論文の概要: Entangling distant systems via universal nonadiabatic passage
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2410.23699v2
- Date: Wed, 26 Feb 2025 05:07:15 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-02-27 14:53:15.691871
- 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: 一般の$M+N$次元離散系における普遍的非断熱通路を導出する。
遷移のない力学は、実際の量子ネットワークにとって重要な前提条件として、遠方の量子ビットを絡めるように定式化することができる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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- Abstract: In this paper, we derive universal nonadiabatic passages in a general $M+N$-dimensional discrete system, where $M$ and $N$ denote the degrees of freedom for the assistant and working subspaces, respectively, that could be separated by rotation or energy and coupled through driving. A systematic method is provided to construct parametric ancillary bases by the von Neumann equation with the time-dependent system Hamiltonian. The resulting universal passages set up connections between arbitrary initial and target states. In applications, a transitionless dynamics can be formulated to entangle distant qubits, as a crucial prerequisite for practical quantum networks. Using tunable longitudinal interaction between distant qubits and driving frequency, the superconducting qubits can be prepared from the ground state to the single-excitation Bell state with a fidelity as high as $\mathcal{F}=0.997$ and be further converted to the double-excitation Bell state with $\mathcal{F}=0.982$. Moreover, our protocol is extended to generate the Greenberger-Horne-Zeilinger state for an $N$-qubit system with $N$ steps. Our work develops a full-fledged theory for nonadiabatic state engineering, which is flexible in target selection and robust against both external noises and systematic errors in quantum information processing.
- Abstract（参考訳）: 本稿では、一般の$M+N$次元離散システムにおいて、回転またはエネルギーによって分離され駆動によって結合され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。
時間依存型ハミルトニアン系を持つフォン・ノイマン方程式によりパラメトリックな補助基底を構成する体系的な方法が提供される。
結果の普遍通路は任意の初期状態と目標状態の間の接続を設定した。
応用において、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。
遠方量子ビットと駆動周波数の調整可能な長手相互作用を用いて、超伝導量子ビットは、基底状態から単励起ベル状態へ$\mathcal{F}=0.997$の忠実度で準備でき、さらに$\mathcal{F}=0.982$で二重励起ベル状態に変換することができる。
さらに,このプロトコルを拡張してGreenberger-Horne-Zeilinger状態を生成する。
本研究は, 外部雑音と量子情報処理の系統的誤りに対して, ターゲット選択に柔軟で頑健な非断熱状態工学の本格的な理論を開発する。
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