We consider a pair of identical fermions with the nearest neighbors interaction on a disordered finite closed chain. In such systems arrangement of particles depends on interaction and disorder width. We calculate the probability to observe a bound pair of fermions as a function of these quantities. The exact dependence is given for the simplest nontrivial case. For a large number of sites, we present the results of numerical calculations and analytically obtained asymptotics.

Стабилизационные коды квантовой коррекции ошибок считаются одним из наиболее перспективных методов для создания логических кубитов, обладающих высокой когерентностью. В работе предложена и исследована схема пятикубитного кода коррекции на топологии из десяти сверхпроводниковых кубитов.

Работа посвящена методу генерации неразличимых когерентных состояний, для реализации протоколов КРК с НЦУ. Достигнутый уровень неразличимости позволяет использовать предложенную схему приготовления состояний в высокоскоростных протоколах КРК с НЦУ.

Сверхпроводниковые кубиты являются одной из наиболее успешных платформ для реализации квантовых вычислений. Разработан чертеж 12 кубитного процессора на основе перспективных флаксониумов. Чип состоит из 12 флаксониумов, 16 соединительных элементов, 12 считывающих резонаторов, 3 линий на считывание. Наличие соединительных элементов позволяет активировать двухкубитное взаимодействие только на время двухкубитной операции и добиться высокоточных и двухкубитных и однокубитных операций.

Экспериментально исследована динамика взаимодействия длинного прямоугольного СВЧ импульса со сверхпроводниковым искусственным двухуровневым атомом (далее кратко, кубитом) в одномерном волноводе, проявляющаяся в модуляции формы импульса, прошедшего через систему. В измерениях наблюдается динамика средних по измерениям поля, мощности и корреляционной функции первого порядка для излучения кубита.

В 2001 году Готтесман, Китаев и Прескилл предложили новую идею квантовой коррекции ошибок, коды которой основаны на решетчатых GKP состояниях, реализиумых в фазовом пространстве квантового гармонического осциллятора. В данной работе в качестве архитектуры для таких состояний предлагается использовать планарный двухмодовый кубит-флаксониум, обладающий высокими временами когерентности.

Holonomic quantum computation makes use of non-abelian geometric phases, associated to the evolution of a subspace of quantum states, to encode logical gates. We identify a class of subspaces, for which a sequence of rotations results in a non-abelian holonomy of a topological nature, so that it is invariant under any SO(3)-perturbation. Making use of a Majorana-like stellar representation for subspaces, we give explicit examples of topological-holonomic (or toponomic) NOT and CNOT gates.

Для протокола КРК с НЦУ с фазово-временным кодированием вычислен уровень ошибок в Z-базисе в зависимости от мощности шумовой засветки, которая возникает из-за неидеальности электорооптического модулятора интенсивности. Также получена формула зависимости корреляционной функции второго порядка от разности частот двух лазеров, отношения мощностей импульсов и временного сдвига прихода импульсов на светоделитель. Формула может использоваться для оценки уровня ошибок в X-базисе.

В данной работе предлагается эффективный подход к решению класса задач управления многочастичными квантовыми системами, в котором управление, зависящее от времени, применяется к малой подсистеме. Подход основан на схеме тензорных сетей для построения низкоразмерной модели немарковской динамики подсистемы. Моделирование пониженного порядка, значительно эффективнее, что позволяет использовать инструментарий градиентной оптимизации в пространстве управляющих параметров.

Finite gate errors limit performance of modern quantum computers. We study single qubit gate fidelities for trapped ions by numerically solving Schrodinger equation using full Hamiltonian of the system for one, two, three and four ions. As a result, we show, how infidelity of the global single qubit gates depend on the initial phonon mode occupations, the Lamb-Dicke parameter, Rabi frequency and the number of ions.

Implementing quantum neural network makes it possible to improve the accuracy of calculations for the problem of drug response prediction.

Теоретичиски предсказана возможность 0-π перехода в системе SNS на подложке из магнитного изолятора. В данной раюоте экспериментально подтвержднён немонотонный характер зависимости критического тока от температуры в планарном джозефсоновском S-N-S контакте на основе структуры Nb-Cu-Nb с подложкой из YIG.

Из-за нелинейного эффекта фазовой самомодуляции когерентные состояния света в оптических средах, обладающих кубической нелинейностью, эволюционируют в негауссовы, так называемые “банановые” состояния. Мы разработали быстрый и удобный формализм вычисления квазивероятностных распределений Хусими и Вигнера ярких (многофотонных) "банановых" состояний.

В данной работе исследуется детектор одиночных фотонов из нанопроволоки. Для определения эффективности детектора вычисляется вероятность поглощения фотона тонкой сверхпроводящей пленкой в модели БКШ.

Quantum circuits may be classically simulated using Monte Carlo sampling techniques applied to quasiprobability representations of the elements (states, gates, measurements) of a circuit. The effectiveness of the simulation is determined by the amount of negativity in the representation. We propose a general protocol to compute the negativity of the elements and to find the quasiprobability representations which minimize the total negativity of the circuit.

Одна из проблем для спутниковых систем КРК - разная эффективность обнаружения  фотонов в разных поляризационных каналах наземной станции. Мы моделируем КРК между спутником и землей, используя четыре несбалансированных канала, и вычисляем оценку на скорость генерации и длину секретного ключа. По измеренным характеристикам нашей наземной станции, при несоответствии эффективности обнаружения 1:2 вычисления показывают уменьшение скорости генерации секретного ключа на 20%. 

The aim of this work is to observe the destruction of quantum coherence in non-integrable billiards on the example of the Bunimovich stadium.

В данной работе рассмотрено влияние декогерентности на состояние кудита, реализуемого на FinFET структуре. Была получена зависимость декогерентности от времени и параметра затухания. Полученные результаты могут быть использованы для определения области параметров, в которых эволюция электрона сохраняет квантовый характер.

The description of non-equilibrium many-body dynamics is quite complicated, because working with nonequilibrium states we face with exponential blowup of complexity, associated with the dynamical growth of quantum entanglement. In this work we propose the light-cone approximation method, solving this problem and showing that the complexity of real-time motion is effectively bounded

Avoiding decoherence is a key issue for  quantum computing. In order to develop quantum gates operating on subcycle timescales, we investigate driving by light pulses having durations on such timescales. We find the resulting transformations analytically by applying a unitary perturbation theory. We identify the corresponding effective rotation as a functional of a given pulse, specifying operations allowed within a subcycle driving scheme.   

We consider a quasi-one-dimensional two-component condensate of exciton polaritons in a ring geometry. In a limit of weak barrier and TE-TM splitting we describe several symmetry breaking scenarios which implies either restoration of the global condensate rotation or establishing of the circular polarisation in the symmetry-broken phase. Our work contains analytical estimations of the symmetry breaking conditions with predictions of the full model obtained numerically.

We consider Heisenberg spin chain with next nearest neighbour interaction. In work [D. Kurlov et al., Phys. Rev. B 105, 104302 (2022)] it was conjectured that this model is quasi-integrable. We examine this conjecture using Adiabatic Gauge Potential and construct the infinite set of quasi-conserved quantities explicitly.

We investigate the effect of weak disorder on the superfluid properties of two-component quasi-two-dimensional dipolar Fermi gases. We find that the transition temperature in the weakly interacting regime can be strongly increased by the disorder. However, the effect becomes smaller with increasing the fermion-fermion interaction, and in the strongly interacting regime, the superfluid transition temperature in the weak disorder becomes very close to that in the absence of disorder.

In this paper we offer a new surface trap design capable of coupling the ion motion in the selected wells among ten by adjusting the DC-voltages on a set of electrodes. We demonstrate and characterize a variety of phonon mode spectra for different voltage sets for 10 ion-architecture for two types of ions Ca and Be. We found that it is possible to unite the ions into segments with unique phonon mode frequencies to perform parallel MS-gate operations.

Проведение экспериментов по переселению ультра-холодного тулия на магнитные подуровни основного состояния требую высокой стабильности магнитного поля. В данной работе разработана и реализована схема активной стабилизации магнитного поля.

We propose a concept for a novel type of magnetic field quantum sensor. Our sensor relies on the extreme sensitivity of the electronic density at the boundaries of a Chern insulator in a non-trivial phase to an applied magnetic field. In this sensor, scaling of the Fisher information with the system size surpasses the classical limit, while the system does not require the creation and preservation of complex entangled states as other quantum sensors typically do.

In this work, we discuss a problem of finding optimal qubit-to-qudit mapping and propose a method for its finding for the given qubit circuit, number of qudits and their dimension, which are located in all-to-all coupling map in the processor.

В данной работе было проведено численное моделирование системы трансмон-резонатор, а также экспериментально реализован сброс сверхпроводникового кубита-трансмона в основное состояние. Была найдена оптимальная область параметров мощностей сигналов, подаваемых на кубит и резонатор, для достижения наилучшей точности.

Рассмотрена процедура восстановления частоты следования квантового сигнала, необходимая для синхронизации часов, при КРК на базе спутника, использующая принятые квантовые сигналы и известное расстояние между спутником и приемником во время сеанса связи. Представленный подход основан на упрощенной концепции восстановления частоты. Метод был применен к данным, моделирующим квантовый сигнал, передаваемый со спутника на наземную станцию, точность восстановления частоты составила 1.21 нс.

В работе рассматривается численный алгоритм построения границы устойчивости эллиптической поляризации в вертикально-излучающем лазере. Получены границы стабильности при различных параметрах. Данные результаты могут быть применены в задаче разработки квантового ГСЧ а также оценке параметров вертикально-излучающего лазера экспериментальным образом на основе анализа поляризации его излучения.

В работе представлены результаты моделирования оптических свойств микрорезонаторов и фотонных молекул 

Для протокола КРК с НЦУ с фазово-временным кодированием аналитически обсчитана модель влияния мертвого времени детекторов одиночных фотонов в предположении синхронного мертвого времени. Полученные результаты дают представление о вкладе мертвого времни ДОФ в скорость генерации секретного ключа.

Mixed species ion crystals have several advantages in the field of quantum computation. However yet it has been a problem to entangle two ions of different species due to high normal modes amplitude mismatch. In this work we demonstrate a method to do so using optical tweezer. Also we have developed a method to calculate optimal Rabi frequencies for parallel entanglement of two ion pairs and it was shown that such configurations with tweezers are beneficial for parallel gates as well.

Системы квантового распределения ключа на непрерывных переменных могут быть реализованы с помощью стандартного телекоммуникационного оборудования с использованием когерентного детектирования. Для обеспечения безопасности сетей КРК НП необходимо исследование различных атак на техническую реализацию, в частности, на балансный детектор (локальный осциллятор) - ключевой компонент блока детектирования. В работе исследовано влияние наносекундных импульсов на отклик фотодиодов балансного детектора.

В работе исследуется динамика генерации параметрического сигнала в системе с двумя накачками с целью получения компактных источников сжатых состояний света и гребенок с помощью явления затягивания лазерных диодов на моды интегрального кольцевого резонатора. Получены данные о динамике возбуждения оптической гребенки при затягивании на разные частоты микрорезонатора с аномальной дисперсией; проанализирован спектр фазового шума, позволяющий оценить эффективность стабилизации лазеров.

Создание узкополосных лазеров является одной из ключевых задач фотоники. Одним из методов реализации таких лазеров является эффект затягивания диодного лазера на собственные моды интегрального кольцевого микрорезонатора. В данной работе рассматривается зависимость влияния потерь в системе диод-микрорезонатор на режим затягивания лазера и исследован эффект расщепления зоны затягивания на две. Результаты теоретической модели затягивания было подтверждено экспериментальными данными. 

В работе подбираются параметры SQUID на основе дайемовских мостиков для последующего применения в перестраиваемых внешним магнитным полем резонаторах. Было проведено моделирование перестраиваемого резонатора, изготовление и измерение пробных образцов и оценка геометрических индуктивностей SQUID для создания нового дизайна.

Рассмотрен аппарат тензорных сетей для восстановление волновых функций в непрерывном базисе. Получен метод обеспечивающий высокую точность и низкий коэффициент корелляции между масштабами дискретизации волновой функции