論文の概要: Enhancing quantum exchanges between two oscillators

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2207.11156v1
• Date: Fri, 22 Jul 2022 15:53:49 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-04 02:55:14.143288
• Title: Enhancing quantum exchanges between two oscillators
• Title（参考訳）: 2つの発振器間の量子交換の強化
• Authors: Quentin Ansel, Alexei D. Chepelianskii, Jose Lages
• Abstract要約: 2つの量子発振器が3レベルシステムを介して量子状態を効率的に交換できることが示される。 我々は、量子の高忠実な交換を可能にするスピンオシレータ相互作用ハミルトニアンに関する条件を導出する。 この効果は適切な制御場によって著しく低減できることを示す。
• 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 explore the extent to which two quantum oscillators can exchange their quantum states efficiently through a three-level system which can be spin levels of colored centers in solids. High transition probabilities are obtained using Hamiltonian engineering and quantum control techniques. Starting from a weak coupling approximation, we derive conditions on the spin-oscillator interaction Hamiltonian that enable a high fidelity exhange of quanta. We find that these conditions cannot be fulfilled for arbitrary spin-oscillator coupling. To overcome this limitation, we illustrate how a time-dependent control field applied to the three-level system can lead to an effective dynamic that performs the desired exchange of excitation. In the strong coupling regime, an important loss of fidelity is induced by the dispersion of the excitation onto many Fock states of the oscillators. We show that this detrimental effect can be substantially reduced by suitable control fields, which are computed with optimal control numerical algorithms.
• Abstract（参考訳）: 2つの量子発振器が、固体中の色中心のスピンレベルとなる3レベルシステムを通じて、量子状態を効率的に交換できる範囲について検討する。 高遷移確率はハミルトン工学と量子制御技術を用いて得られる。 弱結合近似から始まり、量子の忠実度の高いエクスハンジを可能にするスピン・オシレータ相互作用ハミルトニアンの条件を導出する。 これらの条件は任意のスピン-オシレータカップリングでは満たせないことが判明した。 この制限を克服するために,3レベルシステムに適用する時間依存制御場が,所望の励磁の交換を行う効果的なダイナミクスにどのようにつながるかを説明する。 強結合系では、振動子の多くのフォック状態への励起の分散によって忠実度の重要な損失が引き起こされる。 最適制御数値アルゴリズムを用いて計算した最適制御場により, この劣化効果を著しく低減できることを示す。

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