論文の概要: Unified generation and fast emission of arbitrary single-photon multimode $W$ states

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2108.11185v3
• Date: Sun, 12 Sep 2021 13:02:30 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-17 05:33:15.325672
• Title: Unified generation and fast emission of arbitrary single-photon multimode $W$ states
• Title（参考訳）: 任意の単一光子マルチモード$w$状態の統一生成と高速放出
• Authors: Juncong Zheng, Jie Peng, Pinghua Tang, Fei Li, and Na Tan
• Abstract要約: 回路QEDにおいて任意の単光子多重モード$W$状態を生成する手法を提案する。 共振器の内部で$W$状態を生成するだけでなく、要求に応じて送信ラインに解放することもできます。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 15.154573548076446
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We propose a unified and deterministic scheme to generate arbitrary single-photon multimode $W$ states in circuit QED. A three-level system (qutrit) is driven by a pump-laser pulse and coupled to $N$ spatially separated resonators. The coupling strength for each spatial mode $g_i$ totally decide the generated single-photon N-mode $W$ state $\vert W_N \rangle=\frac{1}{A}\sum_{i=1}^N g_i|0_1 0_2 \cdots 1_i 0_{i+1}\cdots 0_N\rangle$, so arbitrary $\vert W_N \rangle$ can be generated just by tuning $g_i$. We could not only generate $W$ states inside resonators but also release them into transmission lines on demand. The time and fidelity for generating (or emitting) $\vert W_N \rangle$ can both be the same for arbitrary $N$. Remarkably, $\vert W_N\rangle$ can be emitted with probability reaching $98.9\%$ in $20-50$ ns depending on parameters, comparable to the recently reported fastest two-qubit gate ($30-45$ ns). Finally, the time evolution process is convenient to control since only the pump pulse is time-dependent.
• Abstract（参考訳）: 回路QEDにおいて任意の単光子多重モード$W$状態を生成する統一的決定論的スキームを提案する。 3レベルシステム(qutrit)はポンプレーザーパルスによって駆動され、n$の空間分離共振器と結合される。 空間モード$g_i$の結合強度は、生成した単光子Nモード$W$状態$\vert W_N \rangle=\frac{1}{A}\sum_{i=1}^N g_i|0_1 0_2 \cdots 1_i 0_{i+1}\cdots 0_N\rangle$となるので、任意の$\vert W_N \rangle$をg_i$のチューニングだけで生成することができる。 共振器の内部で$W$状態を生成するだけでなく、要求に応じて送信ラインに解放することもできます。 任意の$n$ に対して、$\vert w_n \rangle$ を生成する時間と忠実度はどちらも同じである。 驚くべきことに、$\vert w_n\rangle$ はパラメーターに応じて$8.9\% の確率で、最近報告された最速の2量子ビットゲート (30-45$ ns) に匹敵する。 最後に、ポンプパルスのみが時間依存であるため、時間進化プロセスは制御に便利である。

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