論文の概要: Transferring quantum entangled states between multiple
single-photon-state qubits and coherent-state qubits in circuit QED
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2107.04203v1
- Date: Fri, 9 Jul 2021 04:31:08 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-23 00:07:35.164086
- Title: Transferring quantum entangled states between multiple
single-photon-state qubits and coherent-state qubits in circuit QED
- Title（参考訳）: 回路qedにおける単一光子状態キュービットとコヒーレント状態キュービット間の量子絡み合い状態の伝達
- Authors: Qi-Ping Su, Hanyu Zhang, Chui-Ping Yang
- Abstract要約: 我々は、n個の光子状態(SPS)量子ビットをn個のコヒーレント状態(CS)量子ビットに極大あるいは部分的に絡み合った状態に変換する方法を提案する。
カプラとして1つの超伝導キュートリットしか使用していないため、回路アーキテクチャは大幅に単純化されている。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.1859913430860336
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We present a way to transfer maximally- or partially-entangled states of n
single-photon-state (SPS) qubits onto n coherent-state (CS) qubits, by
employing 2n microwave cavities coupled to a superconducting flux qutrit. The
two logic states of a SPS qubit here are represented by the vacuum state and
the single-photon state of a cavity, while the two logic states of a CS qubit
are encoded with two coherent states of a cavity. Because of using only one
superconducting qutrit as the coupler, the circuit architecture is
significantly simplified. The operation time for the state transfer does not
increase with the increasing of the number of qubits. When the dissipation of
the system is negligible, the quantum state can be transferred in a
deterministic way since no measurement is required. Furthermore, the
higher-energy intermediate level of the coupler qutrit is not excited during
the entire operation and thus decoherence from the qutrit is greatly
suppressed. As a specific example, we numerically demonstrate that the
high-fidelity transfer of a Bell state of two SPS qubits onto two CS qubits is
achievable within the present-day circuit QED technology. Finally, it is worthy
to note that when the dissipation is negligible, entangled states of n CS
qubits can be transferred back onto n SPS qubits by performing reverse
operations. This proposal is quite general and can be extended to accomplish
the same task, by employing a natural or artificial atom to couple 2n microwave
or optical cavities.
- Abstract（参考訳）: 超伝導フラックス量子ビットに結合した2n個のマイクロ波キャビティを用いて、n個の単光子状態(SPS)量子ビットをn個のコヒーレント状態(CS)量子ビットに最大あるいは部分的に絡み合った状態に転送する方法を提案する。
ここでのSPS量子ビットの2つの論理状態は空洞の真空状態と単光子状態で表され、CS量子ビットの2つの論理状態は空洞の2つのコヒーレント状態で符号化される。
カプラとして1つの超伝導クトリットのみを使用するため、回路アーキテクチャは大幅に単純化される。
状態転送の動作時間はキュービット数の増加とともに増加しない。
系の散逸が無視できる場合、量子状態は測定が不要であるため決定論的に転送することができる。
さらに、カプラキュトリットの高エネルギー中間レベルは全操作中に励起されず、キュトリットからの脱コヒーレンスを大幅に抑制する。
具体例として、2つのSPS量子ビットのベル状態の2つのCS量子ビットへの高忠実転送が、現在の回路QED技術で実現可能であることを示す。
最後に、散逸が無視できるとき、n個のCS量子ビットの絡み合った状態は、逆演算を行うことでn個のSPS量子ビットに戻すことができることに注意する必要がある。
この提案は非常に一般的であり、自然な原子または人工原子を使用して2nマイクロ波または光学共振器を結合することにより、同じタスクを達成するために拡張することができる。
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