論文の概要: Quantum Gates Between Mesoscopic Spin Ensembles

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2303.02300v1
• Date: Sat, 4 Mar 2023 02:49:26 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-07 20:34:17.282604
• Title: Quantum Gates Between Mesoscopic Spin Ensembles
• Title（参考訳）: メソスコピックスピンアンサンブル間の量子ゲート
• Authors: Mohamad Niknam, Robert N. Schwartz, Louis-S. Bouchard
• Abstract要約: アンサンブルのサイズが小さい極限では、スピンの数に応じてスケールする効果的な結合強度を持つ量子ビットとして扱うことができる。 1ビットと2ビットのゲート操作は高い忠実度で実装できる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Quantum algorithmics with single spins poses serious technological challenges such as precision fabrication, rapid decoherence, atomic-scale addressing and readout. To circumvent atomic-scale challenges, we examine the case of fully polarized mesoscopic spin ensembles (spin-coherent states) whose total angular momenta states map to qudit submanifolds. We show that in the limit where the size of the ensembles is small compared to their separation, it is possible to treat them as qubits with an effective coupling strength that scales with the number of spins. If the spins within each ensemble are decoupled (e.g., via control fields, spinning or diffusional averaging or materials engineering), one- and two-qubit gate operations can be implemented with high fidelities.
• Abstract（参考訳）: 単一スピンの量子アルゴリズムは、精密加工、高速デコヒーレンス、原子スケールのアドレス処理、読み出しなど、深刻な技術的課題を提起する。 原子スケールの課題を回避するため、全角モータ状態がクディット部分多様体にマップされる完全偏光メソスコピックスピンアンサンブル(スピンコヒーレント状態)のケースを検討する。 その結果,アンサンブルのサイズが分離に比べて小さい範囲では,スピン数でスケールする効果的な結合強度を持つ量子ビットとして扱うことができることがわかった。 各アンサンブル内のスピンが分離された場合(例えば、制御フィールド、スピンまたは拡散平均化または材料工学)、1ビットと2ビットのゲート操作は高い忠実さで実装できる。

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