論文の概要: Fusion of deterministically generated photonic graph states

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2403.11950v1
• Date: Mon, 18 Mar 2024 16:46:00 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-03-20 19:30:44.366799
• Title: Fusion of deterministically generated photonic graph states
• Title（参考訳）: 決定論的に生成されたフォトニックグラフ状態の融合
• Authors: Philip Thomas, Leonardo Ruscio, Olivier Morin, Gerhard Rempe,
• Abstract要約: 絡み合いは、量子物理学の謎的な概念から、量子技術の鍵となる要素へと進化してきた。 ここでは、光共振器にアドレス可能な原子を用いることにより、この目標を達成する。 我々の技術は、より多くの量子レス量子リピータに対してスケーラブルなメモリである。
• 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: Entanglement has evolved from an enigmatic concept of quantum physics to a key ingredient of quantum technology. It explains correlations between measurement outcomes that contradict classical physics, and has been widely explored with small sets of individual qubits. Multi-partite entangled states build up in gate-based quantum-computing protocols, and $\unicode{x2013}$ from a broader perspective $\unicode{x2013}$ were proposed as the main resource for measurement-based quantum-information processing. The latter requires the ex-ante generation of a multi-qubit entangled state described by a graph. Small graph states such as Bell or linear cluster states have been produced with photons, but the proposed quantum computing and quantum networking applications require fusion of such states into larger and more powerful states in a programmable fashion. Here we achieve this goal by employing two individually addressable atoms in one optical resonator. Ring and tree graph states with up to eight qubits, with the names reflecting the entanglement topology, are efficiently fused from the photonic states emitted by the individual atoms. The fusion process itself employs a cavity-assisted gate between the two atoms. Our technique is in principle scalable to even larger numbers of qubits, and is the decisive step towards, for instance, a memory-less quantum repeater in a future quantum internet.
• Abstract（参考訳）: 絡み合いは、量子物理学の謎的な概念から、量子技術の鍵となる要素へと進化してきた。 これは古典物理学と矛盾する測定結果の相関を説明し、個々の量子ビットの小さな集合で広く研究されてきた。 ゲートベースの量子計算プロトコルで構築されたマルチパーティの絡み合った状態と、より広い視点から見れば$\unicode{x2013}$が、測定ベースの量子情報処理の主資源として提案された。 後者は、グラフによって記述された多ビットの絡み合った状態の元アンテ生成を必要とする。 ベル状態や線形クラスタ状態のような小さなグラフ状態は光子で生成されているが、提案された量子コンピューティングと量子ネットワークアプリケーションでは、プログラム可能な方法でそのような状態がより大きくより強力な状態に融合する必要がある。 ここではこの目的を達成するために、2つの個別に対応可能な原子を1つの光共振器に採用する。 最大8キュービットのリングおよびツリーグラフ状態は、絡み合いトポロジーを反映した名前であり、個々の原子によって放出されるフォトニック状態から効率的に融合する。 融合過程自体は、2つの原子の間に空洞補助ゲートを用いる。 我々の技術は原則として、より多くの量子ビットに対してスケーラブルであり、例えば将来の量子インターネットにおけるメモリレス量子リピータへの決定的なステップである。

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