論文の概要: Entangling distant systems via universal nonadiabatic passage
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2410.23699v1
- Date: Thu, 31 Oct 2024 07:43:28 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-11-01 17:01:22.655047
- Title: Entangling distant systems via universal nonadiabatic passage
- Title（参考訳）: 普遍的非断熱経路を通した遠方系のエンタングリング
- Authors: Zhu-yao Jin, Jun Jing,
- Abstract要約: 我々は$M+N$次元離散系における普遍的非断熱通路を導出する。
応用において、フォン・ノイマン方程式と時間依存系のハミルトン方程式によって決定される遷移のない力学は、遠方量子ビットを絡めるように定式化することができる。
我々の研究は、量子情報処理における非断熱状態工学の本格的な理論を発展させている。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License:
- Abstract: In this work, we derive universal nonadiabatic passages in an $M+N$-dimensional discrete system, where $M$ and $N$ denote the degrees of freedom for the assistant and working subspaces, respectively, that could be separated due to rotation or energy. A systematic method is provided to construct parametric ancillary bases for the nonadiabatic passages, which can set up connection between arbitrary initial and target states. In applications, a transitionless dynamics determined by the von Neumann equation with the time-dependent system Hamiltonian can be formulated to entangle distant qubits, as a vital prerequisite for the practical quantum networks. Using tunable longitudinal interaction between two distant qubits, the superconducting system evolves to the single-excitation Bell state with a fidelity as high as $F=0.997$ from the ground state. When the longitudinal interaction is switched off, the single-excitation Bell state can be further converted to the double-excitation Bell state with $F=0.982$ by parametric driving. Moreover, our protocol can be adapted to generate the Greenberger-Horne-Zeilinger state for $N$ qubits with $N$ steps. Our work develops a full-fledged theory for nonadiabatic state engineering in quantum information processing, which is flexible in target selection and robust against the external noise.
- Abstract（参考訳）: 本研究では、M+N$次元離散系において、それぞれ回転やエネルギーによって分離できるアシスタントと作業部分空間の自由度を表す$M$と$N$の普遍的非断熱通路を導出する。
任意の初期状態と対象状態の接続を設定することができる非断熱通路のパラメトリック補助基盤を構築するための系統的方法が提供される。
応用において、フォン・ノイマン方程式と時間依存系のハミルトン方程式によって決定される遷移のない力学は、実用的な量子ネットワークにとって重要な前提条件として、遠方量子ビットを絡めるように定式化することができる。
2つの遠い量子ビット間の調整可能な長手相互作用を用いて、超伝導系は基底状態からF=0.997$の忠実度を持つ単励起ベル状態へと進化する。
縦方向の相互作用をオフにすると、単励起ベル状態をパラメトリック駆動により$F=0.982$で二重励起ベル状態に変換することができる。
さらに、我々のプロトコルは、$N$ qubitsと$N$stepでGreenberger-Horne-Zeilinger状態を生成するように適応することができる。
我々の研究は、量子情報処理における非断熱状態工学の本格的な理論を開発し、ターゲット選択に柔軟であり、外部ノイズに対して堅牢である。
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