的纠缠操作产生。我们展示了如何用光子量子比特纠缠这样的源，光子量子比特可以被编码在双轨、偏振或时间仓自由度中。随后，我们展示了如何投影测量的物质量子比特可以用来创建纠缠态的光子单独。物质量子比特的状态由生成的光子继承。由于纠缠操作可以用来生成用于量子计算的物质量子比特的团簇态，因此我们的过程使我们能够创建任何（纠缠）光子量子态，其可以被写入为量子计算机的结果。
2005-06-20 quant-ph
Entanglement of remote material qubits through nonexciting interaction with single photons
我们提出了一个方案，通过与强耦合系统相关的非激发过程与单光子相互作用来纠缠多个材料量子比特。其基本思想是基于输入光子的材料状态相关的反射和透射。因此，当一个光子级联地与每个系统相互作用时，多个系统中的物质量子比特可以纠缠，并且光子路径通过光子检测而混合。物质量子比特的非激发特性不改变物质量子比特的状态，从而保证了在现实的非理想参数下利用更多的光子提纯纠缠态的可能性。它还保证直接扩大方案以纠缠更多的量子比特。在基于光学法布里-珀罗（FP）腔的强耦合系统的框架下，详细分析了该方案的保真度和成功概率。结果表明，在目前可行的实验参数下，仅用两个光子就可以得到保真度大于0.99的两量子比特纠缠态。我们的方案也可以直接在其他强耦合系统上实现。
2018-05-06 quant-ph
Loss-tolerant transmission of multiphoton-qubit information via hybrid entanglement
研究表明，使用多光子量子比特，可以用线性光学和开关光电探测器进行几乎确定性的Bell状态测量[Phys. Rev. Lett. 114，113603（2015）]。然而，在有损环境下，多光子量子比特通常比单光子量子比特更脆弱。本文提出并分析了一种利用混合纠缠和容损载体量子比特实现多光子量子比特信息隐形传输的方案。我们考虑了三种载体量子比特的候选者：相干态量子比特、单光子偏振量子比特和真空单光子量子比特。我们发现，与真空和单光子量子比特的隐形传态容忍约10倍以上的光子损失的光子数$N \geq 4$在高保真度制度（$F\geq 90\%$）的多光子量子比特。当相干态量子比特的振幅小到$α<0.78$时，相干态量子比特的编码甚至可能优于真空和单光子量子比特作为载体。我们进一步指出，我们的方案中传送态的保真度取决于载体量子位的损失，而成功概率仅取决于待传送的多光子量子位的损失。我们的研究表明，混合架构可以弥补每个量子比特编码的弱点。
2020-03-16 quant-ph
Reversal of Photon-Scattering Errors in Atomic Qubits
原子量子比特的自发光子散射是环境引起的误差的一个显著例子，并且是量子操作保真度的基本限制。在散射过程中，量子比特由于与光子的纠缠而失去了其独特和相干的特性。使用一个单一的被困离子，我们表明，通过利用光子携带的信息，我们能够相干逆转这一过程，并纠正散射误差。我们进一步使用量子过程层析成像来表征光子散射误差及其校正方案，并证明每当测量光子时校正保真度大于85%。
2012-09-11 quant-ph
Experimental Entanglement and Nonlocality of a Two-Photon Six-Qubit Cluster State
我们通过变换双光子超纠缠态来创建六量子比特线性簇态，其中每个粒子中编码有三个量子比特，一个在偏振中，两个在线性动量自由度中。对于这种状态，我们证明了真正的六量子比特纠缠，纠缠的持久性对量子比特的损失，和更高的违反比以前的实验贝尔不等式的Mermin型。
2009-10-19 quant-ph
Single-photon-induced two qubits excitation without breaking parity symmetry
本文从理论上研究了两个\qubits“系统（一个量子比特具有一个辅助能级）与单模谐振腔在超强耦合区的相互作用模型。通过对量子比特的激发态进行适当的编码，可以使单光子同时激发两个量子比特而不破坏系统的宇称对称性。在忽略系统耗散的情况下，确定了实现高概率逼近1的最优参数方案。此外，利用实验上可行的参数，我们还分析了系统的耗散动力学，并给出了单光子诱导双量子比特激发的实现。该工作为单光子诱导双量子比特激发提供了一种新的途径，将推动单光子量子技术的发展，并在量子信息科学中具有潜在的应用价值。
2018-01-15 quant-ph
Secure communication with single-photon two-qubit states
我们提出了一种确定性的加密方案：爱丽丝向鲍勃发送单个光子，检测到的每个光子都提供一个密钥位--没有光子被浪费。这与其他方案形成鲜明对比，在其他方案中，随机过程决定发送的下一个光子是否有助于密钥。决定论是通过准备两个量子比特状态的光子来实现的，而不是传统方案中使用的一个量子比特状态。特别是，我们考虑的现实情况，其中一个量子比特是光子偏振，其他的空间替代。此外，我们展示了如何利用直接安全通信的确定性，即：不需要首先建立一个共享密钥。
2002-07-23 quant-ph
Memory-built-in quantum teleportation with photonic and atomic qubits
量子隐形传态和光子量子比特的量子存储的结合是未来实现大规模量子通信和基于测量的量子计算的关键。这两个步骤已经在许多原理验证实验中分别实现，但光子量子比特的存储器内置隐形传态的演示仍然是一个实验挑战。在这里，我们展示了光子（飞行）和原子（静止）量子比特之间的隐形传态。在我们的实验中，一个未知的偏振态的单光子被传送到一个远程原子量子比特，也作为一个量子存储器超过7米。传送的状态可以存储并成功读出长达8微秒。除了基本的兴趣之外，光子和原子量子比特之间的隐形传态直接包含可读的量子存储器代表了迈向高效和可扩展的量子网络的一步。
2008-01-21 quant-ph
Probabilistic Quantum Encoder for Single-Photon Qubits
我们描述了一个实验，其中一个物理量子比特表示的偏振状态的单光子的概率编码的逻辑状态的两个光子。该实验依赖于线性光学、后选择和由参量下转换光子对和弱相干态产生的三光子干涉效应。编码操作的一个有趣结果是能够观察到纠缠的三光子Greenberger-Horne-Zeilinger态。
2003-12-10 quant-ph
Protocol for nearly deterministic parity projection on two photonic qubits
针对光子非破坏性宇称投影依赖高保真 Controlled-Z 门的实验难题，本文提出仅需稳定物质-光子 Controlled-Phase 门的双光子量子比特近确定性宇称投影协议，降低了实现要求。
2023-09-26 quant-ph
Realization of quantum operations on photonic qubits by linear optics and post-selection
单光子偏振态作为量子比特应用的最大困难之一是实现两个光子之间可控的相互作用。最近，已经表明，这种相互作用可以实现仅使用分束器和高效率的光子检测，通过后选择的输出中的结果的一个明确定义的部分。我们分析了这些相互作用，并讨论了基于这种机制的量子比特操作方案。
2002-05-13 quant-ph
A photon-interfaced ten qubit quantum network node
本文展示一个十量子比特光子接口量子网络节点，利用可切换囚禁势和光学腔使十个离子逐个与光子纠缠，获得92(1)%的平均Bell态保真度。
2024-06-13 quant-ph
Hybrid level anharmonicity and interference induced photon blockade in a two-qubit cavity QED system with dipole-dipole interaction
理论上研究了双量子比特驱动的腔QED系统中偶极-偶极相互作用（DDI）引起的量子相消干涉（QDI）光子阻塞。在没有偶极-偶极相互作用的情况下，我们证明了只有当量子比特的共振频率与腔模的频率不同时，才能实现QDI诱导的光子封锁。当引入DDI时，这种光子阻塞的条件强烈依赖于泵浦场频率，但对量子比特-腔耦合强度不敏感。使用这种可调谐性功能，我们表明，传统的能级非谐诱导的光子封锁和这种基于DDI的QDI诱导的光子封锁可以结合在一起，从而在一个混合系统，大大提高了平均光子数和二阶关联函数。我们的建议提供了一个非传统的和实验上可行的平台，产生单光子。
2019-11-08 quant-ph
Quantum interface between photonic and superconducting qubits
我们发现，嵌入超导微波腔中的光学有源耦合量子点可以用来实现光子和transmon量子比特之间的快速量子接口。通过耦合的量子点的单光子吸收导致产生大的电偶极子，这又确保了与微波腔的有效耦合。使用先前实验中获得的腔参数，我们估计，在纳秒时间尺度内的双向微波光学转换与效率接近统一的实验是可行的，与当前的技术。我们还提出了一个从时间仓光子量子比特到transmon量子比特的确定性量子态传输协议。基于量子点的量子光子学技术的最新进展表明，我们提出的方案可以在连接包含腔耦合超导量子比特的量子节点方面发挥核心作用。
2017-07-07 quant-ph
Decoherence-protected memory for a single-photon qubit
在光子上编码的量子比特的长寿命，有效的存储和检索是未来量子网络的重要组成部分。虽然已经证明了具有固有的长相干时间的系统，但与有效的光-物质界面的结合仍然是一个突出的挑战。事实上，光子量子比特存储器的相干时间目前仅限于几毫秒。在这里，我们报告的量子位存储器的基础上耦合到一个高精细光学谐振腔的单原子。通过映射和重映射之间的量子比特用于轻物质接口的基础和基础，这是不太容易受到退相干，超过100毫秒的相干时间已被测量与时间无关的存储和检索效率为22%。这展示了第一个光子量子位存储器，其相干时间超过了在全球量子互联网中传送量子位所需的下限。
2017-12-11 quant-ph
Suppression of photon shot noise dephasing in a tunable coupling superconducting qubit
我们证明了通过消除超导量子比特与读出腔的色散耦合，可以抑制超导量子比特中的光子散粒噪声退相。这是在可调谐耦合量子位中实现的，其中量子位频率和耦合速率可以独立控制。我们观察到的相干时间接近两倍的弛豫时间，变得不太敏感的热光子噪声时，色散耦合率从几MHz到22 kHz的调谐。这项工作为电路量子电动力学提供了一个有前途的构建模块，可以保持高相干性并集成到更大的系统中。
2017-01-20 quant-ph
Realization of single-qubit positive operator-valued measurement via a one-dimensional photonic quantum walk
我们通过将量子位实现为光子量子行走中的硬币并使行走者进行投影测量来执行量子位的广义测量。我们的实验技术可以用来实现光子任何秩1单量子比特正算符值测量通过构建一个适当的干涉量子行走网络，然后投影测量的步行者的位置在最后一步。
2015-01-22 quant-ph
Cyclical Quantum Memory for Photonic Qubits
我们已经进行了一个原理验证实验，在该实验中，来自参数下转换源的单光子的偏振态中编码的量子比特被相干地存储并从量子存储器设备中读出。该存储设备利用了一个简单的自由空间存储循环，提供了一个可以与量子计算机的周期时间同步的周期性读出。通过使用高速偏振Sagnac干涉仪开关，在开关操作期间保持光子量子比特的相干性。
2002-07-08 quant-ph
Certifying the presence of a photonic qubit by splitting it in two
我们提出了一种光子量子位预认证的实现，它执行检测飞行光子的存在而不破坏其量子位状态的微妙任务，允许丢失敏感的量子密码学和非定域性测试，即使在长距离。通过将入射的单光子通过参数下转换一分为二，我们预示着光子的到来，从一个独立的光子源，同时保持其量子信息高达$92.3\pm0.6$ %的保真度。随着探测器暗计数的减少，预认证将立即用于量子通信。
2016-03-01 quant-ph
Experimental realization of universal quantum gates and six-qubit entangled state using photonic quantum walk
本文利用单光子离散时间量子行走，结合偏振与路径自由度，在室温下实验实现了高保真通用量子门和六量子比特纠缠态，为量子计算提供了可扩展的新框架。
2025-08-27 quant-ph
Tuning nonequilibrium heat current and two-photon statistics via composite qubit-resonator interaction
量子热输运和双光子统计是电路量子电动力学系统中两个典型的非平衡特性。在这里，我们研究了复合量子比特-谐振腔模型中稳态下的量子热流和双光子关联函数，其中一个量子比特同时表现出与单模光学谐振腔的横向和纵向耦合。在弱量子比特-共振器相互作用下，我们揭示了两个微观输运图像，即，cotunneling和循环热交换过程，分别对应于横向和纵向耦合。在强耦合条件下，热流通过增加耦合强度而呈现出非单调性，这与量子位与相应热浴之间的散射过程密切相关.此外，纵向耦合是优选的，以增强强量子比特谐振器耦合制度中的热流。对于双光子关联函数，它表现出反聚束到聚束的转变，这主要是由第一和第二激发本征态之间的能隙的调制决定的。我们的研究结果有望在电路量子电动力学平台上加深对非平衡热输运和非经典光子辐射的理解。
2021-09-05 quant-ph
Quantum Teleportation between Remote Qubit Memories with Only a Single Photon as a Resource
量子隐形传态通过有损信道实现量子比特的确定性交换。虽然人们普遍认为无条件隐形传态需要一个预共享的纠缠量子比特对，但在这里，我们展示了一个原则上无条件的协议，只需要一个光子作为事先准备的资源。光子依次与接收者相互作用，然后与发送者量子比特存储器相互作用。它的检测，然后是经典的通信，预示着一个成功的心灵传输。我们以$60\,\mathrm{m}$上的$6\,\mathrm{Hz}$的速率传送六个具有平均保真度$\overline{\text{F}}=(88.3\pm1.3)\%$的相互无偏量子比特态。
2021-05-10 quant-ph
Teleportation of Entangled States of a Vacuum-One Photon Qubit
我们报道了量子比特隐形传态的实验实现。量子比特在物理上是由电磁场模式的二维子空间实现的，具体地说，是由真空和单光子状态所跨越的空间。我们的实验遵循H. W. Lee和J.Kim，Phys.Rev.A，63，012305（2000）和E.Knill，R.Laflamme和G.Milburn Nature 409：46（2001）。
2001-09-28 quant-ph
Eternally non-Markovian dynamics of a qubit interacting with a single-photon wavepacket
分析了二能级系统（量子比特）与单光子波包相互作用系统的演化过程。结果表明，一个主方程的层次引起相位协变量子比特的演化。输入场的时间关联对量子比特的演化产生了非平凡的记忆效应。结果表明，在共振情况下，只要时间局域生成元是正则的（不显示奇点），量子比特演化就不会显示信息回流。然而，一般来说，生成器可能是高度奇异的，导致复杂的非马尔可夫效应。提供了指数分布的详细分析，其允许说明量子比特演化的所有特征。
2021-11-11 quant-ph
Transfer of different types of optical qubits over a lossy environment
我们比较了三种不同类型的光量子比特在光子损耗下通过量子隐形传态和定向传输进行信息传输。三种类型的量子比特是（1）使用真空和单光子（VSP）状态的量子比特，（2）使用偏振自由度的单光子量子比特，即，偏振单光子（PSP）量子比特，以及（3）使用具有相反相位的两个相干态作为量子比特基础的相干态量子比特。我们的分析表明，在大多数情况下，隐形传态方案优于直接传输方案。总的来说，VSP量子比特被认为是最有效的直接传输和隐形传态下的光子损失效应。相干态量子比特比PSP量子比特在振幅小到$|α| \lesssim 1.22$或光子损失效应强时更鲁棒。我们的研究结果将提供有用的和及时的信息，特别是在混合架构的背景下，实际的光学量子信息处理的发展。
2014-03-25 quant-ph
Quantum Fourier transform on photonic qubits using cavity QED
本文提出了一种光子的量子傅里叶变换，其中单原子耦合腔系统介导了光子-光子相互作用。我们的协议利用时间延迟反馈的光子，不需要主动前馈控制。时间延迟反馈使单原子腔系统能够在任意数量的光子量子比特上实时实现量子傅里叶变换，而原子跃迁的快速调谐实现任意的受控相位门。我们分析了该协议的性能数值，并表明它可以实现量子傅里叶变换与几十个光子使用国家的最先进的腔量子电动力学。
2022-07-14 quant-ph
Resource requirements for efficient quantum communication using all-photonic graph states generated from a few matter qubits
量子通信技术在从保密信息的安全传输到分布式量子计算等应用领域显示出巨大的潜力。由于光纤损耗，长距离量子通信需要使用量子中继器，对于量子中继器，存在基于量子存储器的方案和全光子方案。虽然基于从线性光学器件生成的图形状态的全光子方法避免了与存储器相关联的相干时间问题，但它们的性能优于无中继器协议，只是以资源开销过大为代价。在这里，我们考虑使用物质量子比特来产生光子图状态，并详细分析了资源和性能之间的权衡，其特征在于每个物质量子比特可实现的密钥速率。我们表明，物质量子位之间的快速双量子位纠缠门和高光子收集和检测效率是全光子协议优于无中继器和基于存储器的方案所需的主要成分。
2021-02-11 quant-ph
Optimal entangling operations between deterministic blocks of qubits encoded into single photons
在这里，我们数值模拟轨道编码的光子之间的概率基本纠缠操作的可扩展的通用量子计算或通信的目的。我们建议将逻辑量子比特分组为单光子块，其中单量子比特旋转和CNOT门是完全确定性的并且易于实现。然后通过所述概率纠缠操作允许块间通信。我们发现一个有前途的趋势，成功的块间通信的概率增加，因为我们增加了我们的基本纠缠操作操作的光学模式的数量。
2018-01-16 quant-ph
Quantum noise eater for a single photonic qubit
我们提出了一个单量子比特的量子噪声吞噬器，并通过实验验证了其恢复双轨光子量子比特所携带的叠加态的性能。我们考虑一种情况，当只有一个铁轨（例如，干涉仪臂之一）易受噪声影响。相干但随机到达的光子穿透到该单个轨道中导致其状态的改变，这导致后续量子信息处理中的错误。我们从理论上证明和实验上证明了这种量子噪声吞噬器可以有条件地完全恢复叠加态。
2013-08-04 quant-ph
Simple realization of a hybrid controlled-controlled-Z gate with photonic control qubits encoded via eigenstates of the photon-number parity operator
提出利用两个微波腔耦合超导四能级系统，仅需基本操作即可实现光子量子比特控制超导目标比特的高保真混合CCZ门，并可生成多种混合GHZ态。
2023-06-04 quant-ph
Long distance quantum teleportation of qubits from photons at 1300 nm to photons at 1550 nm wavelength
以1300 nm波长光子编码的基本二维量子态（量子比特）被传送到1550 nm光子上。电信波长的使用使得能够利用标准光纤，并允许从一个实验室传送到55米远的一个实验室，通过2公里的光纤连接。量子隐形传态的保真度为81.2%。这足以证明量子隐形传态的原理，特别是纠缠的利用。这个实验是迈向量子中继器的第一步。
2003-01-31 quant-ph
Mapping multiple photonic qubits into and out of one solid-state atomic ensemble
量子通信的未来挑战是可扩展的量子网络，它需要将光子量子比特相干和可逆地映射到静止的原子系统（量子存储器）上。现实网络的一个关键要求是能够在一个量子存储器中有效地存储多个量子比特。在这里，我们展示了相干和可逆映射的64个光学模式在单光子水平的时域到一个固态系综的稀土离子。我们的光-物质接口基于高带宽（100 MHz）原子频率梳，具有1微秒的预定存储时间。然后，我们可以在短<10 ns的时间模式（时间仓量子位）中编码许多量子位。我们通过同时存储和分析多个时间仓量子比特来展示映射的良好相干性。
2010-02-19 quant-ph
Quantum phase gate for photonic qubits using only beam splitters and post-selection
我们表明，反射率的三分之一的分束器可以用来实现量子相位门操作，只要输出保存在每一侧的光子数后选择。
2001-11-19 quant-ph
Nonequilibrium steady state transport of collective-qubit system in strong coupling regime
研究了非平衡集体量子比特模型中的稳态光子输运。通过采用非相互作用的blip近似，这是适用于强光子-量子比特耦合制度，我们描述了间接量子比特-量子比特相互作用的人口分布的重要贡献，介导的光子浴。得到了最优磁通和噪声功率与量子比特系统尺寸的线性关系。此外，最佳光子-量子比特耦合强度的有限尺寸标度呈现出逆幂律形式，并具有普适性。
2016-04-02 quant-ph
Integrated photonic qubit quantum computing on a superconducting chip
我们研究了一个利用超导芯片上传输线谐振器中的微波光子作为量子比特的量子计算系统。我们表明，量子计算所需的所有控制都可以通过耦合到同一芯片上的约瑟夫森器件来实现，并利用它们固有的强非线性来实现量子比特相互作用。我们分析了门错误率，以证明我们的计划是现实的，即使是有限的退相干时间的约瑟夫森器件。基于现有技术的概念创新解决方案，我们的方案提供了一个集成和可扩展的方法，光子量子位量子计算的下一个关键里程碑。
2009-09-30 quant-ph
Effect of exchange interaction on fidelity of quantum state transfer from a photon qubit to an electron-spin qubit
分析了半导体量子点中从一个光子极化量子比特到一个电子自旋极化量子比特的量子态转移（QST）的保真度，特别关注了电子与同时产生的空穴之间的交换相互作用.为了实现高保真的QST，我们必须尽快分离电子和空穴，因为电子-空穴交换相互作用改变了电子自旋的取向。因此，我们提出了一种双点结构来快速分离电子和空穴，并表明如果满足共振隧穿条件，QST的保真度可以高达0.996。
2006-08-24 quant-ph
Atomic vapor quantum memory for a photonic polarization qubit
我们报道了一种用于光子极化量子比特的原子蒸气量子存储器的实验实现。极化量子比特的量子存储器的性能，实现了在两个空间上分离的温暖的铷原子在一个单一的蒸汽细胞的合奏电磁诱导的透明度，其特征在于与量子过程层析成像。在长达16 μs的存储时间内，工艺保真度优于0.91。
2010-11-25 quant-ph
Universal unitary gate for single-photon 2-qubit states
在纠缠光子的空间二进制替代与其偏振，可以使用单光子来研究任意的2量子比特状态。通过马赫-曾德尔干涉仪发送光子，配备了一组改变偏振的波片，相当于对2量子比特状态进行幺正变换。我们表明，任何所需的酉门可以实现一个明智的选择参数的设置，并讨论了一些应用。它们包括一个未知的2-qubit状态的诊断，光学Grover搜索，以及Vaidman，Aharonov和Albert发明的思想实验的实现。
2001-01-16 quant-ph
Robust photon-mediated entangling gates between quantum dot spin qubits
单电子硅自旋量子比特的重大实验进展为实现微波光子介导的远程纠缠门提供了可能性。然而，最近提出的iSWAP门需要将量子位能量调谐到谐振，并且由于电荷噪声而具有有限的保真度。我们提出了一种新的光子介导的交叉共振门，是符合现实的实验能力，不需要谐振调谐。此外，我们提出的门序列能够抑制由于准静态噪声的交叉谐振和iSWAP门的错误。
2021-01-27 quant-ph
