論文の概要: Qubit entanglement generated by classical light driving an optical
cavity
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2306.10436v1
- Date: Sat, 17 Jun 2023 22:54:18 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-06-21 20:41:48.644413
- Title: Qubit entanglement generated by classical light driving an optical
cavity
- Title（参考訳）: 光キャビティを駆動する古典光によって生じるキュービット絡み合い
- Authors: Seongjin Ahn, Andrey S. Moskalenko, Vladimir Y. Chernyak and Shaul
Mukamel
- Abstract要約: 量子光の単一キャビティモードを介して通信するが直接相互作用を持たない2つの量子ビット間の絡み合いの発生について検討する。
我々は、古典的な光源を用いて、交換に使用される量子をポンプし、2ビットの絡み合いの度合いを調べる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.8602553195689513
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
- Abstract: We study the generation of entanglement between two qubits which communicate
through a single cavity mode of quantum light but have no direct interaction.
We show that such entanglement can be generated simply by exchanging quanta
with a third party, which is in our case the cavity mode. Exchanging only a
single quantum creates maximal entanglement. A single quantum can be provided
by an external quantum light source. However, we use a classical light source
to pump quanta which are used for the exchange, and investigate the degree of
two-qubit entanglement. We first identify a characteristic timescale of the
interaction between the cavity mode and each qubit. We investigate two regimes
of the driving pulse length, one is short and the other is long compared to the
characteristic timescale of the interaction. In the first regime, it is known
that the pulse can pump the system by generating a displacement of the cavity
mode. We show that, by using a specific pulse shape, one can make the
displacement to essentially vanish after the pulse finishes interaction with
the cavity mode. In this case, a rotation of the qubits can be invoked. In
addition, higher-order effects of the pulse including a non-local operation on
the joint system of the cavity mode and the qubits are found, and we present a
formalism to compute each term up to a given order. An explicit condition on
the pulse shape for each term to be nonzero or suppressed is derived to enable
an experimental design for verifying the entanglement generation using a
classical light source. In the opposite regime where the driving is
sufficiently long, we utilize a squeezed state which may be obtained
adiabatically. We study how the squeezing and the accompanied rotation of
qubits affect the generated two-qubit entanglement.
- Abstract（参考訳）: 量子光の単一キャビティモードを介して通信するが直接相互作用を持たない2つの量子ビット間の絡み合いの発生について検討する。
このような絡み合いは、単に量子を第三者と交換することで生成できることを示し、これは空洞モードである。
1つの量子を交換するだけで、最大絡み合いが生じる。
単一の量子は外部の量子光源によって提供される。
しかし、交換に使用される量子を励起するために古典的な光源を使用し、2ビットの絡み合いの度合いを調査する。
まずキャビティモードと各キュービット間の相互作用の特徴的時間スケールを同定する。
駆動パルス長の2つの条件について検討した。一方は短いが、他方は相互作用の時間スケールに比較して長い。
第1の体制では、パルスがキャビティモードの変位を発生させることでシステムをポンプできることが知られている。
特定のパルス形状を用いることで、パルスがキャビティモードと相互作用した後の変位を本質的に消失させることができることを示す。
この場合、キュービットの回転が呼び出される。
さらに,非局所動作を含むパルスがキャビティモードとキュービットの接合系に与える影響を高次的に確認し,各項を与えられた順序まで計算する形式性を示す。
古典光源を用いた絡み合い発生の検証のための実験設計を可能にするため、各項が非零または抑制されるパルス形状の明示的な条件が導出される。
駆動が十分に長い反対の状態では、断熱的に得られるような圧縮状態を利用する。
キュービットのスクイーズとそれに伴う回転が生成する2量子ビットの絡み合いにどのように影響するかについて検討した。
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