論文の概要: Heralded nonlocal quantum gates for distributed quantum computation in a decoherence-free subspace

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2305.00642v2
• Date: Sat, 23 Nov 2024 06:17:19 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-11-26 14:15:06.382940
• Title: Heralded nonlocal quantum gates for distributed quantum computation in a decoherence-free subspace
• Title（参考訳）: デコヒーレンスフリー部分空間における分散量子計算のための有界非局所量子ゲート
• Authors: Wanhua Su, Wei Qin, Adam Miranowicz, Tao Li, Franco Nori,
• Abstract要約: 空間的に分離された空洞に結合した2つの定常量子ビットに非自明な量子ゲートを実装するためのプロトコルを提案する。 複合系の進化を動的に制御することにより、非局所的な2量子ビット量子ゲートはキャビティモードまたは原子の実際の励起なしで実現できる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.513705164435675
• License:
• Abstract: We propose a heralded protocol for implementing nontrivial quantum gates on two stationary qubits coupled to spatially separated cavities. By dynamically controlling the evolution of the composite system, nonlocal two-qubit quantum (e.g., CPHASE and CNOT) gates can be achieved without real excitations of either cavity modes or atoms. The success of our protocol is conditioned on projecting an auxiliary atom onto a postselected state, which simultaneously removes various detrimental effects of dissipation on the gate fidelity. In principle, the success probability of the gate can approach unity as the single-atom cooperativity becomes sufficiently large.Furthermore, we show its application for implementing single- and two-qubit gates within a decoherence-free subspace that is immune to a collective dephasing noise. This faithful, heralded, and nonlocal protocol could, therefore, be useful for distributed quantum computation and scalable quantum networks.
• Abstract（参考訳）: 空間的に分離された空洞に結合した2つの定常量子ビット上に非自明な量子ゲートを実装するためのプロトコルを提案する。 複合系の進化を動的に制御することにより、非局所2量子ビット(例えば、CPHASEとCNOT)ゲートはキャビティモードまたは原子の実際の励起なしで実現できる。 提案プロトコルの成功は,選択後の状態に補助原子を投射することで,ゲートの忠実度に対する消散の様々な有害な影響を同時に除去する。 原理的には、単一原子の協調性が十分に大きくなるにつれてゲートの成功確率はユニティに近づき、さらに、集合的デフォーカスノイズに免疫的なデコヒーレンス自由部分空間内に単一および2量子ゲートを実装するための応用を示す。 この忠実で、隠蔽され、非局所的なプロトコルは、分散量子計算とスケーラブルな量子ネットワークに有用である。

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