論文の概要: Deterministic Bell state measurement with a single quantum memory

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2209.14686v1
• Date: Thu, 29 Sep 2022 11:12:21 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-24 17:02:41.665937
• Title: Deterministic Bell state measurement with a single quantum memory
• Title（参考訳）: 単一量子メモリを用いた決定論的ベル状態測定
• Authors: Akira Kamimaki, Keidai Wakamatsu, Kosuke Mikata, Yuhei Sekiguchi, and Hideo Kosaka
• Abstract要約: ダイヤモンド中の窒素空孔中心に窒素原子のみを含む決定論的かつ完全なベル状態測定(BSM)を示す。 このデモは、大規模分散量子コンピュータのための長いハール量子ネットワークと量子インターフェースのための高収率、高忠実性、高速量子リピータを実現するための道を開いた。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Any quantum information system operates with entanglement as a resource, which should be deterministically generated by a joint measurement known as complete Bell state measurement (BSM). The determinism arises from a quantum nondemolition measurement of two coupled qubits with the help of readout ancilla, which inevitably requires extra physical qubits. We here demonstrate a deterministic and complete BSM with only a nitrogen atom in a nitrogen-vacancy (NV) center in diamond as a quantum memory without reliance on any carbon isotopes by exploiting electron nitrogen (14N) double qutrits at a zero magnetic field. The degenerate logical qubits within the subspace of qutrits on the electron and nitrogen spins are holonomically controlled by arbitrarily polarized microwave and radiofrequency pulses via zero field split states as the ancilla, enabling the complete BSM deterministically. Since the system works under an isotope free and field free environment, the demonstration paves the way for realizing high yield, high fidelity, and high speed quantum repeaters for long haul quantum networks and quantum interfaces for large scale distributed quantum computers.
• Abstract（参考訳）: 任意の量子情報システムは絡み合いを資源として動作し、完全ベル状態測定(英語版)(bsm)として知られるジョイント測定によって決定論的に生成される。 決定論は、必然的に余分な物理量子ビットを必要とするアンシラの助けを借りて、2つの結合量子ビットの量子的非退化測定から生じる。 ここでは,ゼロ磁場で電子窒素(14n)二重量子三重項を利用することにより,ダイヤモンド中の窒素空孔(nv)中心の窒素原子のみを炭素同位体に依存しない量子メモリとして決定論的かつ完全なbsmを示す。 電子と窒素スピン上のクォートリットの部分空間内の縮退した論理量子ビットは、任意に偏光マイクロ波と電波パルスによってアンシラとしてゼロ電界分裂状態を介してホロノミックに制御され、完全なBSMが決定的に決定される。 このシステムは、同位体フリーでフィールドフリーな環境下で機能するため、大規模な分散量子コンピュータのための長いハール量子ネットワークと量子インターフェースのための高収率、高忠実性、高速量子リピータを実現するための道を開く。

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