論文の概要: Qubit Gate Operations in Elliptically Trapped Polariton Condensates
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2309.17360v1
- Date: Fri, 29 Sep 2023 16:04:47 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-10-02 12:40:39.869653
- Title: Qubit Gate Operations in Elliptically Trapped Polariton Condensates
- Title（参考訳）: 楕円トラップされたポラリトン凝縮体におけるクビットゲート操作
- Authors: Luciano S. Ricco, Ivan A. Shelykh and Alexey Kavokin
- Abstract要約: 楕円形トラップに光学的に閉じ込められたエキシトン-ポラリトンボソニック凝縮体について検討した。
ブロッホベクトルの制御可能なシフトをもたらす普遍的な単一量子ゲートの集合を記述する。
本稿では、Divincenzoによる局所量子コンピューティングプロセスの実現基準の文脈における量子ビット提案の適用性について論じる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We consider bosonic condensates of exciton-polaritons optically confined in
elliptical traps. A superposition of two non-degenerated \textit{p}-type states
of the condensate oriented along the two main axes of the trap is represented
by a point on a Bloch sphere, being considered as an optically tunable qubit.
We describe a set of universal single-qubit gates resulting in a controllable
shift of the Bloch vector by means of an auxiliary laser beam. Moreover, we
consider interaction mechanisms between two neighboring traps that enable
designing two-qubit operations such as CPHASE, \textit{i}SWAP, and CNOT gates.
Both the single- and two-qubit gates are analyzed in the presence of error
sources in the context of polariton traps, such as pure dephasing and
spontaneous relaxation mechanisms, leading to a fidelity reduction of the final
qubit states and quantum concurrence, as well as the increase of Von Neumann
entropy. We also discuss the applicability of our qubit proposal in the context
of DiVincenzo's criteria for the realization of local quantum computing
processes. Altogether, the developed set of quantum operations would pave the
way to the realization of a variety of quantum algorithms in a planar
microcavity with a set of optically induced elliptical traps.
- Abstract（参考訳）: 我々は,エキシトン・ポーラリトンのボソニック凝縮を楕円トラップに光学的に閉じ込めた。
トラップの2つの主軸に沿って向き付けられた縮合体の2つの非退化 \textit{p} 型の状態の重ね合わせは、ブロッホ球上の点で表され、光学的に調整可能な量子ビットと見なされる。
本稿では,補助レーザ光によるブロッホベクトルの制御可能なシフトを実現するための普遍的単一量子ビットゲートのセットについて述べる。
さらに,CPHASE, \textit{i}SWAP, CNOTゲートなどの2ビット操作を設計できる2つの隣接するトラップ間の相互作用機構についても検討する。
単一量子ビットゲートと2量子ビットゲートの両方は、純粋なデファスメントや自発的緩和機構のようなポラリトントラップの文脈におけるエラー源の存在で分析され、最終的な量子ビット状態と量子共起の忠実さの低下とフォン・ノイマンのエントロピーの増加に繋がる。
また、Divincenzoによる局所量子コンピューティングプロセスの実現基準の文脈における量子ビット提案の適用性についても論じる。
同様に、開発された量子演算のセットは、光学的に誘導された楕円トラップのセットで平面的微小キャビティ内の様々な量子アルゴリズムを実現するための道を開くだろう。
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