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用于欧姆环境温度的双量子比特量子探测器
我们讨论一个特殊情况，其中开放量子系统可用作复杂系统新特性的量子探针，如热浴的温度。量子探针固有的抗退相干性是使整个方案非常敏感的关键特征。这里研究的具体设置是量子测温法，旨在利用退相干作为资源来估计样品的温度。我们专注于欧姆区（从亚欧姆到超欧姆）平衡的玻色子浴的温度估计，通过使用不同初始状态的量子比特对并与不同环境相互作用，由单个热浴或两个相同温度的独立热浴组成。我们的方案涉及探针的纯相位失调，从而避免与样品的能量交换以及随之而来的温度本身的扰动。我们讨论了探针之间的相关性的作用以及局部浴与全局浴的存在。我们表明，如果两个量子位嵌入在一个公共槽中，那么纠缠可以在短时间内改善温度测定，而如果交互时间不受限制，那么相干性而不是纠缠才是量子温度测定的关键资源。
强磁场中激光加速电子的能量增益 A. Arefiev, 1, 2 Z. Gong, 3, 4 和 APL Robinson 5
本文讨论了在具有静态均匀磁场 B ∗ 的等离子体中用激光脉冲加速电子。激光脉冲垂直于磁场线传播，其极化选择为 (E 激光 · B ∗ ) = 0。本文重点研究具有可观初始横向动量的电子，这些电子由于强烈的失相，在没有磁场的情况下无法从激光中获得大量能量。结果表明，磁场可以通过旋转这样的电子来引起能量增加，从而使其动量变为向前。能量增益在这个转折点之后仍会持续，在此转折点处失相会降至一个非常小的值。与纯真空加速的情况相反，电子会经历快速的能量增加，通过分析得出的最大能量增益取决于磁场强度和波的相速度。磁场增强的能量在高激光振幅（a 0 ≫ 1）下非常有用，此时与真空中的加速度类似的加速度无法在数十微米的范围内产生高能电子。强磁场有助于在不显著增加相互作用长度的情况下增加 a 0。
强激光加速电子的能量增益...
本文讨论了在具有静态均匀磁场 B ∗ 的等离子体中用激光脉冲加速电子。激光脉冲垂直于磁场线传播，其极化选择为 (E 激光 · B ∗ ) = 0。本文重点研究具有可观初始横向动量的电子，这些电子由于强烈的失相，在没有磁场的情况下无法从激光中获得大量能量。结果表明，磁场可以通过旋转这样的电子来引起能量增加，从而使其动量变为向前。能量增益在这个转折点之后仍会持续，在此转折点处失相会降至一个非常小的值。与纯真空加速的情况相反，电子会经历快速的能量增加，通过分析得出的最大能量增益取决于磁场强度和波的相速度。磁场增强的能量在高激光振幅（a 0 ≫ 1）下非常有用，此时与真空中的加速度类似的加速度无法在数十微米的范围内产生高能电子。强磁场有助于在不显著增加相互作用长度的情况下增加 a 0。
错误校正的量子传感
量子计量学在科学和技术中具有许多重要的应用，从频率表格到引力波检测。量子力学对测量精度施加了基本限制，称为Heisenberg限制，这是无噪声量子系统可以实现的，但通常无法实现遇到噪声的系统。在这里，我们研究了如何通过量子误差校正来提高测量精度，这是一种保护量子系统免受噪声影响影响的一般方法。我们发现，假设可以使用噪音无噪声的Ancilla系统，并且可以执行这种快速，准确的量子处理，则可以使用受马尔可夫噪声的量子探针来实现Heisenberg极限。当满足功能的条件时，可以通过求解半有限的程序来找到达到最佳精度的量子误差校正代码。我们还表明，当Hamiltonian和错误操作员通勤时，不需要噪音无噪音。最后，我们提供了两个明确的量子传感器的原型示例：量子量和有损失的骨气模式。
![arxiv：2402.10897v3 [Quant-ph] 2024年6月14日](/simg/g:\will\search\icon\source\d\d3e48b33603a1e69bdf36f8b81f90041c95e6f93.webp)
arxiv：2402.10897v3 [Quant-ph] 2024年6月14日
在光学量子信息处理中，基于半导体材料中的两级系统的单光子源可实现单个光子的需求生成。为了启动伴随发射过程，有必要有效地填充激发态。然而，由于在固态环境中存在电荷噪声和声子诱导的反应性，因此以高效率和高光子不明智的效率和高光子不明智的态度来调解需求的需求仍然是一个挑战。在这里，我们重建了WSE 2量子发射器在发射过程中经历的声子光谱密度，我们将此信息用于理论上分析谐振，声音辅助和量子发射器种群（SUPER）摇摆激励方案的性能。在谐振激发下，我们获得了强烈的声子耦合的激发剂限制为0.80的激动子制剂，而超级方案（或0.89，根据所考虑的发射极类型）提高到0.96（或0.89）。在近谐振的语音辅助激发下，我们的理论预测了近乎统一的激发保真度，最高为0.976（0.997）。此外，我们证明，假设抑制了声子边带，诸如电荷和自旋波动之类的残留脱位机制是破坏光子无法区分性的主导地位的反折叠机制。
CQSE 与 NCTS 联合研讨会
将二维材料（如石墨烯）与超导量子电路集成是寻找新型量子计算器件的一个新兴课题，因为它具有出色的导电性和二维门控特性。已经报道了一些关键的观察结果，例如门可调量子比特能量、拉比振荡和 36 纳秒（51 纳秒）尺度的量子比特弛豫时间 T1（失相时间 T2 ∗ ）[1]。拓扑材料由于其受拓扑保护的表面和边缘态可以作为承载超流的稳健通道，也是用于基于二维材料的量子计算器件的有希望的候选材料 [2-3]。此外，STS 结（S 为超导体，T 为拓扑材料）自然提供了一个探索与马约拉纳束缚态 (MBS) 相关的物理的平台。在本次演讲的第一部分，我将回顾这一领域，并介绍我们实验室中一些与二维腔集成的量子电路 [4]。另一方面，基于 3D 腔的超导量子比特具有允许在其组成约瑟夫森结上进行直流传输测量的优势。在本次演讲的第二部分，我将介绍我们最近在表征铜 3D 腔中的通量可调石墨烯量子电路方面的工作。
超导量子网络中的纠缠净化与保护
高保真量子纠缠是量子通信和分布式量子计算的关键资源，可实现量子态隐形传态、密集编码和量子加密。然而，通信信道中的任何退相干源都会降低纠缠保真度，从而增加纠缠态协议的错误率。纠缠纯化提供了一种缓解这些非理想性的方法，它将不纯态提炼成更高保真度的纠缠态。在这里，我们展示了两个远程超导量子节点之间共享的贝尔对的纠缠纯化，这两个节点通过一条 1 米长的中等损耗超导通信电缆连接。我们使用纯化过程来校正由电缆传输引起的主要振幅阻尼误差，对于更高的阻尼误差，保真度最高可提高 25%。纯化实现的最佳最终保真度为 94.09！0.98%。此外，我们同时使用动态解耦和 Rabi 驱动来保护纠缠态免受局部噪声的影响，将有效量子比特失相时间增加了 4 倍，从 3 微秒增加到 12 微秒。这些方法展示了在超导量子通信网络中生成和保存非常高保真度纠缠的潜力。
$^{87}$Sr 中十能级核自旋量子点的量子最优控制
我们研究了使用量子最优控制在 87 Sr、ad = 10 维（四进制）希尔伯特空间中实现 I = 9 / 2 核自旋状态的幺正映射的能力。通过核自旋共振和张量交流斯塔克位移的组合，仅通过调制射频磁场的相位，该系统即可实现量子可控。碱土金属原子（例如 87 Sr）由于复合线较窄且激发态的超精细分裂较大，因此具有非常有利的品质因数。我们用数字方式研究了量子速度极限、最优参数以及任意状态制备和完整 SU(10) 映射的保真度，包括由于光移激光引起的光泵浦而产生的退相干。我们还研究了使用稳健控制来减轻由于光移不均匀性而导致的一些失相。我们发现，当 rf Rabi 频率为 rf 且光移不均匀性为 0.5% 时，我们可以在时间 T = 4.5 π/ rf 内制备任意 Haar 随机状态，平均保真度 ⟨ F ψ ⟩= 0.9992，并在时间 T = 24 π/ rf 内制备任意 Haar 随机 SU(10) 映射，平均保真度 ⟨ FU ⟩= 0.9923。
用于集成量子技术的可调和可转移金刚石膜
摘要：金刚石中的色心在量子技术中被广泛探索为量子比特。然而，在设备异质结构中有效和高效地集成这些金刚石承载的量子比特方面仍然存在挑战。在这里，通过“智能切割”和同位素（12C）纯化过度生长合成了纳米级厚度的均匀金刚石膜。这些膜具有可调的厚度（显示为 50 至 250 纳米），是确定性可转移的，具有双边原子平坦表面（R q ≤ 0.3 纳米）和块状金刚石结晶度。色心是通过注入和原位过度生长掺入来合成的。在 110 纳米厚的膜内，单个锗空位（GeV − ）中心在 5.4 K 下表现出稳定的光致发光，平均光学跃迁线宽低至 125 MHz。单个氮空位 (NV − ) 中心的室温自旋相干性显示 Ramsey 自旋失相时间 ( T 2 * ) 和 Hahn 回波时间 ( T 2 ) 分别长达 150 和 400 μ s。该平台可将承载相干色心的金刚石膜直接集成到量子技术中。关键词：金刚石、色心、量子信息科学、异质结构、量子传感
量子态制备和非幺正演化与……
在基于酉门的量子设备上实现非酉变换对于模拟各种物理问题（包括开放量子系统和次归一化量子态）至关重要。我们提出了一种基于膨胀的算法，使用仅具有一个辅助量子位的概率量子计算来模拟非酉运算。我们利用奇异值分解 (SVD) 将任何一般量子算子分解为两个酉算子和一个对角非酉算子的乘积，我们表明这可以通过 1 量子位膨胀空间中的对角酉算子来实现。虽然膨胀技术增加了计算中的量子位数，从而增加了门的复杂性，但我们的算法将膨胀空间中所需的操作限制为具有已知电路分解的对角酉算子。我们使用此算法在高保真度的量子设备上准备随机次归一化两级状态。此外，我们展示了在量子设备上计算的失相通道和振幅衰减通道中两级开放量子系统的精确非幺正动力学。当 SVD 可以轻松计算时，所提出的算法对于实现一般的非幺正运算最为有用，在嘈杂的中型量子计算时代，大多数运算符都是这种情况。