論文の概要: Deterministic Creation of Large Photonic Multipartite Entangled States
with Group-IV Color Centers in Diamond
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2312.03952v1
- Date: Wed, 6 Dec 2023 23:33:22 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-12-08 16:43:02.748568
- Title: Deterministic Creation of Large Photonic Multipartite Entangled States
with Group-IV Color Centers in Diamond
- Title（参考訳）: ダイヤモンド中のグループIV色中心を持つ巨大フォトニック多粒子配向状態の決定論的創製
- Authors: Gregor Pieplow, Yannick Strocka, Mariano Isaza-Monsalve, Joseph H. D.
Munns, Tim Schr\"oder
- Abstract要約: 本稿では、コヒーレントスピンと励起ゲートを含む、必要な制御操作の詳細な調査に焦点を当てる。
我々はスピンゲートに非共振ラマンスキームを用いるが、これはマイクロ波制御よりもはるかに高速である。
我々は,スズ空洞の色中心を空洞に結合させたスピン制御および励起方式を,現実的な実験条件としてベンチマークした。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Measurement-based quantum computation relies on single qubit measurements of
large multipartite entangled states, so-called lattice-graph or cluster states.
Graph states are also an important resource for quantum communication, where
tree cluster states are a key resource for one-way quantum repeaters. A
photonic realization of this kind of state would inherit many of the benefits
of photonic platforms, such as very little dephasing due to weak environmental
interactions and the well-developed infrastructure to route and measure
photonic qubits. In this work, a linear cluster state and GHZ state generation
scheme is developed for group-IV color centers. In particular, this article
focuses on an in-depth investigation of the required control operations,
including the coherent spin and excitation gates. We choose an off-resonant
Raman scheme for the spin gates, which can be much faster than microwave
control. We do not rely on a reduced level scheme and use efficient
approximations to design high-fidelity Raman gates. We benchmark the
spin-control and excitation scheme using the tin vacancy color center coupled
to a cavity, assuming a realistic experimental setting. Additionally, the
article investigates the fidelities of the Raman and excitation gates in the
presence of radiative and non-radiative decay mechanisms. Finally, a quality
measure is devised, which emphasizes the importance of fast and high-fidelity
spin gates in the creation of large entangled photonic states.
- Abstract（参考訳）: 測定に基づく量子計算は、格子グラフまたはクラスター状態と呼ばれる大きな多部交絡状態の単一量子ビット測定に依存する。
グラフ状態は量子通信の重要なリソースであり、ツリークラスタ状態は一方向の量子リピータにとって重要なリソースである。
この種の状態のフォトニック実現は、環境相互作用の弱いことやフォトニック量子ビットをルーティングし測定するためのよく開発されたインフラなど、フォトニックプラットフォームの利点の多くを継承するだろう。
本研究では,グループIV色中心に対する線形クラスタ状態とGHZ状態生成手法を開発した。
特に本論文では,コヒーレントスピンゲートや励磁ゲートなど,必要な制御操作について詳細に検討する。
我々はスピンゲートの非共振ラマンスキームを選択するが、これはマイクロ波制御よりもはるかに高速である。
我々は低レベルスキームに頼らず、高忠実度ラマンゲートの設計に効率的な近似を用いる。
我々は,スズ空洞の色中心を空洞に結合させたスピン制御および励起方式を,現実的な実験条件としてベンチマークした。
さらに,ラマンと励起ゲートの放射的および非放射的崩壊機構の存在下での細部について検討した。
最後に、大きな絡み合ったフォトニック状態の生成における高速かつ高忠実なスピンゲートの重要性を強調する品質尺度が考案された。
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