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超导量子比特读出
为了使超导量子比特成为大规模量子信息处理的可行平台，需要高保真度的读出。本论文研究了描述初始化和读出序列中的系统和时间演化的底层物理，以研究不同的物理参数如何影响状态准备和测量 (SPAM) 误差。通过校准单个超导量子比特，使用随机主方程建立了一个模拟模型来模拟量子比特谐振器系统的色散近似。该模型能够生成具有与实验室测量相似的分布和 SPAM 保真度的 IQ 测量的真实图。该模型用于估计三个因素对不保真度的贡献：非零温度、测量过程中的能量衰减和低效测量。我们得出结论，非零温度是所分析系统的最大贡献者。该模型进一步用于模拟具有边际改进的系统。这为讨论如何改进超导量子比特读出提供了基础。
实验量子构建
量子位，也称为Qubits，是经典位的量子对应物。经典位是可以占用两个状态之一（或1）之一的信息，并构成经典计算的基础。喜欢经典的位，Qubits也有两个状态，| 0⟩和| 1⟩，是正交的，被称为计算基础状态。状态的选择| 0⟩和| 1⟩而不是其他选择，例如| +⟩和| −⟩是用于量子计算的约定。与经典的位不同，Qubits可以处于计算基础状态的叠加| ψ⟩= a | 0⟩ + b | 1⟩具有复杂的系数A和B，其中| A | 2 + | b | 2 = 1。这些复杂系数的模量平方使我们有可能在任何一个计算基础状态下测量量子的概率，因此我们要求所有概率的总和必须等于一个。当我们将经过的单量系统转移到多Qubit系统中时，我们将获得更多的计算基础状态。例如，两个Quibent的系统具有计算基础状态| 00⟩，| 01⟩，| 10⟩，| 11⟩。系统的状态可以再次成为计算基础状态的叠加，并具有复杂的系数A I
在单元量子比特通道上
获得了局部酉变换下酉量子比特信道的标准形式。具体而言，证明了酉量子信道的 Choi 矩阵的特征值形成标准形式的一组完整的不变量。由此立即可知，每个酉量子比特信道都是四个酉信道的平均值。更一般地，只要 2(p 1 , . . . , pm ) 由信道 Choi 矩阵的特征值向量优化，酉量子比特信道就可以表示为具有凸系数 p 1 , . . . , pm 的酉信道的凸组合。标准形式的酉量子比特信道会将 Bloch 球面变换到椭圆体上。我们研究了将 Bloch 球面发送到相应椭圆体的自然线性映射的详细结构。
Qubit波动的物理信息跟踪
1 Quantum设备中心，Niels Bohr Institute，哥本哈根大学，2100哥本哈根，丹麦2号哥本哈根2洛伦兹研究所和莱顿高级计算机科学研究所，莱顿大学，P.O。Box 9506，2300 Ra Leiden，荷兰3量子旋转中心，物理系，挪威科学与技术大学，NO-7491 Trondheim，挪威4 Qdevil，Qudevil，Qudevil，Quantum Machines，Quantum Machines，2750 Ballerup，Ballerup，Ballerup，Ballerup，丹麦5号工程学系，牛津大学，牛津大学，牛津大学，牛津大学，国王6 3pj and osteric of Actire of Actire of Burd of Accient and Intercoment of Thressicatik印第安纳州拉斐特47907，美国7 Birck纳米技术中心，普渡大学，西拉斐特，印第安纳州47907，美国8 Elmore电气和计算机工程学院，Purdue University，Purdue University，West Lafayette，Indiana 47907Box 9506，2300 Ra Leiden，荷兰3量子旋转中心，物理系，挪威科学与技术大学，NO-7491 Trondheim，挪威4 Qdevil，Qudevil，Qudevil，Quantum Machines，Quantum Machines，2750 Ballerup，Ballerup，Ballerup，Ballerup，丹麦5号工程学系，牛津大学，牛津大学，牛津大学，牛津大学，国王6 3pj and osteric of Actire of Actire of Burd of Accient and Intercoment of Thressicatik印第安纳州拉斐特47907，美国7 Birck纳米技术中心，普渡大学，西拉斐特，印第安纳州47907，美国8 Elmore电气和计算机工程学院，Purdue University，Purdue University，West Lafayette，Indiana 47907
错误校正的Qubit的耐故障控制
量子误差校正通过将其编码为较大的量子系统1,2来保护脆弱的量子信息。这些额外的自由度可实现错误的检测和校正，但也增加了编码逻辑量子的控制复杂性。容忍故障的电路在控制逻辑量子位时包含错误的传播，对于在实践3-6中实现错误抑制至关重要。尽管容忍故障设计原则上有效，但以前尚未在具有本机噪声特征的错误校正物理系统中证明它。在这里，我们实验表明，使用13个捕获的离子量子箱进行了培根 - 逻辑量子量的制备，测量，旋转和稳定剂测量的耐断层电路。当我们将这些容忍故障的方案与非耐受耐受的协议进行比较时，我们会看到在存在噪声的情况下逻辑原则的错误率显着降低。易于故障设计的结果是在离线误差校正后的平均状态准备和测量误差为0.6％，克利福德门误差为0.3％。此外，我们准备了超过蒸馏阈值7的忠诚度的魔术状态，证明了通用耐断层控制所需的所有关键单量成分。这些结果表明，耐断层电路可以在当前量子系统中高度准确的逻辑原始素。有了改进的两倍大门和中间测量的使用，可以实现稳定的逻辑量子。
动态缩放对称性和时间依赖性标量场的渐近量子相关性
我们考虑具有较大n限制和半经典重力二重描述的6D超符号的理论（SCFTS）。使用6D SCFT的Quiver样结构，我们研究了一个免受大型操作员混合的操作员的子部门。这些操作员以一维自旋链中的自由度为特征，相关状态通常是高度纠缠的。这在强耦合的量子场理论中提供了量子样状态的具体实现。重新归一化组流量转化为这些一维自旋链的特定变形。我们还提出了一种猜想的自旋链哈密顿量，该链链条跟踪这些状态的演变是重新归一化组流的函数，并在这种情况下研究了量子操作。对没有广告双重的理论的类似考虑，例如从t 2上的部分张量分支理论获得的6D小字符串理论和4D SCFT。
论量子比特 Clifford 层次结构中的群
这里我们研究了可以使用量子比特 Clifford 层次结构中的元素构造的酉群。我们首先提供半 Clifford 和广义半 Clifford 元素必须满足的必要和充分规范形式才能进入 Clifford 层次结构。然后我们对可以由这些元素形成的群进行分类。直到 Clifford 共轭，我们对 Clifford 层次结构中可以使用广义半 Clifford 元素构造的所有此类群进行分类。我们在附录中讨论了此分类的一个可能的小例外。这可能不是对量子比特 Clifford 层次结构中所有群的完整分类，因为目前尚不清楚 Clifford 层次结构中的所有元素是否都必须是广义半 Clifford。除了 Cui 等人发现的对角门群之外，我们还表明 Clifford 层次结构中还包含许多非同构（对角门群）广义对称群。最后，作为此分类的应用，我们研究了由本文列举的群的结构给出的横向门的限制，这可能具有独立的兴趣。