論文の概要: Observing Quantum Synchronization of a Single Trapped-Ion Qubit
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2205.05936v1
- Date: Thu, 12 May 2022 07:54:12 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-13 09:46:51.687183
- Title: Observing Quantum Synchronization of a Single Trapped-Ion Qubit
- Title（参考訳）: 単一トラップIon量子ビットの量子同期の観測
- Authors: Liyun Zhang, Zhao Wang, Yucheng Wang, Junhua Zhang, Zhigang Wu,
Jianwen Jie, Yao Lu
- Abstract要約: トラップイオンシステムを用いて外部駆動信号に量子ビットを同期させることができることを示す。
量子情報の基本的な単位を同期させることにより、大規模量子ネットワークに量子同期を適用する可能性を明らかにする。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.814631744316089
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Synchronizing a few-level quantum system is of fundamental importance to
understanding synchronization in deep quantum regime. Whether a two-level
system, the smallest quantum system, can be synchronized has been theoretically
debated for the past several years. Here, for the first time, we demonstrate
that a qubit can indeed be synchronized to an external driving signal by using
a trapped-ion system. By engineering fully controllable gain and damping
processes, an ion qubit is synchronized to oscillate at the same frequency as
the driving signal and lock in phase. We systematically investigate the
parameter regions of synchronization and observe characteristic features of the
Arnold tongue. Our measurements agree remarkably well with numerical
simulations based on recent theory on qubit synchronization. By synchronizing
the basic unit of quantum information, our research opens up the possibility of
applying quantum synchronization to large-scale quantum networks.
- Abstract（参考訳）: 少数の量子系を同期させることは、深層量子構造における同期を理解する上で極めて重要である。
最小の量子系である2段階の系が同期できるかどうかは、過去数年間理論的に議論されてきた。
ここでは初めて、トラップイオンシステムを用いて量子ビットを外部の駆動信号に同期できることを実証する。
工学的に完全に制御可能なゲインおよびダンピングプロセスにより、イオン量子ビットが同期され、駆動信号と同じ周波数で振動し、位相にロックされる。
同期のパラメータ領域を体系的に検討し,アーノルド舌の特徴的特徴を観察する。
その結果,最近の量子同期理論に基づく数値シミュレーションと非常によく一致した。
量子情報の基本単位を同期することにより、大規模量子ネットワークに量子同期を適用する可能性を開く。
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