論文の概要: Passive quantum phase gate for photons based on three level emitters

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2112.11328v2
• Date: Mon, 26 Sep 2022 10:18:21 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-03 22:39:32.963716
• Title: Passive quantum phase gate for photons based on three level emitters
• Title（参考訳）: 3レベルエミッタを用いた光子のパッシブ量子位相ゲート
• Authors: Bj\"orn Schrinski, Miren Lamaison, Anders S. S{\o}rensen
• Abstract要約: 1次元導波路を走行する2つの光子間の量子位相ゲートを実装するための完全受動的手法を提案する。 ゲートは3レベル$V$構成の冷間結合エミッターをベースとしている。 ゲート成功確率は8エミッターまでで$>99%である。
• 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: We present a fully passive method for implementing a quantum phase gate between two photons travelling in a one-dimensional wave guide. The gate is based on chirally coupled emitters in a three-level $V$ configuration, which only interact through the photon field without any external control fields. We describe the (non-)linear scattering of the emerging polariton states and show that for near resonant photons the scattering dynamics directly implements a perfect control phase gate between the incoming photons in the limit of many emitters. For a finite number of emitters we show that the dominant error mechanism can be suppressed by a simple frequency filter at the cost of a minor reduction in the success probability. We verify the results via comparison with exact scattering matrix theory and show that the fidelity can reach values $\mathcal{F}\sim99\%$ with a gate success probability of $>99\%$ for as few as 8 emitters.
• Abstract（参考訳）: 1次元導波路を走行する2つの光子間の量子位相ゲートを実装するための完全受動的手法を提案する。 ゲートは3レベル$v$構成のキラル結合エミッタに基づいており、外部の制御フィールドを使わずに光子フィールドを通してのみ相互作用する。 発散する偏光子状態の非線形散乱を記述し、近共振子光子に対して散乱ダイナミクスは、多くのエミッタの極限で入射光子間の完全な制御位相ゲートを直接実装することを示す。 有限個のエミッタに対して、成功確率の小さな低減を犠牲にして、単純な周波数フィルタにより支配的な誤差機構を抑えることができることを示す。 正確な散乱行列理論との比較により結果を検証するとともに,8個のエミッターのゲート成功確率を$>99\%とすることで,その忠実度が$\mathcal{F}\sim99\%$に達することを示す。

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