論文の概要: Qubit Analog with Polariton Superfluid in an Annular Trap

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2308.05555v2
• Date: Mon, 13 Nov 2023 04:21:19 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-11-14 20:51:02.332107
• Title: Qubit Analog with Polariton Superfluid in an Annular Trap
• Title（参考訳）: 環状トラップにおけるポラリトン超流動の量子ビットアナログ
• Authors: J. Barrat, A. F. Tzortzakakis, M. Niu, X. Zhou, G.G. Paschos, D. Petrosyan, P.G. Savvidis
• Abstract要約: 半導体エキシトンポラリトンを用いた量子ビットアナログの実験的実現と特性評価について報告する。 本システムでは, エキシトン-ポラリトン流体の凝縮体を, 環状トラップ内に空間パターンのポンプレーザで閉じ込める。 偏光子対流超流動渦状態間のコヒーレント振動をレーザー印加電位から弾性散乱により観測した。
• 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 report on the experimental realization and characterization of a qubit analog with semiconductor exciton-polaritons. In our system, a condensate of exciton-polaritons is confined by a spatially-patterned pump laser in an annular trap that supports energy-degenerate circulating currents of the polariton superfluid. Using temporal interference measurements, we observe coherent oscillations between a pair of counter-circulating superfluid vortex states of the polaritons coupled by elastic scattering off the laser-imprinted potential. The qubit basis states correspond to the symmetric and antisymmetric superpositions of the two vortex states forming orthogonal double-lobe spatial wavefunctions. By engineering the potential, we tune the coupling and coherent oscillations between the two circulating current states, control the energies of the qubit basis states, and initialize the qubit in the desired state. The dynamics of the system is accurately reproduced by our theoretical two-state model, and we discuss potential avenues to achieve complete control over our polaritonic qubits and realize controllable interactions between such qubits to implement quantum gates and algorithms analogous to quantum computation with standard qubits.
• Abstract（参考訳）: 半導体エキシトンポラリトンを用いた量子ビットアナログの実験と評価について報告する。 本システムでは、エキシトン-ポラリトン凝縮体を、ポラリトン超流動のエネルギー縮退循環電流を支える環状トラップ内に空間パターンのポンプレーザーで閉じ込める。 時間的干渉測定を用いて,レーザー印加電位から弾性散乱を伴い,一対の偏光子対流超流動渦状態間のコヒーレント振動を観測した。 クビット基底状態は、直交双曲空間波動関数を形成する2つの渦状態の対称的および反対称的重ね合わせに対応する。 ポテンシャルをエンジニアリングすることで、2つの循環電流状態間の結合とコヒーレント振動を調整し、キュービット基底状態のエネルギーを制御し、キュービットを所望の状態に初期化する。 理論的二状態モデルによりシステムの力学を正確に再現し、偏光量子ビットを完全に制御し、そのような量子ビット間の制御可能な相互作用を実現し、量子ゲートと標準量子ビットの量子計算に類似したアルゴリズムを実装する。

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