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负责量子非本地性和违反贝尔的不平等的行为。3纠缠一直是开发量子信息技术和技术的重要资源。4–13利用量子信息处理的纠缠依赖于操纵量子系统的能力，无论是在气相还是固相中。在我们以前的工作中，我们研究了纠缠和量子计算的前景，这些量子计算在光学捕获的极性和/或顺磁分子的阵列中，其鲜明或Zeeman级别用作量子。13,14在本文中，我们考虑了bose -Einstein冷凝物（BEC）的87 Rb原子中的15个，该原子限制在光学陷阱中，并研究了其自旋和动量自由度之间的纠缠。原子的超细zeeman含量及其量化的动量可以用作Qubits，甚至更高的尺寸Qudits，即具有D维的量子位。我们注意到，在气态系统中玻色 - 因斯坦冷结的实现，然后证明自旋 - 轨道耦合的BEC 16为量子控制打开了新的途径。在反应动力学的背景下，自旋 - 轨道耦合
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2。C. Gomes，T。Dietterich，C。Barrett，J。Conrad，B。Dilkina，S。Ermon，F。Fang，A。Farnsworth，A。Fern，X。Fern，D。Fern，D。Fink，D。Fink，D。Fisher，A。R. Sheldon，D。Shmoys，M。Tambe，W。Wong，C。Wood，X。Wu，Y。Xue，A。Yadav，A。Yakubu，M。L。Zeeman。 计算可持续性：更美好的世界和可持续未来的计算。 ACM通信中，2019年C. Gomes，T。Dietterich，C。Barrett，J。Conrad，B。Dilkina，S。Ermon，F。Fang，A。Farnsworth，A。Fern，X。Fern，D。Fern，D。Fink，D。Fink，D。Fisher，A。R. Sheldon，D。Shmoys，M。Tambe，W。Wong，C。Wood，X。Wu，Y。Xue，A。Yadav，A。Yakubu，M。L。Zeeman。计算可持续性：更美好的世界和可持续未来的计算。ACM通信中，2019年
引用了原始发表的论文（记录的版本）：Monsel，J。，Ciers，A.，Kini Manjeshwar，S。等（2024）。耗散和色散cav
集体自旋波激发，镁元素是下一代Spintronics设备的有前途的准颗粒，包括用于信息传输的平台。在量子大厅铁磁体中，检测这些电荷 - 中性激发依赖于以多余的电子和孔的形式转化为电信号，但是如果多余的电气和孔相等，则检测到电信号是挑战性的。在这项工作中，我们通过测量镁产生的电噪声来克服这一缺点。我们使用石墨烯的Zeroth Landau级别的对称性破裂的量子厅Ferromagnet来启动镁质。这些镁的吸收在Zeeman能量上方产生过多的噪声，即使平均电信号为零，也仍然有限。 此外，我们制定了一个理论模型，其中噪声是通过边缘通道之间的平衡和传播镁来产生的。 我们的模型还允许我们查明设备中弹道木棒运输的状态。在Zeeman能量上方产生过多的噪声，即使平均电信号为零，也仍然有限。此外，我们制定了一个理论模型，其中噪声是通过边缘通道之间的平衡和传播镁来产生的。我们的模型还允许我们查明设备中弹道木棒运输的状态。
玻色-量子中的自旋动量纠缠
造成量子非局域性和违反贝尔不等式的原因。3纠缠一直是量子信息技术和工艺发展的重要资源。4–13 利用纠缠进行量子信息处理依赖于操纵量子系统的能力，无论是在气相还是固相中。在我们之前的工作中，我们研究了纠缠以及在光学捕获的极性和/或顺磁性分子阵列中进行量子计算的前景，这些分子的斯塔克能级或塞曼能级作为量子比特。13,14 在这里，我们考虑被限制在光阱中的 87 个 Rb 原子的玻色-爱因斯坦凝聚态 (BEC) 15，并研究其自旋和动量自由度之间的纠缠。原子的超精细塞曼能级及其量化动量可以作为量子比特，甚至是更高维的量子比特，即具有 d 维的量子比特。我们注意到，在气态系统中实现玻色-爱因斯坦凝聚态，随后又演示了自旋轨道耦合的玻色-爱因斯坦凝聚态 16，为量子控制开辟了新途径。在反应动力学的背景下，自旋轨道耦合
![arXiv:2007.09034v1 [cond-mat.mes-hall] 2020 年 7 月 17 日](/simg/g:\will\search\icon\source\6\6ec24818d10524779ba6e0d039499a82fe1621fa.webp)
arXiv:2007.09034v1 [cond-mat.mes-hall] 2020 年 7 月 17 日
量子点中的自旋量子比特为可扩展量子信息提供了一个颇具吸引力的平台，因为它们与半导体制造兼容 [1, 2]、具有长相干时间 [3]，并且能够在超过 1 开尔文的温度下工作 [4, 5]。量子比特逻辑可以通过脉冲交换相互作用 [6–8] 或通过驱动旋转 [9–12] 来实现。在本文中，我们表明，这些方法可以组合起来，在单个设备中执行大量本机双量子比特门，从而减少执行量子算法的操作开销。我们展示了在高于 1 开尔文的温度下，单量子比特旋转以及双量子比特门 CROT、CPHASE 和 SWAP。此外，我们实现了绝热、非绝热和复合序列，以优化量子比特控制保真度和门时间。我们发现可以在 67 纳秒内执行的双量子比特门，通过理论分析实验噪声源，我们预测保真度将超过 99%。这有望使用可嵌入量子集成电路经典电子器件的量子硬件实现容错操作。双量子比特门是量子信息科学的核心，因为它们可用于创建复杂度超出经典模拟范围的纠缠态 [13]，并最终可实现实际相关的量子算法 [14]。因此，优化双量子比特门是所有量子比特平台的核心方面 [15]。在量子点系统中，可以利用相邻量子点中自旋量子比特之间的交换相互作用自然地实现双量子比特门 [1]。当交换能量远大于量子比特的塞曼能量差时，脉冲相互作用会驱动 SWAP 振荡 [1, 6]，而当塞曼能量差远大于交换能量时，则会导致 CPHASE 振荡 [16]。还需要实现单量子比特门来访问完整的两量子比特希尔伯特空间，这需要量子比特之间的可区分性。这通常是通过自旋轨道耦合 [3] 或集成纳米磁体 [17, 18] 来实现的，从而产生显著的塞曼能量差。在这种情况下实现高保真 SWAP 门需要极大的
囚禁离子中的 Mølmer-Sørensen 门入门
我们用电磁捕获的原子离子晶体来表示量子比特或自旋，每个离子内的两个电子能级表现为有效量子比特或自旋 1/2 粒子。电子能级的具体选择取决于原子元素以及用于操纵和测量量子比特状态的所需控制场类型。这些量子比特状态对于执行量子信息处理的最重要特征是 (a) 能级寿命长且表现出出色的相干性，(b) 能级状态具有适当的强光学跃迁到辅助激发态，允许通过光泵浦进行量子比特初始化并通过荧光进行量子比特检测，以及 (c) 量子比特通过可外部控制和门控的相干耦合进行交互。这将原子种类限制为少数元素和量子比特/自旋态，这些元素和量子比特/自旋态要么被编码为具有射频/微波频率分裂的单个外电子原子的 S 1 / 2 超精细或塞曼基态（例如，Be + 、Mg + 、Ca + 、Sr + 、Ba + 、Cd + 、Zn + 、Hg + 、Yb + ），要么被编码为具有光频率分裂的单个或双外电子原子的基态和 D 或 F 亚稳态电子激发态（例如，Ca + 、Sr + 、Ba + 、Yb + 、B + 、Al + 、Ga + 、In + 、Hg + 、Tl + 、Lu + ）。某些种类（例如，Ba + 、Lu + 、Yb + ）具有足够长的 D 或 F 亚稳态激发态寿命，以在其超精细或塞曼能级中承载量子比特，并具有射频/微波分裂。
高磁场下捕获离子多量子比特门的自发辐射比较
潘宁阱已用于对数百个离子进行量子模拟和传感，并提供了一种扩大捕获离子量子平台的有希望的途径，因为它能够在二维和三维晶体中捕获和控制数百或数千个离子。在潘宁阱和更常见的射频保罗阱中，激光通常用于驱动多量子比特纠缠操作。这些操作中退相干的主要来源是非共振自发辐射。虽然许多捕获离子量子计算机或模拟器使用时钟量子比特，但其他系统（尤其是具有高磁场的系统，如潘宁阱）依赖于塞曼量子比特，这需要对这种退相干进行更复杂的计算。因此，我们从理论上研究了自发辐射对在高磁场中使用捕获离子基态塞曼量子比特执行的量子门的影响。具体来说，我们考虑了两种类型的门——光移位（ ˆ σ zi ˆ σ zj ）门和 Mølmer-Sørensen（ ˆ σ xi ˆ σ xj ）门——它们的激光束近似垂直于磁场（量化轴），并比较了每种门中的退相干误差。在每种门类型中，我们还比较了与驱动门所用的激光束的失谐、偏振和所需强度有关的不同工作点。我们表明，这两种门在高磁场下的最佳工作条件下都能具有相似的性能，并研究了各种工作点的实验可行性。通过检查每个门的磁场依赖性，我们证明，当 P 态精细结构分裂与塞曼分裂相比较大时，Mølmer-Sørensen 门的理论性能明显优于光移门。此外，对于光移门，我们对高场下可实现的保真度与最先进的双量子比特离子阱量子门的保真度进行了近似比较。我们表明，就自发辐射而言，我们当前配置可实现的保真度比最好的低场门大约高一个数量级，但我们也讨论了几种替代配置，其潜在错误率与最先进的离子阱门相当。
用Majoraana Bound States
我们考虑在外部磁场下与旋转轨道耦合的相位偏置的约瑟夫森连接，并研究了在Majorana结合状态的存在下Josephson二极管效应的出现。我们表明，具有沿旋转轨道轴具有Zeeman场的中间区域的连接形成了低能量的Andreev频谱，与超导相位差异φ=π相对于超导相位差不对称，这在拓扑相中受到Majorana Bound态在拓扑相的强烈影响。这种不对称的Andreev频谱产生了异常的电流曲线和临界电流，这些曲线和临界电流在正和负超潮流中不同，因此信号表明了约瑟夫森二极管效应的出现。即使在微不足道的阶段也存在这种效果，但由于主要结合状态的空间非局部性，它在拓扑阶段得到了增强。因此，我们的论文建立了拓扑超导的利用来增强约瑟夫森二极管的功能。
![arxiv：2308.14878v2 [cond-mat.mes-hall] 2024年4月4日](/simg/g:\will\search\icon\source\b\b9791802aad50f784fff530df3a481d1afc2b89d.webp)
arxiv：2308.14878v2 [cond-mat.mes-hall] 2024年4月4日
简介。自从Øersted发现通过电流携带的线发现指南针的偏转以来，一直不断研究磁性自由度的电气操作。现代研究已经在旋转轨道相互作用[1-4]提供的磁电耦合上进行了促进，而近期有力的近期效率是针对没有旋转轨道耦合的系统中轨道自由度的电气操作[5-12]。这项工作集中在意识到Bloch电子对其质量中心具有轨道角（OAM）[13]的意识到，这部分与浆果曲率相关[14-18]。OAM会影响半经典量化[15，17，18]，有助于某些材料的磁化[19-21]，影响dirac材料的Zeeman分裂[22，23]，并归因于非线性磁铁抗性，valley-Hall-Hall-Hall-Hall效应，Valley-Hall效应[19,24,24,25]，以及Anomalos nerners nernSt效应[26]。
![arxiv：2501.05268v1 [Quant-ph] 2025年1月9日](/simg/g:\will\search\icon\source\7\768cd77d034836059dee57db4b77d5b3387862e8.webp)
arxiv：2501.05268v1 [Quant-ph] 2025年1月9日
受模拟退火算法的启发，我们提出了一个量子冷却协议，其中包括退火过程。该协议可以普遍有效地应用于各种量子模拟器，将系统从任意初始状态驱动到基态，以高保真度。我们已经描述了基于扰动理论的冷却过程，并在静态一体的浴缸中与浴室相比验证了浴室在时期调整的Zeeman领域的优势，并为在冷却系统进行冷却时的必要性提供了理由。我们使用横向场ISING模型（TFIM）应用张量化网络方法来模拟我们的冷却协议，以验证协议在冷却一维系统，二维系统以及具有量子噪声的系统中的有效性。我们比较了有和没有退火过程的冷却协议的总体性能，该测试集用随机参数G p生成的测试集。结果表明，使用退火过程的冷却协议可以达到准确性和效率。我们的结果还表明，冷却方案对噪声的抵抗力取决于量子噪声的类型。