論文の概要: Bell state generation and CNOT operation using on-demand identical photons from shape-controlled spatially ordered quantum dots

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2411.04412v1
• Date: Thu, 07 Nov 2024 04:04:11 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-11-08 19:37:30.960415
• Title: Bell state generation and CNOT operation using on-demand identical photons from shape-controlled spatially ordered quantum dots
• Title（参考訳）: 形状制御された空間秩序量子ドットからのオンデマンド同一光子を用いたベル状態発生とCNOT動作
• Authors: Qi Huang, Swarnabha Chattaraj, Lucas Jordao, Jiefei Zhang, Siyuan Lu, Anupam Madhukar,
• Abstract要約: 設計正則配列に位置するメサトップ単一量子ドット(MTSQD)のプラットフォームを開発する。 ベル状態忠実度 0.825$pm$0.010 は、2つの光子干渉(TPI)可視度 0.947$pm$0.0015 をパーセルエンハンスメントなしで 4K で達成する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.368393320613973
• License:
• Abstract: Fault tolerant on-chip photonic quantum computation is enormously helped by (a) deterministic generation of the needed thousands to millions of photon qubits from (b) quantum emitters in designed spatially ordered arrays to enable networks for implementing many-qubit logic circuits. Scaling up photonic quantum information processing systems has, however, been prevented by the lack of such quantum emitters until the demonstration of the platform of mesa-top single quantum dots (MTSQDs) -- controlled shape, size, and volume single QD -- located in designed regular arrays. Here we demonstrate 2 qubit CNOT gate operation -- a universal gate necessary to enable quantum circuits of arbitrary complexity -- in polarization basis using photons emitted from individual MTSQDs. A Bell state fidelity of 0.825$\pm$0.010 is achieved with two photon interference (TPI) visibility of 0.947$\pm$0.0015 at 4K without Purcell enhancement. The results make a strong case for developing MTSQD arrays for utility scale optical quantum information processing platforms.
• Abstract（参考訳）: フォールトトレラントオンチップフォトニック量子計算は巨大に助けられる a)数千から数百万の光子量子ビットを決定論的に生成する b) 多ビット論理回路を実装するネットワークを実現するために設計された空間順序配列における量子エミッタ。 しかし、フォトニック量子情報処理システムのスケールアップは、メサトップ単一量子ドット(MTSQD)のプラットフォーム(形状、サイズ、ボリューム単一QD)のデモが、設計された規則配列にあるまで、そのような量子エミッタの欠如によって妨げられてきた。 ここでは、個々のMTSQDから放出される光子を用いて、偏光ベースで2量子CNOTゲート演算(任意の複雑性を持つ量子回路を実現するのに必要な普遍ゲート)を実証する。 ベル状態忠実度0.825$\pm$0.010は、2つの光子干渉(TPI)可視性0.947$\pm$0.0015をパーセルエンハンスメントなしで達成する。 この結果から,光量子情報処理プラットフォームのためのMTSQDアレイの開発が重要である。

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