XiaoMi-AI文件搜索系统
World File Search SystemCQED
Zeyang Li
在本论文中，我介绍了使用Ytterbium-171原子的单个或多个集合及其用于量子计量和量子信息科学研究的开发。我们开发和研究描述CQED旋转系统的统一理论框架。我们统一了腔光的两个主要作用：原子状态的测量和产生纠缠的催化剂。获得的模型与实验结果非常吻合。我们利用此框架来实施和优化各种量子测量应用。以理论模型引导的优化参数，我们在Ytterbium原子的基态歧管中实现了几乎单位的自旋挤压。我们观察到的计量学增益为6.5（4）dB，而所推断的没有限制的计量学收益可以达到13dB。在第二个实验中，与RF-Clock相比，我们将纠缠从基态歧管转移到光钟的10 5倍和更高的相对精度，将纠缠从基态歧管转移到光学时钟过渡。我们推断出4.4dB的性能改进，这是量子纠缠辅助光时操作的首次演示。我们还实施了基于时间反转的量子计量协议。我们将这种方法构成有益于实用量子计量学，因为它通过放大信号而不是减少噪声来提高信噪比。值得注意的是，它对测量噪声不敏感，这是先前实验中的主要限制。我们可以一致，均匀准备使用时间逆转协议，我们观察到了12.8（9）DB计量学的增益和创纪录的高11.8（5）DB的相位灵敏度增益。我们将其进一步带入量子信息科学。我们探索了超时有序的相关器（OTOC），这是量子信息“争夺”到整个量子多体系统中的速度的基准。我们证明，时间反转方法可以有效地使用量子拼凑而成的快速动力学作为改善信号的一种方式。总的来说，我们已经构建并升级了该实验室的机器，以便能够形成复杂的量子实验。
伯纳德·范·赫克
Microsoft Quantum的研究（2017-2021）。在我与Microsoft Quantum任职期间，我的工作继续进行，该量子从美国圣塔芭芭拉（Santa Barbara）的Station Q开始，并在哥本哈根量子设备中心进行了长时间的访问后继续在荷兰代尔夫特（Delft）。在这段时间里，我一直在大量参与通过促进数据驱动的运输测量方法来系统化对Mapoanas的搜索的努力，并且我一直在推动对具有基于半导体的Josephson连接的CQED设备的研究。作为我的研究职责的一部分，我每天都在Microsoft的量子计算计划的实验部分进行合作，这既有助于实验的概念设计和数据解释，又在某些情况下是实验测量本身。在2020 - 2021年，我监督了一支由两名模拟工程师组成的团队，以实现混合设备的内部现实模拟，以及三名在混合超导量子方面进行实验的博士学位学生。
玻色子量子处理器上量子启发式的数值门合成
最近，人们对量子最优控制和变分量子算法相互作用的兴趣和见解激增。我们在量子比特的背景下研究该框架，例如，量子比特可定义为与传输器耦合的超导腔系统的可控电磁模式。通过采用 (Petersson and Garcia, 2021) 中描述的最新量子最优控制方法，我们展示了对多达八个状态的单量子比特操作和两个量子比特操作的控制，分别映射到谐振器的单个模式和两个模式。我们讨论了对参数化门的封闭系统进行数值脉冲工程的结果，这些门可用于实现量子近似优化算法 (QAOA)。结果表明，对于大多数研究案例，在足够的计算努力下，可以实现高保真度 (> 0.99)，并且可以扩展到多种模式和开放的噪声系统。定制的脉冲可以被存储起来并用作电路量子电动力学 (cQED) 系统中未来编译器的校准原语。
用碳 - 纳米管的电路量子电动力学 -
带有超级传导电路的电路量子电动力学（CQED）[1]是一个强大的平台，用于芯片量子光学元件和量子信息[2]。杂交超导电路根据其他系统与微波光子或人工原子的相互作用提供了对相干量子性能的访问[3-5]。近年来，通过用基于半导体的（s -n -s）JJS来代替常规铝（s -i -s）JJS（例如inas nanowires [6，7]，（7]，gasene）[8]和绘制图8和绘图[8]，已经实现了多种混合超导码头。 对于这些s-n-s JJS，正常或半导体与超导材料接触，这使得由于超导接近效应而导致超电流到流量[11]。 Andreev Refrections [12-14]描述了此类设备中库珀的运输。 可以通过在附近的栅极电极上施加电压来调整半导体的电导率，该电极调整了库珀对运输的调整，从而调整了交界处的约瑟夫森能量。 这些半导体 - 超导体混合量量子的强大技术动机是实现栅极电压已经实现了多种混合超导码头。对于这些s-n-s JJS，正常或半导体与超导材料接触，这使得由于超导接近效应而导致超电流到流量[11]。。可以通过在附近的栅极电极上施加电压来调整半导体的电导率，该电极调整了库珀对运输的调整，从而调整了交界处的约瑟夫森能量。这些半导体 - 超导体混合量量子的强大技术动机是实现栅极电压
费米实验室利用 SRF 腔进行基于 Qudit 的量子计算
规范场论是高能物理 (HEP) 领域的基础理论，在解决量子色动力学、电弱统一、希格斯机制甚至超标准模型物理等若干关键问题中发挥着至关重要的作用。在时空格子上离散化规范场论可得到格子场论，该理论能够对无法解析求解的复杂物理系统进行强大的数值模拟。因此，人们在开发经典硬件和算法方面取得了巨大进步，其中马尔可夫链蒙特卡罗 (MCMC) 技术是最受欢迎的技术之一。尽管经典数值方法取得了巨大成功，但由于所谓的符号问题，一些问题在某些重要参数范围内变得难以解决。最近的理论研究表明，可以通过利用量子算法来绕过这些障碍 [1,2]。例如，已经开发出几种针对 (1+1)、(2+1) 和 (3+1) 维规范场论的资源高效量子算法 [3-10]。然而，到目前为止，仅使用目前可用的噪声中型量子 (NISQ) 设备 [17] 对 (1+1) [11-15] 和 (2+1) [16] 的情况进行了原理验证演示。要实现使用量子计算机计算 (3+1) 维现象的宏伟目标，需要在量子硬件和控制方案上做出重大改进。由费米实验室领导的超导量子材料与系统 (SQMS) 中心致力于在量子计算和传感领域带来变革性进步。其核心目标是解决当前量子设备固有的退相干挑战，为增强型量子处理器和传感器铺平道路。该计划的核心是在 SQMS 中心内开发基于三维 (3D) 超导腔的数字量子计算系统，旨在解决重要的 HEP 问题。这些系统利用最初为加速器物理设计的 3D 超导射频 (SRF) 腔，与传统的 2D 超导设备相比具有明显的优势。首先，3D 腔的基本模式拥有超过两秒的寿命，使其非常适合存储和操纵量子信息 [18]。其次，高效的控制和读出方案显着降低了低温和室温硬件开销。最后，对大型希尔伯特空间的固有访问提供了直接编码“qudits”的潜力，与传统的两级（量子位）编码相比，在模拟中具有优势 [19]。本过程安排如下。在第 2 节中，我们简要回顾了超导电路，特别是用于 transmon 量子位的电路量子电动力学 (cQED) 架构。在第 3 节中，我们介绍了 3D SRF 量子计算系统，并在第 4 节中讨论了最近的实验进展，最后在第 5 部分进行总结性发言。