論文の概要: Faster Preparation of Multi-qubit Entanglement with Higher Success Rates

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.08525v1
• Date: Thu, 11 Jul 2024 14:14:37 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-07-12 17:10:08.261959
• Title: Faster Preparation of Multi-qubit Entanglement with Higher Success Rates
• Title（参考訳）: 高い成功率をもつマルチキュービットエンタングルメントの高速作成
• Authors: B. -B. Liu, Shi-Lei Su, Y. -L. Zuo, Gang Chen, Ş. K. Özdemir, H. Jing,
• Abstract要約: 2量子量子絡み合いの準備は、非エルミート系の例外点(EP)やスペクトルの合体付近で著しく加速することができる。 量子EPベースのデバイスにとって重要な障害は、高い絡み合った状態を生成する際の成功率の制限である。 本研究は,真のパリティ時間(mathcalPT$)対称システムを利用することで,この制限を効果的に克服できることを実証する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.4471683173611334
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: A noteworthy discovery in recent research is that the process of two-qubit quantum entanglement preparation can be significantly accelerated near the exceptional point (EP) or spectral coalescence of non-Hermitian systems, as compared to conventional Hermitian setups. Nevertheless, a significant obstacle for quantum EP-based devices is their limited success rate in generating highly entangled states, stemming from an inherent trade-off relation between entanglement degree and success rate in all lossy EP systems. Our study demonstrates that this limitation can be effectively overcome by harnessing a truly parity-time ($\mathcal{PT}$)-symmetric system, which possesses balanced gain and loss, thereby enabling maximal entanglement with rapid speed, high success rates, and greater resilience to non-resonant errors. We believe this approach can efficiently prepare multi-qubit entanglement and use not only bipartite but also tripartite entanglement as examples to illustrate, even when the precise gain-loss balance is not strictly maintained. Our analytical findings are in excellent agreement with numerical simulations, confirming the potential of $\mathcal{PT}$-devices as a powerful tool for creating and engineering diverse quantum resources for applications in quantum information technology.
• Abstract（参考訳）: 最近の研究で注目すべき発見は、2ビットの量子絡み合いの準備プロセスが、従来のエルミート系と比べ、非エルミート系の例外点(EP)やスペクトルの合体付近で著しく加速できることである。 それにもかかわらず、量子EPベースのデバイスにとって重要な障害は、高い絡み合い状態を生成する際の成功率の制限であり、これは全ての損失EPシステムにおいて、絡み合い度と成功率との本質的にのトレードオフ関係から生じる。 本研究は, 利得と損失のバランスを保った真のパリティ時間(\mathcal{PT}$)対称システムを利用することで, この制限を効果的に克服できることを示す。 提案手法は, 精度の高いゲインロスバランスが厳密に維持されていない場合でも, 効率よくマルチキュービットの絡み合わせを作成でき, 両部とも三部構造も絡み合わせを例に示すことができると信じている。 我々の分析結果は数値シミュレーションとよく一致しており、量子情報技術の応用のための多様な量子リソースを作成・構築するための強力なツールとして$\mathcal{PT}$-devicesの可能性を確認している。

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