論文の概要: Proposal for a nanomechanical qubit
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2008.10524v3
- Date: Mon, 23 Aug 2021 08:19:59 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-05 02:10:53.902828
- Title: Proposal for a nanomechanical qubit
- Title（参考訳）: ナノメカニカル量子ビットの提案
- Authors: F. Pistolesi, A.N. Cleland, and A. Bachtold
- Abstract要約: 機械的な量子ビットは、量子計算とセンシングのための重要な新しいプラットフォームを提供する可能性がある。
懸濁カーボンナノチューブの曲げモードの1つを、ナノチューブで定義された二重量子ドットの電荷状態に結合することにより、十分な不調和を誘導できることを示す。
興味深いことに、量子ドットによる劣化は、結合系において数桁の規模で減少することが期待されている。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Mechanical oscillators have been demonstrated with very high quality factors
over a wide range of frequencies. These also couple to a wide variety of fields
and forces, making them ideal as sensors. The realization of a
mechanically-based quantum bit could therefore provide an important new
platform for quantum computation and sensing. Here we show that by coupling one
of the flexural modes of a suspended carbon nanotube to the charge states of a
double quantum dot defined in the nanotube, it is possible to induce sufficient
anharmonicity in the mechanical oscillator so that the coupled system can be
used as a mechanical quantum bit. This can however only be achieved when the
device enters the ultrastrong coupling regime. We discuss the conditions for
the anharmonicity to appear, and we show that the Hamiltonian can be mapped
onto an anharmonic oscillator, allowing us to work out the energy level
structure and how decoherence from the quantum dot and the mechanical
oscillator are inherited by the qubit. Remarkably, the dephasing due to the
quantum dot is expected to be reduced by several orders of magnitude in the
coupled system. We outline qubit control, readout protocols, the realization of
a CNOT gate by coupling two qubits to microwave cavity, and finally how the
qubit can be used as a static force quantum sensor.
- Abstract（参考訳）: メカニカル発振器は、幅広い周波数で非常に高い品質の要因で実証されている。
これらはまた、様々なフィールドと力に結合し、センサーとして理想的です。
したがって、機械的な量子ビットの実現は、量子計算とセンシングのための重要な新しいプラットフォームを提供する可能性がある。
ここでは、懸濁カーボンナノチューブの曲げモードの1つをナノチューブで定義された二重量子ドットの電荷状態に結合させることにより、機械振動子における十分な不調和性を誘導し、結合系を機械量子ビットとして使用できることを示す。
しかし、これはデバイスが超強結合状態に入るときにのみ達成できる。
我々は,アンハーモニティが現れる条件を議論し,ハミルトニアンをアンハーモニック振動子にマッピングできることを示し,エネルギー準位構造と量子ドットと機械振動子との非一貫性が量子ビットによってどのように受け継がれるかを解明する。
興味深いことに、量子ドットによる劣化は結合系において数桁の規模で減少することが期待されている。
2つの量子ビットをマイクロ波共振器に結合することで、量子ビット制御、読み出しプロトコル、cnotゲートの実現を概説し、最終的に量子ビットを静力量子センサとして使用できる方法について述べる。
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