論文の概要: Proposal of ensemble qubits with two-atom decay
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2302.06781v2
- Date: Fri, 7 Jun 2024 02:52:45 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-06-10 23:04:47.985185
- Title: Proposal of ensemble qubits with two-atom decay
- Title（参考訳）: 2原子崩壊を伴うアンサンブル量子ビットの提案
- Authors: Wei Qin, Adam Miranowicz, Franco Nori,
- Abstract要約: 本研究では,アンサンブル量子ビットの実装のための新しい手法を提案し,解析する。
要求される不調和性は、2つの原子の同時崩壊によって与えられる。
原子アンサンブルでは、2-原子崩壊は2次元量子多様体を生成、安定化する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.5900317472963152
- License: http://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/
- Abstract: We propose and analyze a novel approach to implement ensemble qubits. The required anharmonicity is provided by a simultaneous decay of two atoms (i.e., two-atom decay), which is achieved by fully quantum degenerate parametric amplification. For an atomic ensemble, the two-atom decay generates and stabilizes a 2D quantum manifold, which is spanned by the ground and single-excited superradiant states. Moreover, this nonlinear decay process can strongly suppress transitions to higher-excited superradiant states, and convert residual transitions into an effective decay from the single-excitation superradiant state to the ground state. Our method does not require Rydberg dipole blockade and, thus, strong atom-atom interactions, compared to previous work. This indicates that it can be applied to typical atomic or spin ensembles in simple experimental setups. Remarkably, our idea is compatible with the cavity protection mechanism, and therefore spin dephasing due to inhomogeneous broadening can be strongly suppressed. The presented ensemble qubit provides a new platform for quantum information processing, and also extends the range of applications of atomic or spin ensembles.
- Abstract（参考訳）: 本研究では,アンサンブル量子ビットの実装のための新しい手法を提案し,解析する。
要求される不調和性は、2つの原子の同時崩壊(すなわち2原子の崩壊)によってもたらされ、完全に量子デジネートされたパラメトリック増幅によって達成される。
原子アンサンブルでは、2つの原子崩壊が2次元量子多様体を生成し、安定化する。
さらに、この非線形崩壊過程は、高励起超放射状態への遷移を強く抑制し、残留遷移を単一励起超放射状態から基底状態への効果的な崩壊に変換することができる。
我々の手法は、Rydberg Dipole Blockadeを必要とせず、従って、従来の研究と比べて強い原子-原子相互作用を持つ。
これは、単純な実験的な設定で典型的な原子やスピンのアンサンブルに適用できることを示している。
また,空洞保護機構と互換性があり,不均一な拡張によるスピン脱落を強く抑制することができる。
提示されたアンサンブル量子ビットは、量子情報処理のための新しいプラットフォームを提供し、また原子やスピンアンサンブルの応用範囲を広げる。
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