論文の概要: Refined quantum gates for $\Lambda$-type atom-photon hybrid systems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2210.10597v1
- Date: Wed, 19 Oct 2022 14:42:09 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-22 01:45:25.328521
- Title: Refined quantum gates for $\Lambda$-type atom-photon hybrid systems
- Title（参考訳）: $\Lambda$型原子-光子ハイブリッド系に対する精製量子ゲート
- Authors: Yi-Ming Wu, Gang Fan and Fang-Fang Du
- Abstract要約: ハイブリッドシステム上で制御ノット(CNOT)、フレドキン、トフォリゲートを実現するためのプロトコルを提案する。
ゲートの最初の制御量子ビットは飛行光子に符号化され、残りの量子ビットは光学キャビティ内の原子に符号化される。
これらの量子ゲートは、マルチキュービット CNOT, Fredkin, Toffoli ゲートの最適合成に拡張することができる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.1273732288852716
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: High-efficiency quantum information processing is equivalent to the fewest
quantum resources and the simplest operations by means of logic qubit gates.
Based on the reflection geometry of a single photon interacting with a
three-level $\Lambda$-typle atom-cavity system, we present some refined
protocols for realizing controlled-not (CNOT), Fredkin, and Toffoli gates on
hybrid systems. The first control qubit of our gates is encoded on a flying
photon, and the rest qubits are encoded on the atoms in optical cavity.
Moreover, these quantum gates can be extended to the optimal synthesis of
multi-qubit CNOT, Fredkin and Toffoli gates with O(n) optical elements without
auxiliary photons or atoms. Further, the simplest single-qubit operations are
applied to the photon only, which make these logic gates experimentally
feasible with current technology.
- Abstract（参考訳）: 高効率量子情報処理は、最も少ない量子資源と論理キュービットゲートによる最も単純な演算と等価である。
3レベル$\Lambda$-typle atom-cavityシステムと相互作用する単一光子の反射幾何学に基づいて、ハイブリッドシステム上で制御ノット(CNOT)、フレドキン、トフォリゲートを実現するための洗練されたプロトコルを提案する。
ゲートの最初の制御量子ビットは飛行光子に符号化され、残りの量子ビットは光学キャビティ内の原子に符号化される。
さらに、これらの量子ゲートは、補助光子や原子を持たないo(n)光学素子を持つ多量子ビットcnot、fredkin、toffoliゲートの最適合成にまで拡張することができる。
さらに、最も単純なシングル量子ビット演算は光子のみに適用されるため、これらの論理ゲートは現在の技術で実験的に実現可能である。
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