Observation of Geometric Phases for Three-Level Systems using NMR Interferometry
几何相位与能量和时间无关，只依赖于状态空间的几何性质。它具有潜在的容错性，在量子信息和量子计算中发挥着重要作用。我们首次用核磁共振干涉法在三能级系统中产生和测量阿贝尔几何相移。与已有的实验不同，我们的实验基于$S^2$的几何结构，考虑了$SU(3)/U(2)$的几何相位。两个相互作用的量子比特已经被用来提供这样的三维希尔伯特空间。
2008-04-07 quant-ph
Experimental Measurement of Mixed State Geometric Phase by Quantum Interferometry using NMR
几何相位被认为是实现容错量子计算的有效方法之一。然而，由于退相干在这些研究中起着至关重要的作用，理解混合态几何相位变得重要。虽然混合态几何相位首先由Uhlmann在数学上引入，但最近Sjoqvist等人[Phys.Rev.Lett. 85（14），2845（2000）]已经描述了在量子干涉的背景下的混合态几何相位，并且从理论上示出了干涉图案的可见度以及偏移是几何相位和混合态纯度的函数。本文首次用核磁共振方法研究了干涉可见度和干涉图样位移对混合态几何相位的依赖性。
2005-09-21 quant-ph
Non-adiabatic Arbitary Geometric Gates in 2-qubit NMR Model
本文研究了一个两量子比特核自旋系统，利用非绝热操作实现了任意几何的量子相位门。利用多谐频率的单脉冲磁场对2量子比特的量子态进行瞬时操纵。利用共振跃迁近似，可以解析地求解两个核自旋的含时哈密顿量。在不采用绝热近似的情况下，得到了波函数随时间的演化。确定了磁脉冲的频率、幅值、各谐波分量的相位以及脉冲持续时间等参数，实现了任意非绝热几何相位门。推导了非绝热几何控制相位门和A-A相位。
2006-12-16 quant-ph
An experimental observation of geometric phases for mixed states using NMR interferometry
几何相位的例子在物理学的许多领域中比比皆是。它们提供了对许多物理现象的基本见解，并导致有趣的实际实现。其中之一，正如最近所指出的，可能是一种固有的容错量子计算。然而，这需要在存在噪声和不同物理子系统之间的相互作用的情况下处理几何相位。尽管丰富的文学主题的几何阶段很少有人知道这个非常重要的情况下。本文首次报道了混合量子态几何相位的实验研究。我们展示了他们是如何不同，从很好地理解，无噪声，纯态的情况下。
2003-05-09 quant-ph
Non-adiabatic conditional geometric phase shift with NMR
条件几何相移门是近年来利用核磁共振技术在绝热条件下研制的一种具有一定误差容错能力的几何相移门。根据绝热要求，除非汉密尔顿在过程中变化得极其缓慢，否则结果是不准确的。然而，在量子计算中，一切都必须在退相干时间内完成。量子计算机的功耗与在退相干时间内可以进行的最大逻辑门运算次数成指数关系，这就要求量子计算中的每一个逻辑门都具有很高的运行速度。绝热条件使得任何快速的条件Berry相位（循环绝热几何相位）移位门都是不可能的。在这里，我们表明，通过使用一个新的设计序列的简单操作与一个额外的垂直磁场，条件几何相移可以做到非线性。因此，几何量子计算可以在与通常量子计算相同的速度水平上进行。
2002-08-22 quant-ph
Universal quantum gates based on a pair of orthogonal cyclic states: Application to NMR systems
我们提出了一个实验上可行的方案来实现基于一对正交循环态的量子计算。在该方案中，量子门可以基于循环演化中累积的总相位来实现。特别地，几何量子计算可以通过消除在整个演化中积累的动态相位来实现。因此，量子计算的动力学和几何操作在本理论中都是可行的。这组门的物理实现是为NMR系统设计的。另外有趣的是，我们发现，一组通用的几何量子门在NMR系统中可以实现在一个周期，通过简单地选择特定的参数的外部旋转磁场。此外，我们还明确地证明了一种多回路方法来消除几何量子门中的动态相位。我们的结果可能为量子逻辑门的实验实现提供有用的信息。
2003-03-02 quant-ph
NMR C-NOT gate through Aharanov-Anandan's phase shift
最近，提出了利用NMR通过Berry相位（绝热循环几何相位）移位进行量子计算（Jones等人，Nature，403，869（2000））。这种几何量子门由于Berry相位的几何性质，有望对某些类型的错误具有容错性。本文给出了一种在动态无相位演化环上利用Aharonov-Anandan相移（非绝热循环相移）实现NMR C-NOT门的方案。在我们的方案中，门是非相干运行的，因此它受退相干的影响较小。并且，在该方案中，我们在获得几何相移时选择了零动态相位时间演化环，不需要采取任何额外的操作来消除动态相位。
2001-05-10 quant-ph
A geometrical approach to non-adiabatic transitions in quantum theory: applications to NMR, over-barrier reflection and parametric excitation of quantum oscillator
本文从几何（群论）的观点讨论非绝热过程（即绝热定理所排除的过程）。当参数依赖的哈密顿量表示李代数中的光滑曲线并且量子动力学由相应的李群演化算子确定时，在绝热区导出了非绝热跃迁概率的近似公式.我们分别用SU（2）和$SU(1.1)$群流形上的一阶动力学方程统一处理了含时磁场中的自旋进动和过势垒反射问题。简单的可解模型的解析解的比较。
2000-11-30 quant-ph
Efficient Refocussing of One Spin and Two Spin Interactions for NMR Quantum Computation
使用自旋回波重新聚焦单自旋相互作用（化学位移）和双自旋相互作用（自旋-自旋耦合）在常规NMR实验和NMR量子计算中起着核心作用。在这里，我们描述的计划，有效的重新聚焦这种相互作用在完全和部分耦合的自旋系统。
1999-05-04 quant-ph
NMR Quantum Computation
在这篇文章中，我将描述如何使用NMR技术来构建简单的量子信息处理设备，如小型量子计算机，并展示这些技术如何与更传统的NMR实验相关。
2000-09-01 quant-ph
NMR quantum computation with indirectly coupled gates
在Deutsch-Jozsa算法的背景下，提出了一种通过与旁观者量子位耦合来间接处理量子信息的双量子位量子门的NMR实现。这使得Deutsch-Jozsa算法在三参数位函数上的成功实现成为可能，并展示了多量子位量子计算所必需的技术。
1999-10-01 quant-ph
Classical model for bulk-ensemble NMR quantum computation
我们提出了一个体系综NMR量子计算的经典模型：NMR样品的量子态由经典陀螺方向上的概率分布描述，量子门由经典跃迁概率描述.所有的NMR量子计算实验进行到目前为止，三个量子比特可以在这个经典模型。在几个纠缠门之后，经典模型的测量信号呈指数下降，而量子描述没有相应的下降。我们认为，对于少量的量子比特，NMR量子计算的量子本质在于避免指数信号下降的能力。
1999-04-30 quant-ph
Composite pulses in NMR quantum computation
我描述了使用复合旋转的基础上，以打击量子逻辑门的系统误差的技术。尽管在核磁共振（NMR）量子计算的背景下开发和描述，但是这些序列应当适用于量子计算的其他实现。
2009-06-25 quant-ph
A Study of Quantum Error Correction by Geometric Algebra and Liquid-State NMR Spectroscopy
量子纠错码能够保护包含在量子态中的信息不受由于外部扰动引起的退相干的影响。应用于NMR，量子编码不会改变正常的弛豫，而是将"数据“自旋的状态转换为涉及额外辅助自旋的多个量子相干性。这些多个量子相干性以不同的速率松弛，从而允许通过以适当的方式将它们混合在一起来近似地重建数据的原始状态。本文描述了一个简单的三比特量子码在乘积算符形式下的运算，并利用几何代数方法得到了在外部随机场中存在任意关联时的纠错后的衰减曲线.这些预测都证实了在完全相关和不相关的情况下，13 C-标记的丙氨酸的液态NMR实验，使用梯度扩散方法来实现这些理想化的退相干模型。弱极化系统中的量子纠错要求辅助自旋相对于数据自旋以伪纯态制备，这导致信号损失超过通过纠错的任何潜在增益。然而，这项研究表明，量子编码可以用来验证理论退相干机制，并提供详细的信息相关的基础NMR弛豫动力学。
2000-04-07 quant-ph
Resonance Offset Tailored Pulses for NMR Quantum Computation
我们描述了新的复合脉冲序列，作为一般的转子，因此适用于核磁共振（NMR）量子计算。谐振偏移量身定制以增强章动（ROTTEN）方法允许在两个选定的频率处完美补偿非谐振误差，所述两个选定的频率对称地放置在RF源的频率周围。
2000-08-07 quant-ph
NMR Quantum Computation: a Critical Evaluation
液态核磁共振（NMR）技术在构建小型量子计算机方面取得了一些惊人的成功，并且NMR是目前量子计算的领先技术。然而，任何扩大技术规模以生产任何有用尺寸的计算机的尝试都存在许多重大问题。虽然在未来几年中，这些问题中的一些可能会被成功地回避，但它们不太可能全部被解决;因此，目前的液态NMR技术不太可能为实际的量子计算提供可行的技术。
2000-02-28 quant-ph
Orchestrating an NMR quantum computation: the N=3 Deutsch-Jozsa algorithm
Deutsch-Jozsa算法的三量子位NMR实现的开发的详细描述[Collins等人，A 62，022304（2000）]。理论和实验技术用于减少算法的演变步骤到一个序列的NMR脉冲进行了讨论。这包括一般脉冲序列编译技术的描述，间接耦合门实现的各种方案，实验脉冲参数化技术和脉冲相位的簿记方法。
2001-05-10 quant-ph
Singlet state creation and Universal quantum computation in NMR using Genetic Algorithm
量子算法的实验实现需要酉算子分解。在这里，我们把酉算子分解作为一个优化问题，并使用遗传算法，一个全局优化方法的启发，自然界的进化过程的算子分解。作为应用，我们将其应用到NMR量子信息处理中，找到了一种利用全局硬脉冲进行普适量子计算的概率方法。我们还证明了有效的创建单重态（作为贝尔态的特殊情况）直接从热平衡使用最佳序列的脉冲。
2012-05-19 quant-ph
Expressing the operations of quantum computing in multiparticle geometric algebra
我们展示了如何使用几何（又名克利福德）代数的多粒子版本以清晰简洁的方式表达和操纵量子计算的基本操作。该代数包含NMR光谱学的积运算符形式，因此其符号直接导致通过NMR脉冲序列实现这些运算。
1998-01-03 quant-ph
NMR Quantum Computation with a hyperpolarized nuclear spin bulk
我们考虑两种新的量子门机制的基础上核自旋在超极化固体$^{129}Xe$和HCl的混合物和无机半导体。我们提出了两个方案，用于实现一个控制的非（CNOT）门的基础上核磁共振（NMR）光谱和磁共振成像（MRI）从超极化固体$^{129}Xe$和HCl的混合物和光泵NMR半导体。这样的门可以基于MRI技术和光学泵浦以及光学检测技术利用可寻址的特定自旋来构建。这些方案对于在元胞自动机架构方面实现实际的量子计算机可能是有用的。
1998-11-19 quant-ph
Scalable NMR Quantum Computation
核磁共振为量子计算机的实现提供了一个诱人的前景，因为与核自旋相关的长相干时间，以及用射频脉冲操纵自旋的广泛实验室经验。然而，现有的方案受到信噪比的影响，该信噪比在量子计算机中的量子比特数量上呈指数衰减。这就严格限制了这种计算机所能完成的计算量;对这一限制的估计正好在传统计算机采取指数级更多步骤仍然可行的范围内。我们给出了一个NMR实现，其中的信噪比只取决于NMR技术的特点，而不是计算机的大小。这为NMR计算技术提供了一种方法，可以扩展到指数加速使量子计算能够解决经典计算机能力之外的问题。
1998-04-24 quant-ph
Thermal Equilibrium as an Initial State for Quantum Computation by NMR
我们提出了一种使用核磁共振计算机来解决Deutsch-Jozsa问题的方法，其中：（1）NMR样品中的分子数量与NMR量子计算机可用的量子比特数量无关，以及（2）初始状态被选择为热平衡状态，从而避免了伪纯态的制备以及随着量子比特数量的增加而导致的信号的指数损失。该算法的描述，以及其实验实施使用四个活跃的量子位。正如预期的那样，测得的光谱显示出常数和平衡函数之间的明显区别。
2007-05-11 quant-ph
NMR implementation of a building block for scalable quantum computation
我们报告的执行的Schulman-Vazirani程序的中央积木完全极化的一个子集的两级量子系统，最初只有部分极化。这个过程由一系列酉操作组成，并且在所需的量子系统和操作的数量上仅引起准线性开销。关键的构建模块涉及三个量子系统，并使用室温液态核磁共振（NMR）技术在homopoly三自旋系统上实现。这项工作的灵感来自于当前核磁共振量子计算机中的状态初始化挑战，但也为核磁共振中的偏振转移带来了新的曙光。
2001-05-14 quant-ph
NMR Techniques for Quantum Control and Computation
核磁共振（NMR）五十年来的发展，使耦合二能级量子系统的动力学控制达到了无与伦比的程度。这种核自旋动力学的相干控制最近被带到了一个新的水平，在量子信息处理的兴趣的动机。NMR一直是量子协议实验实施的主力，允许对高达7个量子比特的系统进行精细控制。在这里，我们调查和总结了各种各样的脉冲控制和层析技术，已开发和用于NMR量子计算。其中许多将是有用的其他量子系统，现在正在考虑实施量子信息处理任务。
2004-06-10 quant-ph
Efficient decoupling and recoupling in solid state NMR for quantum computation
提出了一种偶极耦合自旋大网络的解耦和选择性再耦合方案。该方案依赖于宽带的组合，去耦脉冲序列施加到所有的核自旋与带选择性脉冲序列的单自旋旋转或再耦合。选择性耦合所需的进化时间开销是独立的自旋的数量，受时间尺度的限制，我们讨论的可行性。该方案可以提高固态NMR量子计算架构的可扩展性。
2004-11-15 quant-ph
Use of composite rotations to correct systematic errors in NMR quantum computation
我们实现了一个系综量子计数算法的三个NMR光谱仪与1H共振频率为500，600和750 MHz。在更高的频率下，结果明显偏离天真的理论预测。这些系统误差几乎可以完全归因于非共振效应，这可以通过使用最初由Tycko开发的完全补偿复合旋转脉冲序列来基本上校正。我们还推导出一个解析表达式生成这样的序列与任意旋转角度。
1999-11-16 quant-ph
Majorana representation, qutrit Hilbert space and NMR implementation of qutrit gates
我们研究了一个qutrit的Majorana几何表示，其中单位球面上的一对点表示它的量子态。给出了四重态的一种标准形式，其中每个态都可以通过$SO(3)$作用从单参数态族中得到。在马约拉纳球上对自旋为1的磁化强度的概念作了几何解释，该磁化强度在$SO(3)$下是不变的.此外，我们描述了几个量子门在马约拉纳图片和实验上实现这些门上的自旋1系统（NMR qutrit）在液晶环境中取向的行动。我们研究了在各种有用的量子操作下，代表quutrit状态的点对的动力学，并将它们与不同的NMR操作联系起来。最后，利用Gell Mann矩阵图像，我们实验实现了一个完全量子态层析成像方案。
2018-02-06 quant-ph
Quantum entanglement and classical separability in NMR computing
在讨论NMR计算的量子性时，得出计算态是可分的，因而不能纠缠的结论。这一结论是基于单个分子的初始密度矩阵与整个样品分子在单个分子能级上的分布一致的假设。这意味着量子随机性被经典随机性所取代。本文证明，如果系统的初始态是量子平衡态，量子NMR计算可以产生真正的纠缠态。当解释来自整个样品的读出信号时，可能出现可分性分析问题。
2000-11-01 quant-ph
A polynomial-time solution to the parity problem on an NMR quantum computer
提出了一种有效的量子算法，在多项式时间内解决奇偶性问题，无论是在传统的量子计算和经典计算，NMR量子计算机上的最困难的问题之一。它基于量子系综中的量子平行性原理、选择性退相干操作和NMR相敏测量。量子算法的量子线路是明确设计的。
2001-09-06 quant-ph
The Use of NMR for Solving the Problems of Quantum Computers
分析了NMR在量子计算中的应用，并对今后的研究方向进行了展望。
2001-02-05 quant-ph
Implementation of NMR quantum computation with para-hydrogen derived high purity quantum states
我们展示了第一个实施的量子算法的液态核磁共振（NMR）量子计算机使用几乎纯态。这是使用两个量子比特设备实现的，其中初始状态是由涉及仲氢的化学反应产生的一对1H核的几乎纯的单线态核自旋状态。我们已经实现了Deutsch的算法，用于通过单个查询区分常数和平衡函数。
2004-06-08 quant-ph
Quantum Information processing by NMR: Implementation of Inversion-on-equality gate, Parity gate and Fanout gate
虽然通过具有少量量子比特的核磁共振（NMR）进行的量子信息处理已被很好地建立，但由于退相干/弛豫，冗长计算的实现已被证明是困难的。在这种情况下，浅电路（使用并行计算的电路）可能被证明是现实的。奇偶校验门和扇出门对于创建浅电路是必不可少的。在这篇文章中，我们实现了在3量子比特系统中的反转平等门，其次是奇偶门和扇出门的NMR，使用间接交换耦合哈密顿量下的演化。
2004-04-06 quant-ph
Principles and Demonstrations of Quantum Information Processing by NMR Spectroscopy
本文综述了近年来我们在核磁共振（NMR）谱处理量子信息方面的研究进展。我们首先介绍了几何的NMR的合奏不可区分的自旋，然后显示如何将这种几何解释包含在一个代数的多自旋产品运营商。在本文的其余部分中，我们将使用这个代数来证明它提供了一个简单的框架，在这个框架内可以更普遍地研究量子信息处理。通过NMR实现量子算法取决于特殊类型的混合态（称为伪纯态）的可用性，我们考虑了许多不同的方法来制备这些状态，并分析了它们如何随自旋数而变化。涉及这种宏观伪纯态的过程的量子力学性质也是一个有争议的问题，为了讨论这个问题的具体条款，我们提出了核磁共振实验的结果，构成了一个宏观模拟哈代悖论。最后，一个详细的产品运营商的描述给出了最近的NMR实验，证明了一个三位量子纠错码，使用场梯度来实现一个精确已知的退相干模型。
1999-07-03 quant-ph
On the quantum mechanical nature in liquid NMR quantum computing
体系综核磁共振量子计算的量子性质-最近激烈的争论的中心，是解决。讨论了混合态和纠缠的概念，分析了2量子比特液体NMR量子计算的数据。指出当前争论的关键问题是对混合态系统中纠缠的理解。本文的结论是：1）密度矩阵描述了系综中平均粒子的“状态”。它不能详细描述系综中单个粒子的状态; 2）纠缠是量子粒子（如液体NMR样品中的分子）的波函数的一种性质。密度矩阵的可分性不能用来度量混合系综的纠缠度; 3）体系综NMR量子计算中的态演化是量子力学的; 4）有效纯态密度矩阵前的系数$ε$是对系综中分子纠缠度的度量。它反映了核磁共振信号的强度，对体系综核磁共振系统中纠缠的量化没有意义。我们的结论是，液体NMR量子计算是真实的，而不仅仅是经典的模拟。
2000-07-20 quant-ph
Quantum Factorization of 143 on a Dipolar-Coupling NMR system
量子算法在解决因子分解问题时可能比经典算法快得多。绝热量子计算是Shor算法之外的另一种方法。本文提出了一种改进的绝热因子分解算法，并在偶极-偶极耦合的液晶NMR量子处理器上实现了对143的绝热因子分解。我们相信这是量子计算实现中考虑的最大数量，这表明了绝热量子算法的实际重要性。
2011-11-16 quant-ph
NMR implementations of Gauss sums
我描述了使用NMR实验，实现高斯和作为一种方法的因式分解数，并讨论这种方法是否可以计算上有用的。
2008-07-10 quant-ph
Experimental demonstration of deterministic one-way quantum computing on a NMR quantum computer
单向量子计算是量子计算的一种重要而新颖的方法。通过利用现有的粒子-粒子相互作用，我们首次在实验上实现了确定性单向量子Deutsch-Josza算法在NMR中的完整过程，包括图形态制备、单量子比特测量和前馈校正。我们的实验结果可能为未来可扩展的单向量子计算提供启示。
2010-01-14 quant-ph
Quantum mechanical NMR implementation of DNA algorithm for satisfiability problem
DNA计算原则上可以解决可满足性（SAT）问题，这是由于在非常大量的链上并行操作。给出了与DNA量子门相对应的几个量子门，并在此基础上，用量子力学方法实现了求解SAT问题的DNA算法。由于量子计算具有仅使用n个量子比特在2个$^{n}$态上并行操作的有利特性，而不是DNA计算中的2条$^{n}$链，因此在量子力学处理SAT问题时计算复杂度大大降低。以一个两变量的三子句SAT问题为例，进行了一个求解单变量SAT问题的NMR实验。
2008-02-02 quant-ph
Quantum computation in a one-dimensional crystal lattice with NMR force microscopy
提出了一种可扩展的固态量子计算机实现方案。量子比特是氟磷灰石[Ca_5F（PO_4）_3]固体晶体中的氟核自旋，其共振频率被大的场梯度分开。量子逻辑是使用核-核偶极耦合与去耦和选择性再耦合RF脉冲序列来实现的。磁共振力显微镜用于读出。利用力显微镜现有的灵敏度，在实验室T=10 mK和B_0=20 T的极端条件下，可以实现多达300个量子比特。
2001-06-12 quant-ph
Quantum approximate Bayesian computation for NMR model inference
最近的技术进步可能导致小型量子计算机的发展，能够解决经典计算机无法解决的问题。已经提出了数量有限的算法，它们与现实世界问题的相关性是一个积极调查的主题。由于希尔伯特空间维数与粒子数成指数关系，多体量子系统的分析对经典计算机来说特别具有挑战性。因此，解决与化学和凝聚态物理相关的问题有望成为量子计算机的首次成功应用。在本文中，我们提出了另一类可以在量子计算机上有效解决的量子领域问题：核磁共振（NMR）光谱的模型推理，这对生物和医学研究很重要。我们的研究结果是基于三个相互关联的研究的累积。首先，我们使用经典机器学习的方法来分析小分子的NMR光谱数据集。我们进行了随机邻域嵌入和识别光谱簇，并证明这些簇与分子的共价结构相关。其次，我们提出了一个简单而有效的方法，辅助量子模拟器，提取任何假设的分子描述的参数海森堡模型的NMR谱。第三，我们提出了一个有效的变分贝叶斯推断程序提取实验相关的NMR谱的哈密顿参数。
2020-07-03 quant-ph
Controlling NMR spin systems for quantum computation
本文回顾 NMR 量子计算从七自旋实现 Shor 算法到遭遇规模化瓶颈的发展，指出研究重点已转向精确高效的自旋态操控，并强调其在原理验证中的持续价值。
2024-02-02 quant-ph
Solving the quantum search problem in polynomial time on an NMR quantum computer
量子搜索问题是一个重要的问题，因为一般的NP问题可以有效地解决一个unsorted量子搜索算法。这里已经表明，量子搜索问题可以在NMR量子计算机上在多项式时间内解决。NMR系综量子计算是基于量子力学幺正动力学，即封闭量子系统和它的系综都服从同一个量子力学幺正动力学，而不是基于经典NMR量子计算的伪纯态或有效纯态。基于这一新原理，我们发展了常规的NMR多量子谱，从实验上解决了搜索问题。首先将搜索问题的解信息加载到由预言机幺正操作和预言机无关幺正操作构造的幺正演化传播子上，用于激发自旋系综中的多重量子相干性.然后利用多量子光谱技术从实验上提取溶液信息.讨论了如何增强量子搜索核磁共振多量子脉冲序列的输出信号，并提出了一些增强核磁共振信号的方法。本文的工作将有助于常规高场核磁共振机有效地解决量子搜索问题。
2002-06-16 quant-ph
Determining the parity of a permutation using an experimental NMR qutrit
我们提出了最近提出的量子算法的NMR实现，以找到一个排列的奇偶校验。在量子计算的通常量子比特模型中，加速需要纠缠的存在，因此不能通过单个量子比特来实现。另一方面，由于量子上下文的存在，quutrit在性质上比qubit更量子，并且单个quutrit可以用于计算。我们用氘原子核在液晶中取向作为实验材料。这是第一次实验性地利用单个qutrit来执行计算任务。
2014-06-19 quant-ph
NMR quantum information processing
量子计算利用基于量子力学性质而不是经典物理的全新计算模型，并且人们相信量子计算机能够显著提高特定任务的计算能力。目前，核磁共振（NMR）已成为所有当前实现中最成功的平台之一。它已经证明了对最大数量的量子比特的通用控制，并且在NMR中开发的许多先进技术已经成功地应用于其他量子系统。在这篇综述中，我们展示了NMR量子处理器如何满足量子计算机的一般要求，并描述了朝着这一目标发展的先进技术。此外，我们回顾了最近的一些NMR量子处理器的实验。这些实验包括基准协议，量子纠错，利用量子特性的算法演示，探索量子力学的基础，和量子模拟。最后对概念进行了总结，并对未来的发展进行了展望.
2015-01-07 quant-ph
Search for optimum labeling schemes in qubit systems for Quantum Information processing by NMR
最佳的标记方案导致有效的实验协议的量子信息处理的核磁共振（NMR）。这里描述了一个系统的方法，找到最佳的标签计划为一个给定的计算。该计划描述了四极系统和自旋1/2系统。最后，利用跃迁选择性脉冲技术，在一个4量子比特系统中，利用NMR实验实现了一个量子全加器。
2004-02-29 quant-ph
Designing short robust NOT gates for quantum computation
最初在核磁共振（NMR）中开发的复合脉冲已经在实验量子信息处理（QIP）中广泛使用，以减少系统误差的影响。到目前为止，大多数使用的脉冲都是简单地从现有的NMR设计中改编而来的，尽管已经开发了用于设计具有任意精度的复合脉冲的技术，但结果相当复杂，几乎没有应用。在这里，我描述了设计短而有效的复合脉冲来实现强大的非门的技术，将NMR和QIP的现有见解结合在一起，并提出了一些新的复合脉冲。
2013-05-07 quant-ph
Towards quantum utility for NMR quantum simulation on a NISQ computer
本文研究利用NISQ设备在高场区模拟核磁共振实验，通过乘积公式将NMR相互作用映射至量子设备，在多达11个自旋的分子上完成模拟并与实验对比，展示了多项式缩放性，为实现量子实用性奠定基础。
2024-04-26 quant-ph
Paramagnetic Materials and Practical Algorithmic Cooling for NMR Quantum Computing
核磁共振冷却是一种使用新的数据压缩技术和简单的量子计算设备来改进NMR光谱学的方法，并提供可扩展的NMR量子计算机。该算法递归地采用两个步骤。系统的计算量子位（qubit）的可逆熵压缩和通过一组快速达到热弛豫的重置量子位从系统到环境的不可逆热传递。是否有可能使用现有技术通过实验证明算法冷却？为了允许实验算法冷却，重置量子位的热化时间必须比计算量子位的热化时间短得多。然而，这样的热化时间比尚未被报道。我们在这里研究了顺磁盐对计算量子比特（碳）和重置量子比特（氢）的热化时间比的影响。我们发现，热化时间比提高了约三倍。基于这一结果，我们的团队和合作者目前正在进行热化和磁性离子算法冷却的实验演示。
2005-11-16 quant-ph
Artificial Decoherence and its Suppression in NMR Quantum Computer
液态核磁共振量子计算机为量子计算提供了可能性，并为量子计算的发展提供了支持。利用核磁共振量子计算机技术，我们观察到了两种人工噪声场（一种是长周期的噪声，另一种是短随机周期的噪声）下的相位退相干。第一个模型在量子信道的退相干，而第二个模型的横向弛豫。我们证明了在这两种情况下，bang-bang控制抑制退相干。
2006-04-18 quant-ph
Hybrid scheme for factorization: Factoring 551 using a 3-qubit NMR quantum adiabatic processor
量子处理器在许多计算任务（包括因子分解）上可能优于经典处理器。电路方法以及绝热方法已经被提出并实现，用于找到给定合数的因子。将其扩展到更大数量的主要挑战是无法获得大量量子位。在这里，我们提出了一个混合方案，涉及经典和量子计算，这减少了因子分解所需的量子位数。经典部分涉及建立和部分简化一组逐位因子分解方程，量子部分涉及使用量子绝热过程求解这些耦合方程。我们使用三量子位NMR量子寄存器通过分解551来演示混合方案。
2016-11-16 quant-ph
Arbitrary precision composite pulses for NMR quantum computing
我们讨论了使用Brown等人[Phys.Rev.A70（2004）052318]的方法开发的任意精度复合脉冲的实现。我们给出了明确的结果，脉冲序列设计，以解决两个简单的情况下的脉冲长度错误和更复杂的情况下的非共振错误。这些结果是在NMR量子计算的背景下开发的，但可以应用得更广泛。
2007-09-05 quant-ph
Rapid solution of problems by nuclear-magnetic-resonance quantum computation
我们提出了一种改进的方法，使用核磁共振量子计算机（NMRQC）解决Deutsch-Jozsa问题。NMRQC的应用的两个已知障碍是密度矩阵元素随着比特数的指数减小，威胁弱信号电平，以及准备合适的起始状态的高成本。第三个障碍是迄今为止未注意到的对可供NMRQC使用的测量操作员的限制。介绍了Deutsch-Jozsa问题的函数类的变化，既扩展了有利于量子计算的问题范围，又避免了使用NMRQC的所有三个障碍。通过将其适应于这样的函数类，Deutsch-Jozsa问题可以在没有信号指数损失的情况下求解。该方法涉及一个额外的工作位和一个多项式更多涉及的甲骨文，它使用的热平衡密度矩阵系统的任意数量的自旋，从而避免了准备的伪纯状态和时间平均。
2000-07-14 quant-ph
Introduction to NMR Quantum Information Processing
在对核磁共振（NMR）的一般介绍之后，我们给出了实现量子算法的基础。我们描述了量子比特是如何实现和控制的RF脉冲，它们的内部相互作用，和梯度场。NMR的一个特点是内部相互作用（由内部哈密顿量给出）总是打开的。我们讨论如何在称为"重新聚焦“的标准NMR方法的帮助下有效地关闭它们。液态NMR实验在室温下进行，导致极端混合（即，几乎随机）的初始状态。尽管有这种高度的随机性，但研究QIP是可能的，因为弛豫时间（计算中有用信号丢失的时间尺度）足够长。我们解释了这个功能如何导致模拟一个纯（非随机）状态的关键能力，通过使用“伪”状态。我们讨论如何“答案”提供的计算是通过测量，以及如何从QIP的理想，投影测量这种测量不同。然后，我们给出了一些简单的量子算法的实现与一个典型的实验结果。最后，我们讨论了到目前为止，我们从NMR QIP中学到了什么，以及未来NMR QIP实验的前景。
2002-07-30 quant-ph
Geometric Quantum Gates, Composite Pulses, and Trotter-Suzuki Formulas
我们证明，所有的几何量子门（简称GQG），这是量子门只有几何相位，是强大的控制场强误差。作为这种观察的例子，我们展示了（1）如何在NMR中构建稳健的复合rf脉冲，以及（2）基于Trotter-Suzuki公式的复合rf脉冲是GQG。
2010-09-13 quant-ph
