Stochastic control of quantum dynamics for a single trapped system
S. Mancini
提出了一种对单个囚禁离子/原子振动的随机控制方法。它基于通过光场计连续监测运动的可能性。然后，测量过程的输出应用于修改系统的动态。
A stochastic control of the vibrational motion for a single trapped ion/atom is proposed. It is based on the possibility to continously monitor the motion through a light field meter. The output from the measurement process should be then used to modify the system's dynamics.
机构、总结、中文摘要均由AI分析而来，可能存在错误，请以论文正文为准。
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Quantum Stochastic Heating of a Trapped Ion
驻波光场对简谐囚禁离子的共振加热被描述为一个结合了相干薛定谔演化和玻尔-爱因斯坦量子跃迁的量子随机过程。量子和半量子治疗进行了比较。
Transverse confinement in stochastic cooling of trapped atoms
本文考虑了激光束腰等于或小于原子云范围时，囚禁原子的随机冷却。它示出，出现各种效果，由于这种横向约束，其中加热的横向动能。的冷却依赖于激光束的大小和位置的分析结果的情况下，一个非简并蒸汽。
Trapped Modes in Linear Quantum Stochastic Networks with Delays
具有反馈的开放量子系统网络已经成为量子控制、量子通信和相干信息处理等应用的研究热点。Gough、James及其同事已经发展了一种使用量子随机微分方程（QSDEs）的开放量子系统互连的规范形式，并且已经用于发展复杂量子光学、微波和光机械电路/网络的实用建模方法。在本文中，我们填补了现有方法的一个显着的空白，显示如何捕获模式通过有限的传播延迟耦合通道的反馈，可以系统地确定在一个给定的无源线性网络。我们的方法是基于Blaschke-Potapov乘法因式分解定理的内部矩阵值的功能，这在过去已被应用到模拟电子网络。我们的研究结果为扩展量子硬件描述语言（QHDL）框架自动量子网络模型构建（Tezak \textit{et al.} in Philos.Trans.R.）提供了基础。Soc. A，Math. Phys. Eng. Sci. 370（1979）：5270-5290，以有效地处理组件的每个互连具有相关联的信号传播时间延迟的情况。
Logical Error Rates for the Surface Code Under a Mixed Coherent and Stochastic Circuit-Level Noise Model Inspired by Trapped Ions
本文研究了基于离子阱的混合相干和随机噪声模型下的表面码逻辑错误率，验证了在高退相位率下错误抑制能力及逻辑错误率与随机模拟的一致性。
Quantum invariant-based control of interacting trapped ions
基于不变量的逆向工程是一种优雅的量子控制方法，具有相应的实验实现，其执行量子信息处理中的应用任务，例如穿梭捕获的离子。我们建立在最近的工作，广义不变量为基础的逆向工程控制两个耦合谐振子在任何数量的空间维度。这可以用来执行实验相关的任务，如分离的捕获的离子，这是数值证明，实现超过96%的转移的结晶度，以及低motional数激发。
Phase Control of Trapped Ion Quantum Gates
有几种已知的方案用于纠缠捕获的离子量子比特用于大规模量子计算。大多数是基于离子和外部光场之间的相互作用，将捕获离子的内部量子位态耦合到它们的库仑耦合运动。在本文中，我们研究了这些运动门计划的敏感性，通过嘈杂的外部控制领域引入的相位波动，并提出了技术来抑制所产生的相位退相干。
Robust quantum control for higher order coupling term in trapped ions
囚禁离子硬件最近取得了重大进展，现在是量子计算的领先平台之一。为了在囚禁离子中构建双量子比特门，离子链的实验操作方法变得越来越普遍。在控制技术受限的情况下，如何实现高保真度的量子门操作至关重要。在电流脉冲优化设计中，很多研究工作都集中在离子-声子和离子-离子有效耦合方面，而忽略了实验缺陷对这两项高阶展开的影响。提出了一种新的囚禁离子的鲁棒量子控制优化方法。通过在优化代价函数中引入误差引起的高阶项，在漂移噪声范围为$\pm 10$ kHz和时间噪声范围为$\pm 0.02$的情况下，设计了一个具有极强鲁棒性的Molmer-Sorensen门，其失真度低于$10^{-3}$。我们的工作揭示了高阶耦合项在囚禁离子脉冲控制优化中的重要作用，特别是较高的离子-离子耦合阶数，为在囚禁离子平台中实现更有效的纠缠态提供了一种鲁棒的优化方案。
Control of Decoherence: Dynamical Decoupling versus Quantum Zeno Effect - a case study for trapped ions
研究了囚禁离子模型中两个低能级超精细态的动力学过程由于与一个激发态的热相互作用而发生退相干，通过动力学解耦和量子Zeno效应（Zeno控制）对退相干的控制.动态解耦是一个周期性地驱动激发态的过程，而Zeno控制则是频繁地测量它，当控制频率足够高时，退相干被抑制。否则，两种控制都可能加速退相干。
Two-qubit controlled phase gate based on two nonresonant quantum dots trapped in a coupled-cavity array
提出了一种在非小跳变极限条件下，利用两个耦合光子晶体腔中的两个不同量子点，在经典激光场驱动下实现量子控制相位门的方案.在门操作期间，量子点都不被激发，而系统可以根据量子点的不同状态获得不同的相位。与单量子位操作一起，可以实现双量子位控制的相位门。
Controllability and universal three-qubit quantum computation with trapped electron states
我们展示了如何控制和执行通用的三量子比特量子计算与捕获的电子量子态。这三个量子比特是电子自旋，以及回旋加速器和轴向谐振子的前两个量子态。我们明确地展示了如何通用门可以执行。作为一个非平凡的量子算法的例子，我们概述了Deutsch-Jozsa算法在这个系统中的实现。
Control of trapped-ion quantum states with optical pulses
我们提出了新的结果量子控制系统的无穷大希尔伯特空间。对利用光脉冲控制囚禁离子量子态进行了控制论分析。我们演示了如何共振双色场可以应用在两个对比的方式-一个，使系统完全不可控，和其他的，使系统可控。在一些有趣的情况下，量子位谐振子的希尔伯特空间可以是有限的，并且薛定谔方程可以通过双色共振脉冲控制。将这一分析推广到两个离子的量子态，我们发现了一种产生纠缠量子比特的新方案。
Coherent control of a local phonon in trapped ions using dynamical decoupling
在本文中，我们提出了一个动态去耦（DD）技术相干控制的单个局域声子的动力学囚禁离子。一个2 $π$旋转在一个运动的边带跃迁翻转相关的本地声子状态的符号，导致声子动力学的取消。在这项工作中，我们实现DD使用单一和多个蓝边带脉冲控制一个单一的本地声子在两个$^{40}{\rm Ca}^{+}$离子在线性保罗陷阱。我们提出的DD技术可以用来工程本地声子模式之间的耦合。
Optimal control of entangling operations for trapped ion quantum computing
最优控制技术被应用于将酉量子操作分解为一系列单量子比特门和纠缠操作。为此，我们修改了一个梯度上升算法的耦合核自旋的分子系统，使其适用于囚禁离子量子计算。我们将酉操作分解成基于非线性集体自旋算子的纠缠门，并由全局自旋翻转和局部光移位门补充。除其他外，我们提供了受控非门和托弗利门的显式分解，以及一个简单的量子纠错协议。
Optimal quantum control of multi-mode couplings between trapped ion qubits for scalable entanglement
我们展示了高保真纠缠量子门内的五个被困离子量子比特链最佳成形耦合到多个集体运动模式的光场。我们利用分段的光脉冲分别寻址量子比特，以可编程的方式构造多体纠缠态。这种方法实现了高保真度和快速量子门，其可以缩放到更大的量子位寄存器以用于量子计算和模拟。
Quantum controlled phase gate based on two nonresonant quantum dots trapped in two coupled photonic crystal cavities
提出了一种利用两个不同的量子点在两个耦合的光子晶体腔中被捕获并由经典激光场驱动实现双量子比特量子相位门的方案。在门操作期间，腔模和量子点都没有被激发，因此退相干可以被抑制。该系统可以根据量子点的状态获得相位，从而实现可控相位门。
Controlled Single-Photon Emission from a Single Trapped Two-Level Atom
通过用短共振光脉冲照射存储在紧密的光镊中的单个铷原子，我们创建了具有明确偏振的单光子的有效触发源。所测得的发射光脉冲的强度相关性表现出几乎完美的反聚束。这种高速率、完全受控的单光子脉冲源在量子信息处理中具有许多潜在的应用。
Fast Quantum State Control of a Single Trapped Neutral Atom
我们演示了存储在单个87 Rb原子中的量子比特的初始化、读出和高速操作。使用双光子拉曼跃迁在低于100 ns的时间尺度上进行单量子比特旋转。使用“自旋回波”技术，我们测量了34 ms的不可逆退相时间。当平均高达1000个单独事件时，单原子量子位的读出处于量子投影噪声极限。
Multiplexed Control at Scale for Electrode Arrays in Trapped-Ion Quantum Processors
针对QCCD离子阱量子处理器电极控制中电子资源与布线复杂度过高的问题，提出用单个高速DAC生成时分复用信号替代专用DAC，以10,000电极仅需13个FPGA和104个高速DAC，大幅降低资源需求并完成概念验证。
Submicrometer position control of single trapped neutral atoms
我们用光学方法探测储存在驻波偶极阱中的单个中性铯原子的位置，亚波长分辨率为143 nm rms。同时捕获的两个原子之间的距离测量精度甚至更高，为36 nm rms。我们解决了由于532 nm的空间周期的驻波势的原子间距离的离散性，并推断出分离原子的捕获势阱的确切数量。最后，结合一个初始位置检测与控制运输，我们把单原子在一个预定的位置沿陷阱轴在300 nm RMS。
Selective Control of the Symmetric Dicke Subspace in Trapped Ions
提出了一种选择性操纵N个囚禁离子内部自由度对称Dicke子空间的方法。我们表明，直接访问离子运动子空间，基于一个适当的调整运动相关的AC斯塔克位移，诱导两个级别的动态，涉及先前选定的离子迪克状态。以这种方式，它是可能的，连续和单一的，离子迪克态与激发数增加。此外，我们提出了一个概率技术，直接产生任何离子迪克态假设合适的初始条件。
Directional Motional Control via Engineered Conical Intersections in Trapped Rydberg Ions
本文利用量子最优控制技术，通过在囚禁里德堡离子中设计锥形交叉来打破动力学对称性，实现了高保真度的方向性运动波包控制，为量子信息处理中的门操作提供了新资源。
Modeling and control of entanglement dynamics in laser cooling of trapped atoms
讨论了电磁感应透明（EIT）激光冷却中囚禁原子内外自由度纠缠的动力学行为。结果表明，在充分的数值模拟的基础量子主方程中观察到的复杂的纠缠动力学的基本特征可以理解的两态模型的基础上的朗道-齐纳分裂的原子激光场哈密顿量。将该模型推广到一个有效的非厄米哈密顿量，该哈密顿量描述了由自发发射过程引起的纠缠衰变。我们还讨论了控制纠缠的方案，并证明了通过快速关闭驱动场，可以在被囚禁的原子上留下永久纠缠的印记。最后，我们指出了EIT冷却和基于速度选择相干布居囚禁的冷却方案中产生的纠缠之间的根本区别。
Colloquium: Trapped ions as quantum bits -- essential numerical tools
被囚禁的激光冷却的原子和离子是量子系统，可以通过实验以前所未有的精度控制。由于对运动和内部自由度的控制，这些量子系统可以用一个众所周知的哈密顿量来描述。在这次座谈会上，我们提出了强大的数值工具的外部控制的运动和内部状态的被困中性原子的优化，明确适用于被困激光冷却离子在分段离子阱的情况下。然后，我们深入研究解决逆问题，优化离子的捕获电位时。我们的介绍是补充量子力学处理的波包动力学的被困离子。有效的数值求解时间无关和时间相关的问题。利用量子最优控制技术实现了对运动波函数的整形和对量子门的优化。所提出的数值方法也可以用来获得一个直观的理解量子实验与囚禁离子在个人计算机上进行虚拟模拟实验。代码和可执行文件作为补充在线材料提供（http：//kilian-singer.de/ent）。
Coherent control of trapped ions using off-resonant lasers
在本文中，我们发展了一个统一的框架来研究相干控制的囚禁离子受状态依赖力。在我们的理论中采用不同的限制，我们可以再现两种不同的两量子比特量子门设计-推门[1]和基于激光脉冲的快速门[2]-，并提出了一种新的设计基于连续激光束。我们演示了如何在多离子系统中模拟伊辛哈密顿量，以及如何产生高度纠缠态和诱导压缩。最后，在详细的分析中，我们确定了这种技术的物理限制，并研究了误差对温度的依赖性。[1]J.I. Cirac，P. Zoller，Nature，404，579，2000. [2]J.J. Garcia-Ripoll，P. Zoller，J.I. Cirac，PRL 67，062318，2003
Quantum control methods for robust entanglement of trapped ions
实用量子计算的一个主要障碍是实现可扩展和鲁棒的高保真纠缠门。为此，量子控制已成为一种重要的工具，因为它可以使纠缠相互作用对噪声源具有弹性。然而，考虑到与鲁棒纠缠有关的工作的广度，可能很难为特定需求确定适当的量子控制技术。为此，我们试图通过提供非详尽的总结和批判性分析来巩固文献。量子控制方法分为两类：方案扩展到（i）自旋或（ii）运动退相干的鲁棒性。我们选择专注于使用微波和静态磁场梯度的$σ_x\otimesσ_x$ Molmer-Sorensen相互作用的扩展。然而，这里讨论的一些技术可能与其他捕获离子架构或物理量子位实现相关。最后，我们通过结合本文提出的几种量子控制方法，实验实现了对自旋和运动退相干同时具有鲁棒性的概念验证相互作用。
Quantum control, quantum information processing, and quantum-limited metrology with trapped ions
我们简要地讨论了最近的实验，量子信息处理使用被困离子在NIST。这项工作的一个中心主题是提高我们在量子计算协议方面的能力，但我们也将同样的概念应用于改进计量学，特别是在频率标准和原子钟领域。这样的工作最终可能会揭示更基本的问题，如量子测量问题。
Controlled photon emission and Raman transition experiments with a single trapped atom
我们介绍了最近的结果相干控制的光学跃迁的一个单一的铷原子，被困在一个光镊。我们使用共振光脉冲激发原子，与激发态的寿命（26 ns）相比，共振光脉冲很短（4 ns）。通过改变激光脉冲的强度，我们可以观察到可调节数量的拉比振荡，然后在光关闭后自由衰减。为了产生脉冲，我们已经开发了一种新的激光系统的基础上倍频的电信激光二极管在1560 nm。通过设置激光强度来产生π脉冲，我们使用这种相干控制来产生高质量的单光子触发源。我们在探测器上获得了9600 s-1的平均单光子速率。二阶时间关联函数的测量表明，在零延迟几乎完美的反聚束。此外，我们提出了初步的结果，利用拉曼跃迁耦合的两个超精细能级的基态我们的囚禁原子。这将使我们能够准备和控制由两个超精细子能级形成的量子比特。
A bosonic Josephson junction controlled by a single trapped ion
本文从理论上研究了双阱玻色约瑟夫森结与单个囚禁离子的耦合特性。我们发现阱间的耦合可以通过离子的内态来控制，这可以用来研究两个系统之间的介观纠缠，并高精度地测量它们之间的相互作用。作为一个特殊的例子，我们考虑一个单一的$^{87}$ Rb原子和一个小的玻色-爱因斯坦凝聚体控制的一个单一的$^{171}$ Yb $^+$离子。我们计算井间耦合率达到数百赫兹，而状态依赖性的金额为几十赫兹的合理值，目前未知的s-波之间的原子和离子的散射长度。分析表明，它是可能的诱导自陷或隧穿制度，这取决于离子的内部状态。这使得在现有技术中能够产生大规模的离子-原子波包纠缠。
Floquet-engineered vibrational dynamics in a two-dimensional array of trapped ions
我们展示了Floquet工程在一个基本的但可扩展的2D架构的单独捕获和控制的离子。失谐俘获势的局部参数调制控制了长程离子间耦合的强度和运动态的相关Peierls相位。在我们的原理证明中，我们初始化大相干态并调整调制参数来控制声子流的轨迹，方向和干扰。我们的发现为未来基于Floquet的捕获离子量子模拟器开辟了一条新的途径，目标是相关的拓扑现象和动态规范场。
Site-dependent control of polaritons in the Jaynes Cummings Hubbard model with trapped ions
本文在俘获离子体系中实现了JCH模型内极化激元的位点依赖控制，通过分别调节照射各离子的光束频率，在双离子系统中展示了极化激元跳跃阻塞，为人工多体系统的局部精细调控提供了新方法。
High fidelity quantum gates of trapped ions mediated by a dissipative bus mode
我们描述了在耗散总线模式下囚禁离子的纠缠量子门的最佳实现。通过适当成形的控制脉冲，可以在保持介导的相互作用的同时显著降低离子-声子纠缠。
Heat flow reversal in a trapped-ion simulator
我们提出了一个囚禁离子平台来模拟与量子热力学过程相关的可重构自旋-自旋哈密顿量。从一个实验模型描述两个被困离子下轻微偏离共振的第一边带驱动单独控制的驱动相位，我们遵循操作量子光学方法，以表明它产生一个有效的模型出现在最近的量子热力学建议。我们表明，投影到振动基态流形允许充分的分析处理。作为一个实际的例子，我们采取的实验数据从$^{187}$ Yb $^{+}$陷阱和数值模拟的两个热自旋的量子关联控制之间的热流反转。
Cryogenic Time-Division-Multiplexed Voltage Control for Scalable Trapped-Ion Quantum Processors
本研究开发并验证了极低温环境下基于时间分复用的电压控制方案，用于静态和动态电极，解决了真空导管瓶颈问题。
Robust control of quantized motional states of a chain of trapped ions by collective adiabatic passage
本文提出了一种在囚禁离子链中产生振动Fock态的简单方法。该方法是快速和易于实施，因为只有一个单一的啁啾激光脉冲，同时解决所有的离子，是必需的。此外，由于该方法使用集体绝热通道，可以容忍激光脉冲的强度或频率的显著波动，并且该技术即使在Lamb-Dicke区域的边界上也表现良好。我们还演示了如何扩展这种技术，以创建非经典叠加态的离子的集体运动和Greenberger-Horne-Zeilinger状态的内部状态。由于只需要一个激光脉冲，在实际实验条件下产生的热效应小得可以忽略不计。
Quantum feedback cooling of a trapped nanoparticle by using a low-pass filter
本文提出利用低通滤波器反馈控制实现受困纳米粒子的量子冷却，通过优化能量成本函数，使声子占据数低于传统方法，从而更有效地达到基态。
Coherent control of a single trapped Rydberg ion
囚禁里德堡离子是量子计算和模拟的一种新方法。他们的设想是将捕获离子量子位的精细控制与已经在中性原子实验中证明的快速双量子位里德堡门结合起来。相干里德堡激发是这些门的关键要求。在这里，我们进行了第一次相干里德伯激发的离子，并执行单量子比特里德伯门，从而展示了一个被困里德伯离子量子计算机的基本要素。
The Quantum Speed Limit of Optimal Controlled Phasegates for Trapped Neutral Atoms
研究了光学势场中超冷原子的受控相门。成形的激光脉冲驱动基态和电子激发态之间的跃迁，在电子激发态中，原子受到长程1/R^3相互作用。我们充分考虑了这种相互作用，并使用最优控制理论来计算脉冲形状。这使我们能够分别确定获得高保真度所需的最小脉冲持续时间和选通时间T。我们精确地分析了速度限制因素，我们发现门时间要么是由激发态的相互作用强度限制，要么是由陷阱中的基态振动运动限制。后者需要通过脉冲来解决，以便完全恢复门端原子的运动状态。
Experimental Realization of Nonadiabatic Holonomic Single-Qubit Quantum Gates\\ with Optimal Control in a Trapped Ion
利用几何相位诱导的量子门进行量子计算，由于其对操作噪声的鲁棒性，被认为是容错量子计算中一种很有前途的策略。然而，由于以前方案的参数限制，完整量子门的主要鲁棒性优势被涂抹。在这里，我们通过实验证明了一种解决方案，基于共振驱动的三能级系统，在捕获的Yb离子中实现了具有最佳控制的非绝热完整单量子位量子门，该方案还具有演化速度快、实现方便的优点。与相应的几何门和传统的动态门相比，我们的方案的优势是，它是更强大的控制幅度误差，这是证实了通过量子过程层析成像和随机基准测试方法测量门失真。此外，我们还概述了非平凡的两个量子比特完整门也可以实现在现有的实验技术。因此，我们的实验验证了这种鲁棒和快速完整量子计算策略的可行性。
Many-Body Physics with Trapped Ions
由于在自然复杂的环境中缺乏对相关参数的精确控制，因此无法直接实验获得一些最有趣的量子现象。在传统计算机上模拟它们是不可能的，因为叠加态或纠缠产生的量子行为不能有效地翻译成经典语言。然而，人们可以通过实验模拟另一个量子系统中感兴趣的量子行为来更深入地了解复杂的量子动力学，在另一个量子系统中，可以控制相关参数和相互作用，并充分检测到鲁棒效应。本文报道了用囚禁离子模拟量子多体物理的实验研究进展。
Stochastic Phase Space Localization for a Single Particle
我们提出了一个反馈方案来控制振动运动的一个单一的被困粒子的基础上间接测量其位置。结果表明，运动相空间的不确定性收缩，使粒子冷却到运动基态附近。
Probing quantum effects with classical stochastic analogs
我们提出了一种构造开放量子系统的经典模拟的方法，即一个单量子粒子被限制在一个势阱中并浸没在一个热浴中。经典类似物由相同阱的集合制成，其中捕获质量为$m$的经典粒子。经典位置的分布$n(x,t)$被用来重建量子玻姆势$V_{\rm Bohm} = -\frac{\hbar^2}{2 m} \frac{Δ\sqrt{n}}{\sqrt{n}}$，这反过来又作用于势阱的形状。结果，经典粒子经历了有效的“量子”力。该协议进行了测试，使用单阱和双阱势的数值模拟，证明了典型的量子效应，如持久的相关性和量子隧穿。对于谐波限制，类比实验实现使用微米大小的电介质珠光捕获的激光束。
Quantum Logic with a Single Trapped Electron
我们建议使用一个被困的电子来实现量子逻辑操作。基本的控制非门被证明是可行的。这两个量子比特存储在内部和外部（运动）自由度中。
A method of an on-demand beamsplitter for trapped-ion quantum computers
本文提出了一种用于囚离子量子计算机的按需光束分裂器方法，通过动态控制模式 secular 频率实现本地模式之间纠缠的可控切换。
Quantum thermodynamics of a trapped two-level atom in an external light field
研究了受控光场作用下囚禁二能级原子的量子热力学。得到了粒子数动力学和退相干函数，并进行了讨论。计算了特征函数、功分布函数和Helmholtz自由能，并验证了与Jarzynski定理的一致性。
Spatial correlation functions for the collective degrees of freedom of many trapped ions
空间关联函数提供了对量子系统内的量子关联的一瞥。线性阱中的离子共同形成非均匀的离散背景，声子的标量场在该背景上传播。被捕获的离子具有实验优势，每个离子都有自己的“内置”运动检测器：可以通过外部激光耦合到离子振动运动的电子状态。该方法可以高效地读出相互作用后的电子态，给出一个随机测量记录，其经典相关反映了离子集体振动态的量子相关。在这里，我们计算了这个一般结果，然后我们讨论了长的检测时间限制，并专门针对高斯态，最后我们比较了热态和压缩态的结果。
Scatter-Gather DMA Performance Analysis within an SoC-based Control System for Trapped-Ion Quantum Computing
本文实验评估了Xilinx RFSoC设备上SG-DMA在不同BD和有效载荷大小下的延迟与吞吐量，以确定该架构在被困离子量子计算应用中的优势与局限。
A quantum phase gate implementation for trapped ions in thermal motion
提出了一种利用单驻波激光脉冲实现热运动囚禁离子量子控制相位门的新方案。该方案不采用旋转波近似，而是利用算子的反旋转项。我们还证明了同样的方案可以用来产生最大纠缠态的$N$囚禁离子由一个单一的激光脉冲。
Microwave control of trapped-ion motion assisted by a running optical lattice
我们实验证明微波控制的运动状态的囚禁离子放置在一个运行的光晶格产生的状态相关的潜力。光晶格深度和运行晶格频率两者提供自旋-运动耦合强度的可调谐性。利用自旋-运动耦合来演示Yb 171离子到运动基态的边带冷却。
Evaluation of heating effects on atoms trapped in an optical trap
本文基于Savard等人[T.A. Savard，K.M. O'Hara和J.E. Thomas，Phys.Rev.A56，R1095（1997）]，用于捕获激光强度波动引起的加热。我们比较最近的实验叶等。等[J. Ye，D.W.陈晓，单原子在腔量子电动力学中的捕获，量子物理学报，2001，第10卷。(1999在出版）]，并找到良好的协议与实验测量的陷阱占用时间的分布。陷阱损失的主要原因是被囚禁原子的能量分布变宽，而不是平均加热速率，这是一个非常小的影响。
Simplified approach to generate controlled-NOT gates with single trapped ions for arbitrary Lamb-Dicke parameters
对于某些{ \it特定}（或{ \it“魔术”}）Lamb-Dicke（LD）参数，Monroe { \it et al}表明[Phys. Rev. { \bf A 55}，R2489（1997）]，可以通过施加单载波激光脉冲来实现单个捕获离子的外部自由度和内部自由度之间的双量子比特量子操作。在这里，我们进一步表明，这样的两个量子位操作（这是相当于标准的CNOT门，只有除了某些相位因子）也可以显着很好地实现为{ \it任意}选择的LD参数。代替在先前的演示中使用的所谓的“$π$ -脉冲”，在本提议中应用的脉冲的持续时间需要被精确地设置在离子的退相干时间内。我们还提出了一种简单的方法，即只使用一个非谐振（例如，蓝边带）激光脉冲，以消除在用于产生标准CNOT门的上述两量子位操作中存在的不想要的相位因子。
Temporal Windowing of Trapped States
对三能级原子的囚禁态的定义是一个非常严格的定义，对于非偏振光束的情况，这个定义不再适用。我们引入了一个更一般的定义，即利用随控制场频率旋转的参考系，获得了囚禁布居的时间窗口。这相当于相干布居转移的时间量子化，使得研究被捕获光中的相位相干性成为可能。
Adiabatic quantum dynamics under decoherence in a controllable trapped-ion setup
抑制非幺正效应是量子计算和量子控制中的一个主要挑战。在本论文中，我们通过考虑周围环境中的绝热动力学，从理论和实验上分析了开放量子系统中绝热性的鲁棒性。更具体地说，通过考虑一个散肩的情况下，我们利用绝热近似的有效性条件，以及其灵敏度的共振情况下，通常会损害绝热封闭系统。作为例子，我们实现了一个振荡的Landau-Zener哈密顿量，这表明消相干可以驱动具有高介电常数的谐振系统的绝热行为的开放系统。此外，我们还实现了绝热量子算法的Deutsch问题，其中的区别是建立在开放系统绝热密度算符和目标纯态的计算过程中预期。然后分析用于获得期望结果的优选时间窗口。我们通过实验实现了这些系统，通过一个单一的被困的镱离子$^{171}$ Yb $^+$，其中离子超精细能级被用作自由度的两个能级系统，驱动场和散肩强度有效地可控。
Analytical solution for optimal squeezing of wave packet of a trapped quantum particle
考虑了以压缩量子粒子的波包为目标的最优控制问题，并利用绝热近似解析求解。的解析解，驱动到一个高度本地化的最终状态的粒子的情况下，一个无限好的捕获潜力。该方案可用于提高原子光刻的分辨率。
Transport quantum logic gates for trapped ions
目前正在进行许多努力来构建能够进行大规模量子信息处理（QIP）的设备。虽然QIP已经在几个系统中的几个量子位上得到了证明，但为了构建大规模的设备，必须克服许多技术困难。在大规模QIP的一个提议中，捕获的离子由精确控制的光脉冲操纵，并移动通过并存储在多区阱阵列中。精确控制离子几何构型和激光相互作用所需的技术开销是苛刻的。在这里，我们提出的方法，显着减少开销的激光束控制上执行单个和多个量子位操作被困离子。我们展示了如何通过固定的激光束控制离子的运输来实现一组通用的操作。同时，每个激光束可以用于并行执行许多操作，从而潜在地减少执行QIP任务所需的总激光功率。实现传输门所需的整体设置比在静止离子上执行的门更简单。我们还提出了一个基于传输的双量子比特门方案，利用微制造的永磁体，可以在没有激光的情况下执行。
Quantum Limits of Stochastic Cooling of a Bosonic Gas
研究了囚禁原子随机冷却的量子极限。由于施加的反馈的能量减法示出包含一个额外的噪声项，由于在反馈区域中的原子数波动。这种新颖的效果被证明是占主导地位的冷凝点附近的冷却效率。此外，我们展示的第一个结果表明，玻色-爱因斯坦凝聚可以达到通过随机冷却。
Error-resistant Single Qubit Gates with Trapped Ions
相干操作构成的单和多量子位量子门与捕获离子的实施证明，对实验参数和固有的不确定性的系统参数的变化是强大的。特别是，使用最优控制理论开发的脉冲被证明是第一次与被困离子。它们的性能作为误差参数的函数进行了系统的研究和比较复合脉冲。
Sensing and Control of Single Trapped Electrons Above 1 Kelvin
该研究利用超导共面波导谐振器，在1 K以上实现液氦表面单电子陷阱的空间控制与电荷读取，并验证了经典谐振子耦合模型。
Manipulating phonons of a trapped-ion system using optical tweezers
我们提出了一个实验架构，其中的光镊阵列提供了一个传统的射频离子阱的限制电位的网站依赖性的控制。依赖于位点的控制使得能够对离子的声子模式进行可编程操纵，在量子信息处理（QIP）和热力学中具有许多潜在应用。我们描述了用于编程光镊阵列以获得具有高精度的一组目标声子模式的协议。我们提出了这样的控制在模拟量子热力学粒子的可编程有效质量通过Jarzynski的平等和提高效率的交感神经冷却和量子逻辑门在不同质量的多物种离子系统。我们讨论了所需的光学参数在一个现实的离子阱系统和潜在的不利影响的光镊QIP。我们的方案扩展了囚禁离子作为量子计算和模拟平台的实用性。
Radial Fast Entangling Gates Under Micromotion in Trapped-Ion Quantum Computers
研究利用微运动和双离子晶体的径向模式设计高速纠缠门，在亚陷阱周期范围内实现高保真度控制序列，分析微运动增强的物理机制及实验噪声下的门误差。
An unconventional geometric phase gate with two nonresonant quantum dots trapped in a photonic crystal cavity
提出了一种利用光子晶体腔中的两个非共振量子点通过非常规几何相位实现双量子比特控制相位门的方案。在该系统中，量子点同时与大失谐腔模和强驱动经典光场相互作用。在门操作期间，量子点不经历跃迁，而腔模式沿着相空间中的闭合路径移位。以这种方式，系统可以获得以量子点的状态为条件的几何相位。在实现单量子比特操作之后，可以构造双量子比特控制的相位门。
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