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在玻色量量子代码中的数量和相位转移弹性方面的权衡
量子代码通常依靠大量的自由度来达到低错误率。但是，每个额外的自由度都会引入一套新的错误机制。因此，最大程度地减少了量子代码使用的自由度是有帮助的。一种量子误差校正解决方案是将量子信息编码为一个或多个骨气模式。我们重新审视旋转不变的骨气代码，这些代码在fock状态下由整数g隔开，而间隙g则赋予了这些代码的数字弹性。直觉上，由于相位运算符和数字换档运算符不会通勤，因此人们期望在弹性到数换速器和旋转错误之间进行权衡。在这里，我们获得了与高斯dephasing误差相对于GPAP的单模单模式代码的近似量子误差的不存在的结果。我们表明，通过使用任意多种模式，G型多模式代码可以为任何有限的高斯dephasing和振幅阻尼误差产生良好的近似量子误差校正代码。
使用集体的海森堡限制量子计量学......
量子计量的目标是利用纠缠等量子特性精确估计参数。这种估计通常包括三个步骤：状态准备、时间演化（在此过程中参数信息被编码到状态中）和状态读出。时间演化过程中的退相干通常会降低量子计量的性能，被认为是实现纠缠增强传感的主要障碍之一。然而，我们表明，在适当的条件下，可以利用这种退相干来提高灵敏度。假设我们有两个轴，我们的目标是估计它们之间的相对角度。我们的结果表明，使用 Markvoian 集体退相干来估计两个方向之间的相对角度可实现海森堡极限灵敏度。此外，我们基于 Markvoian 集体退相干的协议对环境噪声具有鲁棒性：即使在独立退相干的影响下，也可以通过应用集体退相干来实现海森堡极限。我们提出的关于退相干的反直觉建议为量子计量学带来了新的应用。
通过量子点接触检测开放双量子点系统的几何相位
理论研究了在纯失相和耗散环境下利用量子点接触（QPC）测量双量子点（DQD）系统的几何相位。结果表明，在这两种环境下，准周期内量子点间的耦合强度对准周期内几何相位的影响增强，这是由于连接两个量子点的隧穿通道宽度的扩大，加速了量子点间电子的振荡，使其演化路径变长。另外，由于系统与QPC间较强的耦合将电子冻结在一个量子点内，演化路径所包围的立体角近似为零，因此几何相位存在一个明显的近零区域，这与量子芝诺效应有关。对于纯失相环境，随着失相率的增加，几何相位被抑制，这仅是由系统的相位阻尼引起的。在耗散环境下，几何相位随着弛豫速率的增大而减小，这是由于体系的能量耗散和相位衰减共同作用的结果，该结果对在量子信息中利用几何相位构建基于量子点体系的容错量子器件具有指导意义。
区分量子和经典马尔可夫...
了解开放量子系统中的耗散是否真正是量子的，是一个既有基础意义又有实际意义的问题。我们考虑 n 个量子比特受到相关马尔可夫相位失调的影响，并提出一个充分条件，说明何时由浴引起的耗散可以产生系统纠缠，因此必须被视为量子的。令人惊讶的是，我们发现时间反演对称性 (TRS) 的存在与否起着至关重要的作用：耗散纠缠的产生需要破坏的 TRS。此外，仅仅具有非零浴敏感性不足以使耗散成为量子。我们的工作还提出了一种明确的实验协议来识别真正的量子相位失调耗散，并为研究更复杂的耗散系统和寻找最佳的噪声缓解策略奠定了基础。
摘要小册子量子国际会议...
上午 10:10：开幕全体会议演讲 – Mark Wilde (康奈尔大学) 玻色子失相信道的通信、鉴别和估计的基本极限的精确解 失相是一种影响量子信息载体的突出噪声机制，也是实现有用的量子计算、通信和传感的主要挑战之一。在玻色子系统中，玻色子失相信道 (BDC) 是许多应用的核心，它形成了一类关键的非高斯信道，用于模拟影响超导电路或光纤通信信道的噪声。在这里，我们考虑 BDC 的通信、鉴别和估计，同时使用量子力学允许的一般策略来完成这些任务。我们为所有 BDC 的量子、私有、双向辅助量子和密钥协商容量提供了精确公式，证明它们都等于信道底层分布与均匀分布的相对熵。对于区分和估计任务，我们根据定义 BDC 的概率密度将困难的量子问题简化为简单的经典问题。我们提出了各种区分和估计任务的性能上限，并表明它们也是可以实现的。据我们所知，这是非高斯玻色子信道的第一个例子，对于所有这些任务都有精确的解。与 Zixin Huang（麦考瑞大学）和 Ludovico Lami（阿姆斯特丹大学）合作。
迈向经典错误校正量子内存
基于数值优化的实现实际设备门和参数，我们研究了相位频率（重复）代码的性能，该代码在载有单粒细胞量子量子的线性芯片（GAAS）量子点的线性阵列上。我们首先使用电路级别和现象学噪声的简单误差模型来检查代码的预期性能，例如，报告的电路级去极化噪声阈值约为3％。然后，我们使用最大样本和最小匹配的解码器进行密度 - 矩阵模拟，以研究实现真实设备的消除，读出误差以及准危机以及快速门噪声的效果。考虑到量子读数误差与dephasing时间（t 2）之间的权衡，我们确定了位于实验范围内的相位闪光代码的子阈值区域。
![arxiv：2402.03031v1 [Quant -ph] 2024年2月5日-Schuster Lab](/simg/g:\will\search\icon\source\5\55f7eacd0c0b8c3191a29d814f9e46db3d51a3bc.webp)
arxiv：2402.03031v1 [Quant -ph] 2024年2月5日-Schuster Lab
当前最新的超导量子盘冷却至极低的脾气，以避免反应的来源。较高的量子工作温度将显着提高可用的冷却能力，这对于扩大量子计算体系结构中的量子数量和在需要增加散热量的实验中的量子量。要在较高温度下操作超导Qubits，有必要解决两粒子的脱碳（对于高于160 mk以上的铝连接处而言变得很重要），并从热微波光子（高于50 mk的问题）中进行脱落。使用低损失尼伯三利叶连接，由于尼伯群的高导体过渡温度较高，它们对准粒子的敏感性降低了，我们制造的频率高于先前研究的频率，最高为24 GHz。我们测量了约1 µ s的去碳和去化性时间，对应于大约10 5的平均Qubit质量因子，并发现不受1 k的准粒子的影响，不放松的准粒子不受欢迎，我们能够从纯粹的热源中探索，发现我们的Qubits可以探索大约250米，从而可以探索纯粹的热源，从而探索了距离。这些量子位的热弹性创建了用于扩展量子处理器的新选项，启用具有高热量耗散预算的混合量子实验，并引入了一个材料平台，以供更高频率乘坐。
利用量子比特集合表征温度和应变变化以实现强大的相干性保护
固态自旋缺陷，尤其是可能实现长相干时间的核自旋，是量子存储器和传感器的有力候选者。然而，由于其固有四极子和超精细相互作用的变化，它们当前的性能仍然受到失相的限制。我们提出了一种不平衡回波来克服这一挑战，即使用第二个自旋重新聚焦这些相互作用的变化，同时保留存储在核自旋自由演化中的量子信息。不平衡回波可用于探测材料中的温度和应变分布。我们开发了第一性原理方法来预测这些相互作用的变化，并揭示它们在较大温度和应变范围内的相关性。在金刚石中大约 10 10 个核自旋的集合中进行的实验表明，受其他噪声源的限制，失相时间增加了 20 倍。我们进一步通过数值表明，我们的方法可以重新聚焦比我们实验中更强的噪声变化。
用量子组合表征温度和应变变化，以使其强大的连贯保护
固态自旋缺陷，尤其是具有可能可实现的长相干时间的核自旋，是量子记忆和传感器的诱人候选者。但是，由于其内在四极杆和超细相互作用的变化，它们的当前性能仍然受到限制。我们提出了一个不平衡的回声来克服这一挑战，通过使用第二个自旋来重新调整这些相互作用的变化，同时保留存储在核自旋进化中的量子信息。不平衡的回声可用于探测材料中的温度和应变分布。我们开发了第一个原理方法来预测这些相互作用的变化，并揭示了它们在大温度和应变范围内的相关性。在钻石中大约10 10个核自旋中进行的实验表明，增加了20倍的去态时间，受到其他噪声源的限制。我们进一步表明，与实验中的相比，我们的方法可以重新调整更强的噪声变化。