对于估计任意量子过程相位的基本任务,设计了一种基于傅立叶的量子相位估计变体,它使用多个纠缠量子比特的探测信号。对于简单的实际实现,每个探测量子比特都可以单独应用和测量。当量子比特最佳纠缠时,可以获得海森堡增强的估计效率缩放。相位估计协议可以在存在量子相位噪声的情况下同样应用。这使我们能够研究一般量子相位噪声对基于傅立叶的相位估计性能的影响。特别是它揭示了在没有噪声的情况下发现的最佳策略随着噪声的增加逐渐失去其最优性。此外,与无噪声情况相比,在有噪声的情况下,纠缠的存在不再一致有利于估计;存在一个最佳纠缠量来最大化效率,超过该纠缠量就会变得有害。该结果有助于更好地了解量子噪声和纠缠,从而实现量子信号和信息处理。
在现代物理学的许多领域,利用光场对量子态进行鲁棒控制至关重要。根据平台不同,这可以通过单光子或双光子驱动场来实现单量子比特和纠缠操作[1-3]。控制保真度可以通过使用脉冲整形方案来增强[4]。一种广泛使用的技术是受激拉曼绝热通道(STIRAP)[5,6],它通过耦合到中间态实现两个离散态之间的粒子数转移。STIRAP 的显著优点是它不受中间态自发辐射损失的影响,并且在激光强度等实验条件下对噪声相对不敏感[6]。这使得 STIRAP 在超导电路[7]、囚禁离子[8]、氮空位中心[9]、光机械谐振器[10]、光波导[11]和超冷分子合成[12]中找到了重要的应用。尽管 STIRAP 对激光振幅噪声不太敏感,但它本身对快速激光相位噪声很敏感,因为它依赖于暗态的绝热演化 [6,13] 。为了最大限度地降低相位噪声,需要使用线宽较窄的激光器。这通常是通过主动将光的频率稳定到稳定的参考点(如光学腔)来实现的。这个过程降低了反馈环路带宽内频率的相位噪声,但也会在更高频率下引入额外的噪声。这种高频相位噪声俗称伺服
I.简介阶段同步是5G新无线电(NR)毫米波(MMWave)通信系统性能的关键组成部分。准确的相位同步对于保持通信的可靠性和效率至关重要,尤其是在MMWave频段内,通常从24 GHz到100 GHz。这些高频带实现了前所未有的数据速率和带宽,这对于满足对高速无线连接的需求不断增长至关重要。5G-NR的演变在很大程度上依赖于MMWave技术来提供增强的移动宽带服务,超可靠的低潜伏期通信和大规模的机器型通信,从而解决了传统频带的容量限制[1-3]。但是,5G-NR MMWAVE网络的部署伴随着重大挑战,尤其是在相位误差的准确估计和补偿中。这些错误来自各种来源,包括振荡器缺陷,通道效应和硬件障碍,所有这些都会引起常见相位误差(CPE)。CPE估计和补偿对于确保MMWave系统中可靠的通信至关重要,因为即使是较小的相位偏差也会大大降低系统性能,从而导致错误率提高和信号质量降低[4]。
其中 f ( t ) 是包络,ν 是载波频率,φ 是相位。驱动脉冲用于对量子位执行逻辑运算,其持续时间、幅度和相位决定了所执行的运算类型。在本文中,我们重点研究受相位噪声影响的 N π − 脉冲的生成,以实现 N NOT 非理想门。这里使用持续时间为 50 ns、幅度约为 0.5 au、载波频率为 6 GHz 的矩形脉冲。π − 脉冲强制绕布洛赫球的特定轴(在我们的例子中是 X 轴)旋转 180 度,从而导致量子位的状态反转,见图 1(a)。如果 π − 脉冲受到相位噪声的影响,并且量子位在基本状态 | 0 ⟩ 初始化,则最终状态将不是 | 1 ⟩ ,但由于绕 X、Y 和 Z 轴的不必要的旋转,状态有所不同,见图 1(b)。相位噪声已直接应用于脉冲包络分量,这相当于将其应用于载波相位。
摘要 - 高速和功率电路的设计复杂性增加到更高的操作频率。因此,此手稿概述了如何使用两个可切换除法比率为4和5的双重模数预分量器设计和优化完全差异的发射极耦合逻辑(ECL)门。第一个预拉剂被优化为最高的运行频率,分别为5和4的分别为142 GHz,甚至166 GHz。此外,另一位预拉剂已针对广泛使用的80 GHz频段进行了优化,该频段已由汽车行业大量促进,并且该域中有大量组件。可以在具有较宽的除法比率范围的完全可编程频率分隔线中使用两个预分量员。作为对具有出色噪声性能的频率转换设备的添加期噪声的测量非常具有挑战性,因此在理论上进行了讨论,并实际上进行了。在100 Hz的集成极限内,测得的抖动在500 AS和1.9 FS之间,最高为1 MHz偏移频率。
锁相环(PLL)在物联网手持移动通信设备中占有重要地位。无线通信技术的应用推动了低抖动、小面积、低功耗的PLL的发展[1,2,3,4,5]。压控振荡器(VCO)是PLL的关键模块,必须具备低功耗、低相位噪声的特性,以满足物联网低功耗802.11ah标准[6,7,8,9,10,11]的要求,即在1GHz以下频率范围内,功耗需小于5mW,相位噪声需小于-100dBc/Hz。物联网作为无线通信的关键技术之一,在手持设备、可穿戴设备、智能家居等典型应用中发挥着重要作用。随着接入终端设备数量的快速增长,对低功耗、低相位噪声、高集成度的通信芯片的需求日益凸显。
对于估计任意量子过程相位的基本任务,设计了一种基于傅里叶的量子相位估计变体,它使用多个纠缠量子比特的探测信号。对于简单的实际实现,每个探测量子比特都可以单独应用和测量。当量子比特最佳纠缠时,可以获得海森堡增强的估计效率缩放。相位估计协议可以在存在量子相位噪声的情况下同样应用。这使我们能够研究一般量子相位噪声对基于傅里叶的相位估计性能的影响。特别是,它揭示了在没有噪声的情况下发现的最佳策略随着噪声的增加逐渐失去其最优性。此外,与无噪声情况相比,在有噪声的情况下,纠缠的存在不再一致有利于估计;存在一个最佳纠缠量来最大化效率,超过该纠缠量就会变得有害。该结果有助于更好地了解量子噪声和纠缠,从而实现量子信号和信息处理。