論文の概要: Design of Light-Matter Interactions for Quantum Technologies
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2101.11695v1
- Date: Wed, 27 Jan 2021 21:30:36 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-13 19:51:53.817006
- Title: Design of Light-Matter Interactions for Quantum Technologies
- Title（参考訳）: 量子技術のための光物質相互作用の設計
- Authors: I. Arrazola
- Abstract要約: 我々は、量子コンピューティング、量子シミュレーション、および量子センシングの応用に適した効果的な光-物質相互作用を創出できる放射線パターンを設計する。
一方,我々は動的デカップリング技術を用いて,環境・制御分野のエラーに対して堅牢な量子演算を設計している。
一方、光-物質相互作用の一般化モデルについて研究し、ラビ・スタークモデルにおける選択的な多光子相互作用の発見につながった。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/
- Abstract: In this Thesis we design radiation patterns capable of creating effective
light-matter interactions suited to applications in quantum computing, quantum
simulation and quantum sensing. On the one hand, we have used dynamical
decoupling techniques to design quantum operations that are robust against
errors in environmental and control fields, achieving high-fidelity quantum
logic in trapped ions and energy-efficient nuclear magnetic resonance at the
nanoscale with nitrogen-vacancy centers in diamond. On the other hand, we have
studied generalised models of light-matter interaction, leading to the
discovery of selective multi-photon interactions in the Rabi-Stark model and a
proposal for preparing non-classical quantum states using the nonlinear quantum
Rabi model. Finally, we have shown how the appropriate tailoring of
interactions among ultracold atoms in optical lattices could lead to solve the
boson sampling problem faster than the best supercomputers, thus demonstrating
quantum supremacy. In this manner, we believe the results presented here
significantly expand our knowledge on the control of light-matter interactions,
and provide optimal scenarios for current quantum devices to generate the
next-generation of quantum applications.
- Abstract（参考訳）: 本論文では,量子コンピューティング,量子シミュレーション,量子センシングの応用に適した光・物質相互作用を効果的に生成できる放射パターンを設計する。
一方, 動的デカップリング技術を用いて, 環境・制御分野の誤差に対して堅牢な量子演算を設計し, 閉じ込められたイオン中の高忠実な量子論理と, ダイヤモンド中の窒素空孔中心を有するナノスケールでのエネルギー効率のよい核磁気共鳴を実現した。
一方,光-物質相互作用の一般化モデルを研究し,ラビ-スタークモデルにおける選択的多光子相互作用の発見と非線形量子ラビモデルを用いた非古典的量子状態の作成の提案を行った。
最後に、光学格子内の超低温原子間の相互作用の適切な調整が、最高のスーパーコンピュータよりも早くボーソンサンプリング問題を解決し、量子超越性を示すことを実証した。
このようにして、ここで提示された結果は、光-物質相互作用の制御に関する我々の知識を大きく拡張し、現在の量子デバイスが次世代の量子アプリケーションを生成するための最適なシナリオを提供する。
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