論文の概要: Parity-dependent state transfer for direct entanglement generation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2405.19408v1
- Date: Wed, 29 May 2024 18:00:04 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-05-31 19:35:56.973325
- Title: Parity-dependent state transfer for direct entanglement generation
- Title（参考訳）: 直接絡み合い生成のためのパリティ依存状態伝達
- Authors: Federico A. Roy, João H. Romeiro, Leon Koch, Ivan Tsitsilin, Johannes Schirk, Niklas J. Glaser, Niklas Bruckmoser, Malay Singh, Franz X. Haslbeck, Gerhard B. P. Huber, Gleb Krylov, Achim Marx, Frederik Pfeiffer, Christian M. F. Schneider, Christian Schweizer, Florian Wallner, David Bunch, Lea Richard, Lasse Södergren, Klaus Liegener, Max Werninghaus, Stefan Filipp,
- Abstract要約: 完全状態移動(Perfect State Transfer)とは、量子状態の時間的最適転送を実現する手法である。
超伝導量子ビットの連鎖上での完全状態移動と多ビット絡み合いの発生を実験的に実証した。
- 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: As quantum information technologies advance they face challenges in scaling and connectivity. In particular, two necessities remain independent of the technological implementation: the need for connectivity between distant qubits and the need for efficient generation of entanglement. Perfect State Transfer is a technique which realises the time optimal transfer of a quantum state between distant nodes of qubit lattices with only nearest-neighbour couplings, hence providing an important tool to improve device connectivity. Crucially, the transfer protocol results in effective parity-dependent non-local interactions, extending its utility to the efficient generation of entangled states. Here, we experimentally demonstrate Perfect State Transfer and the generation of multi-qubit entanglement on a chain of superconducting qubits. The system consists of six fixed-frequency transmon qubits connected by tunable couplers, where the couplings are controlled via parametric drives. By simultaneously activating all couplings and engineering their individual amplitudes and frequencies, we implement Perfect State Transfer on up to six qubits and observe the respective single-excitation dynamics for different initial states. We then apply the protocol in the presence of multiple excitations and verify its parity-dependent property, where the number of excitations within the chain controls the phase of the transferred state. Finally, we utilise this property to prepare a multi-qubit Greenberger-Horne-Zeilinger state using only a single transfer operation, demonstrating its application for efficient entanglement generation.
- Abstract（参考訳）: 量子情報技術が進歩するにつれ、スケーリングと接続性の課題に直面している。
特に、遠方の量子ビット間の接続の必要性と、効率的な絡み合いの生成の必要性の2つが技術的実装から独立している。
完全状態移動(Perfect State Transfer)は、キュービット格子の遠いノード間の量子状態の時間的最適転送と、最も近い近傍結合のみを実現する技術であり、デバイス接続性を改善する重要なツールを提供する。
重要なことに、転送プロトコルは効果的なパリティに依存しない非局所的な相互作用をもたらし、その効用を絡み合った状態の効率的な生成にまで拡張する。
ここでは, 超伝導量子ビットの連鎖上での完全状態移動と多ビット絡みの発生を実験的に実証する。
このシステムは6つの固定周波数トランスモンキュービットから構成されており、結合はパラメトリックドライブを介して制御される。
すべての結合を同時に活性化し、個々の振幅と周波数をエンジニアリングすることにより、最大6キュービットのパーフェクトステートトランスファーを実装し、異なる初期状態に対するそれぞれの単一励起ダイナミクスを観察する。
次に、このプロトコルを複数の励起の存在下で適用し、そのパリティに依存した性質を検証する。
最後に、この特性を利用して、単一転送操作のみを用いてマルチキュービットグリーンバーガー・ホーネ・ザイリンガー状態を作成し、その効率的な絡み合い生成への応用を実証する。
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