論文の概要: Enhanced Quantum State Transfer and Bell State Generation over
Long-Range Multimode Interconnects via Superadiabatic Transitionless Driving
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2401.09663v1
- Date: Thu, 18 Jan 2024 00:39:32 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-01-19 18:09:46.326782
- Title: Enhanced Quantum State Transfer and Bell State Generation over
Long-Range Multimode Interconnects via Superadiabatic Transitionless Driving
- Title（参考訳）: 超断熱トランジッションレス駆動による長距離マルチモードインターコネクトによる量子状態遷移とベル状態の生成
- Authors: Moein Malekakhlagh, Timothy Phung, Daniel Puzzuoli, Kentaro Heya,
Neereja Sundaresan, and Jason Orcutt
- Abstract要約: 共用多モード配線上の2つの遠方量子ビットの量子状態移動と絡み合い生成について検討する。
超断熱性トランジッションレス運転(SATD)ソリューションを断熱性通路に適用し,標準プロトコルよりも様々な改善点を示す。
- 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: Achieving high-fidelity direct two-qubit gates over meter-scale long quantum
interconnects is challenging in part due to the multimode nature of such
systems. One alternative scheme is to combine local operations with remote
quantum state transfer or remote entanglement. Here, we study quantum state
transfer and entanglement generation for two distant qubits, equipped with
tunable interactions, over a common multimode interconnect. We employ the
SuperAdiabatic Transitionless Driving (SATD) solutions for adiabatic passage
and demonstrate various favorable improvements over the standard protocol. In
particular, by suppressing leakage to a select (resonant) interconnect mode,
SATD breaks the speed-limit relation imposed by the qubit-interconnect
interaction $g$, where instead the operation time is limited by leakage to the
adjacent modes, i.e. free spectral range $\Delta_c$ of the interconnect,
allowing for fast operations even with weak $g$. Furthermore, we identify a
multimode error mechanism for Bell state generation using such adiabatic
protocols, in which the even/odd modal dependence of qubit-interconnect
interaction breaks down the dark state symmetry, leading to detrimental
adiabatic overlap with the odd modes growing as $(g/\Delta_c)^2$. Therefore,
adopting a weak coupling, imposed by a multimode interconnect, SATD provides a
significant improvement in terms of operation speed and consequently
sensitivity to incoherent error.
- Abstract（参考訳）: メートルスケールの長い量子インターコネクトによる高忠実度な直接2量子ビットゲートの実現は、そのシステムのマルチモード性によって、部分的には困難である。
別の方法として、ローカル操作とリモート量子状態転送やリモート絡み合いを組み合わせる方法がある。
本稿では、可変相互作用を備えた2つの遠方量子ビットの量子状態移動と絡み合い生成を、共通のマルチモード相互接続上で検討する。
超断熱トランジッションレス駆動 (satd) 法を断熱通路に適用し, 標準プロトコルに対する様々な改善を実証した。
特に、選択された(共鳴)相互接続モードへのリークを抑制することで、SATDは、qubit-interconnectインタラクションによって課される速度制限関係を$g$で破り、代わりに、隣接するモードへのリークによって操作時間が制限される。
さらに、このような断熱プロトコルを用いてベル状態生成のためのマルチモードエラー機構を同定し、量子ビット-相互接続相互作用の偶数/oddモーダル依存性がダーク状態対称性を壊し、$(g/\delta_c)^2$で成長する奇モードと不利な断熱モードを重複させる。
従って、マルチモードインターコネクトによって課される弱い結合を採用することで、satdは動作速度が大幅に向上し、結果として一貫性のないエラーに対する感度が向上する。
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