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具有纠缠光子对的非线性量子干涉光谱
我们开发了干涉光谱装置中纠缠光子对引起的时间分辨光子计数信号的封闭表达式。推导出刘维尔空间中的超算子表达式，可以解释耦合到浴槽引起的弛豫和失相。干涉装置将物质和光变量非平凡地混合，这使它们的解释变得复杂。我们为该装置提供了一个直观的模块化框架，以简化其描述。基于检测阶段和光物质相互作用过程的分离，我们表明对纠缠时间和干涉时间变量控制着观察到的物理时间尺度。在纠缠时间较小的极限情况下，只有少数过程对样品响应有贡献，并且可以挑出特定的贡献。
量子匹配滤波——量子时代的信号处理
量子系统对外部场极为敏感，是感测微弱信号的理想选择。量子传感器的有希望的候选者包括金刚石或 SiC（碳化硅）中的缺陷、基于 SQUID（超导量子干涉装置）的传感器、原子传感器等（参见参考文献 1）。这些系统也是构建量子比特（量子位）的候选者，量子比特是量子计算机中信息处理的基本组件。已经开发出各种传感技术，以使用量子位作为传感平台来估计信号的幅度或相位。例如，拉姆齐干涉法 2 允许估计磁场幅度，其灵敏度受量子位自由演化失相时间的限制，可通过最佳控制方法增强灵敏度。3
问题集 3，100 分
错误率 p ad = 1 − e − tg /T 1 和 p pd = 1 − e − 2 tg /T ϕ 取决于门时间 tg、量子比特弛豫时间 T 1 和失相时间 T ϕ = 2 T 1 T 2 / (2 T 1 − T 2 )，其中 T 2 是量子比特相干时间。由于 tg 取决于正在执行的门，因此该噪声模型假设每个门的错误率都不同。为便于分析，我们假设单量子比特门错误率 p ad, 1 q = p pd, 1 q ≡ p 1 = 10 − 4 和双量子比特错误率 p ad, 2 q = p pd, 2 q = p 2 = 10 − 2 。这些值与当前硬件的值非常接近。在这里，我们将研究一个由两个噪声量子比特组成的系统。
在室温碱蒸气中准备狭窄的速度分布
量子记忆是通过同步概率操作来实现大规模量子网络的关键技术。这样的网络对量子记忆施加了严格的要求，例如存储时间，检索效率，带宽和可扩展性。在温暖的原子蒸气平台上使用的梯形阶梯协议是有希望的候选人，将有效的高带宽操作与低噪声的按需检索相结合。然而，它们的存储时间受到运动诱导的脱粒的严重限制，这是由包含蒸气的原子的广泛速度分布引起的。在本文中，我们演示了速度选择性光泵，以提出这种腐蚀机制。这将增加蒸气记忆的可实现的内存存储时间。该技术也可以用于制备任意形状的吸收蛋白，例如准备原子频率梳吸收特征。
量化开放量子动力学中的非马尔可夫性
非马尔可夫开放量子动力学的表征具有理论和实践意义。在一篇开创性的作品 [ Phys. Rev. Lett. 120, 040405 (2018) ] 中，提出了一个必要且充分的量子马尔可夫条件，具有清晰的操作解释和与经典极限的对应关系。在这里，我们为一般开放量子动力学提出了两个非马尔可夫性测度，它们与马尔可夫极限完全相一致，并且可以基于系统的多时间量子测量进行有效计算。提出了一种重建底层开放量子动力学的启发式算法，其复杂性与提出的非马尔可夫性测度直接相关。通过数值示例展示了非马尔可夫性测度和重建算法，并仔细重新审视了量子失相动力学中的非马尔可夫性。
量子伊辛链中的纠缠跃迁
我们研究了 Lindblad 主方程形式中具有相位耗散的量子 Ising 链中的纠缠动力学。我们考虑了两种保留状态高斯形式的解构，使我们能够处理大型系统。第一个解构产生了量子态扩散动力学，而第二个解构描述了一种特定形式的量子跳跃演化，适合构建以保留高斯性。在第一种情况下，我们发现了从面积律到对数律纠缠缩放的交叉，并绘制了相关的相图。在第二种情况下，我们只发现了对数律缩放，并指出了同一 Lindblad 方程的不同解构的不同纠缠行为。最后，我们将这些结果与非厄米汉密尔顿演化的预测进行比较，发现了相互矛盾的结果。
量子计算中的微波
图2。量子基础知识。（a）量子由两个量子状态组成| 0⟩和| 1⟩具有能量差e。（b）当在ω01= e /ℏ时共鸣时，可以在|之间驱动量子状态。 0⟩和| 1⟩，包括|的线性组合0⟩和| 1⟩。（c）在CW谐振驾驶下，Qubit状态发生所谓的Rabi振荡，其中概率| α0| 2和| α1| 2随着时间的及时进化。（d）在频率ω01（噪声温度t b，阻抗z b）偶联质量因子q处耦合到频率质量因子q在时间尺度t 1上导致量子状态转变。如果k b t b≪ω01，这些过渡将由|占主导地位。 1⟩→| 0⟩过程。（e）如果可以通过环境参数λ移动量子频率（例如，磁场），λ中的闪光在ω01中引起浮动，从而在时间尺度Tφ上删除了量子状态。
通过连续非破坏性测量增强了噪声量子计量
在这项工作中，我们表明，通过利用连续量子非破坏性测量，即使在存在独立的失相噪声（通常是最有害的噪声类型）的情况下，也可以在频率估计（或磁力测量）测量方案中保留量子优势。因此，我们验证了这种增强是由于非经典关联（即自旋压缩）而得以保留的，这些关联是由测量本身动态产生的。值得注意的是，我们的方案不需要准备任何纠缠或非经典关联的探针状态：探针在经典相干自旋状态中初始化，量子增强所需的资源在条件演化过程中动态创建。此外，我们提供了证据，证明我们的结果是稳健的，并且在各种噪声强度下甚至在存在低效测量设备的情况下都适用。
双层半导体量子点中的长寿命量子相干性
摘要：本文给出了二能级半导体量子点系统的解析解，讨论了从激发态（α 12 ，α 21 ）的光子辐射跃迁和声子无辐射跃迁的速率、纯失相过程的速率（γ）、失谐参数（）和拉比频率（），以及原子占据概率（ρ 11 (t)和ρ 22 (t)）、原子粒子数反转（ρ z (t)）、纯度（PA (t)）、冯·诺依曼熵（S (t)）和信息熵（H (σ x )、H (σ y )和H (σ z )）。对于α 12 、α 21 、γ 和的一些特殊情况，我们清楚地观察到所有曲线上出现了长寿命量子相干现象。此外，纯度曲线中的衰减现象非常明显，可以通过改变α 12 ，α 21 和γ的值来简单控制。