利用量子比特探针保护测量另一量子比特

我们研究由一个作为探针的第二量子比特对某一量子比特实施的保护测量。考虑该模型的动机在于其可在囚禁离子等多量子比特系统中进行实验实现。在我们的方案中，关于系统量子比特任意可观测量期望值的信息被编码于探针量子比特态的旋转中。我们描述了产生此测量的哈密顿量结构，并分析了在多种现实条件——如非无穷小测量强度、重复测量、探针固有动力学不可忽略，以及系统与原针量子比特与环境相互作用——下的所得动力学。我们提出了该模型在离子阱中的实验实现方案。该实验可利用现有技术完成，并运用已建立的实验方法来工程化与控制用于量子门及自旋系统量子模拟的哈密顿量。