論文の概要: Deterministic and reconfigurable graph state generation with a single solid-state quantum emitter
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2410.23518v1
- Date: Wed, 30 Oct 2024 23:59:54 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-11-01 17:01:28.375984
- Title: Deterministic and reconfigurable graph state generation with a single solid-state quantum emitter
- Title（参考訳）: 単一固体量子エミッタを用いた決定論的および再構成可能なグラフ状態生成
- Authors: H. Huet, P. R. Ramesh, S. C. Wein, N. Coste, P. Hilaire, N. Somaschi, M. Morassi, A. Lemaître, I. Sagnes, M. F. Doty, O. Krebs, L. Lanco, D. A. Fioretto, P. Senellart,
- Abstract要約: 我々は,光固体集積量子エミッタを用いた決定論的および再構成可能なグラフ状態生成を示す。
2つの連続する光子の量子状態トモグラフィーを行い、ベル状態の忠実度を0.80$pm$0.04まで測定し、コンカレンスを0.69$pm$0.09まで測定する。
この単純な光学スキームは、市販の量子ドットベースの単一光子源と互換性があり、スピンと光子によるフォールトトレラント量子コンピューティングに一歩近づいた。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License:
- Abstract: Measurement-based quantum computing offers a promising route towards scalable, universal photonic quantum computation. This approach relies on the deterministic and efficient generation of photonic graph states in which many photons are mutually entangled with various topologies. Recently, deterministic sources of graph states have been demonstrated with quantum emitters in both the optical and microwave domains. In this work, we demonstrate deterministic and reconfigurable graph state generation with optical solid-state integrated quantum emitters. Specifically, we use a single semiconductor quantum dot in a cavity to generate caterpillar graph states, the most general type of graph state that can be produced with a single emitter. By using fast detuned optical pulses, we achieve full control over the spin state, enabling us to vary the entanglement topology at will. We perform quantum state tomography of two successive photons, measuring Bell state fidelities up to 0.80$\pm$0.04 and concurrences up to 0.69$\pm$0.09, while maintaining high photon indistinguishability. This simple optical scheme, compatible with commercially available quantum dot-based single photon sources, brings us a step closer to fault-tolerant quantum computing with spins and photons.
- Abstract（参考訳）: 測定ベースの量子コンピューティングは、スケーラブルで普遍的なフォトニック量子計算への有望な経路を提供する。
このアプローチは、多くの光子が様々な位相に相互に絡み合っているような、決定論的かつ効率的なフォトニックグラフ状態の生成に依存している。
近年,光領域とマイクロ波領域の両方で量子エミッタを用いてグラフ状態の決定論的情報源が実証されている。
本研究では,光固体集積量子エミッタを用いた決定論的および再構成可能なグラフ状態生成について述べる。
具体的には、キャビティ内で単一の半導体量子ドットを使用して、単一エミッタで生成できる最も一般的なグラフ状態である毛細管グラフ状態を生成する。
高速な偏向光パルスを用いることでスピン状態を完全に制御し、絡み合い位相を自由に変化させることができる。
我々は、2つの連続する光子の量子状態トモグラフィーを行い、ベル状態の忠実度を0.80$\pm$0.04まで測定し、高い光子不連続性を保ちながら0.69$\pm$0.09まで収束する。
この単純な光学スキームは、市販の量子ドットベースの単一光子源と互換性があり、スピンと光子によるフォールトトレラント量子コンピューティングに一歩近づいた。
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