論文の概要: Conditional phase gate between two photons through control of the interaction time with a single atom in a cavity

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2306.01897v2
• Date: Wed, 6 Sep 2023 19:49:39 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-09-08 17:05:02.728586
• Title: Conditional phase gate between two photons through control of the interaction time with a single atom in a cavity
• Title（参考訳）: 空洞内の単一原子との相互作用時間制御による2光子間の条件相ゲート
• Authors: Arkan Hassan and Julio Gea-Banacloche
• Abstract要約: V 配置における2つの単一光子場と1つの原子の同時相互作用は、任意に高い忠実度を持つ条件相ゲートを生成できることを示す。 また,非キャビティモードにおける自然放出損失が,その忠実度を低下させるかについても検討した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We show that the simultaneous interaction of two single-photon fields with a single atom in the V configuration can in principle produce a conditional phase gate of arbitrarily high fidelity, for an appropriate choice of the interaction time, as long as the fields con be described by a single temporal mode (as in an optical cavity); this requires a ``gated'' interaction, where, e.g., dynamical coupling techniques could be used to get the fields in and out of the cavity, and a large detuning induced by a strong external field could be used to turn the atom-field interaction on and off at the right times. With these assumptions, our analysis shows that the largest gate fidelities are obtained for a cavity containing a single atom, and that adding more atoms in effect ``dilutes'' the system's nonlinearity. We also study how spontaneous emission losses into non-cavity modes degrade the fidelity, and consider as well a couple of alternate atomic level schemes, namely two- and five-level systems.
• Abstract（参考訳）: We show that the simultaneous interaction of two single-photon fields with a single atom in the V configuration can in principle produce a conditional phase gate of arbitrarily high fidelity, for an appropriate choice of the interaction time, as long as the fields con be described by a single temporal mode (as in an optical cavity); this requires a ``gated'' interaction, where, e.g., dynamical coupling techniques could be used to get the fields in and out of the cavity, and a large detuning induced by a strong external field could be used to turn the atom-field interaction on and off at the right times. これらの仮定により, 単一原子を含むキャビティに対して最大のゲート忠実度が得られ, 系の非線形性に「希薄」な原子がさらに増えることが示唆された。 また,非キャビティモードにおける自然放出損失が不確かさをいかに低下させるか,また2レベルと5レベルの2つの代替原子レベルスキームについても検討する。

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