論文の概要: Preserving Entanglement in a Solid-Spin System Using Quantum Autoencoders

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2206.07607v1
• Date: Wed, 15 Jun 2022 15:37:43 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-09 07:10:36.728319
• Title: Preserving Entanglement in a Solid-Spin System Using Quantum Autoencoders
• Title（参考訳）: 量子オートエンコーダを用いた固体スピン系における絡み合いの保存
• Authors: Feifei Zhou, Yu Tian, Yumeng Song, Chudan Qiu, Xiangyu Wang, Mingti Zhou, Bing Chen, Nanyang Xu, and Dawei Lu
• Abstract要約: 量子技術の鍵となるエンタングルメントは、デコヒーレンスのために非常に脆弱である。 量子エンタングル状態の特定の集合をデコヒーレンスに頑健な部分空間に圧縮するために訓練された量子オートエンコーダを用いて、エンタングルメントを保存することができることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 12.214186598448523
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Entanglement, as a key resource for modern quantum technologies, is extremely fragile due to the decoherence. Here, we show that a quantum autoencoder, which is trained to compress a particular set of quantum entangled states into a subspace that is robust to decoherence, can be employed to preserve entanglement. The training process is based on a hybrid quantum-classical approach to improve the efficiency in building the autoencoder and reduce the experimental errors during the optimization. Using nitrogen-vacancy centers in diamond, we demonstrate that the entangled states between the electron and nuclear spins can be encoded into the nucleus subspace which has much longer coherence time. As a result, lifetime of the Bell states in this solid-spin system is extended from 2.22 {\pm} 0.43 {\mu}s to 3.03 {\pm} 0.56 ms, yielding a three orders of magnitude improvement. The quantum autoencoder approach is universal, paving the way of utilizing long lifetime nuclear spins as immediate-access quantum memories in quantum information tasks.
• Abstract（参考訳）: エンタングルメントは、現代の量子技術にとって重要な資源であり、デコヒーレンスのために非常に脆弱である。 ここでは、特定の量子絡み合った状態の集合をデコヒーレンスに頑健な部分空間に圧縮するように訓練された量子オートエンコーダを用いて、絡み合いを保存することができることを示す。 トレーニングプロセスは、オートエンコーダの構築効率を向上させるためのハイブリッド量子古典的アプローチに基づいており、最適化時の実験誤差を低減する。 ダイヤモンド中の窒素空白中心を用いて、電子と核スピンの間の絡み合った状態がより長いコヒーレンス時間を持つ核部分空間に符号化できることを実証する。 その結果、この固体スピン系のベル状態の寿命は 2.22 {\pm} 0.43 {\mu}s から 3.03 {\pm} 0.56 ms に延長され、3桁の改良をもたらす。 量子オートエンコーダのアプローチは普遍的であり、量子情報タスクの即時アクセス量子メモリとして長寿命の核スピンを利用する方法を確立している。

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