Division of National Supercomputing, Korea Institute of Science and Technology Information, Daejeon 34141, Republikken Korea
Finder du denne artikel interessant eller vil du diskutere? Scite eller efterlade en kommentar på SciRate.
Abstrakt
Vi karakteriserer kvantesammenfiltringen af de realistiske to-qubit-signaler, der er følsomme over for ladestøj. Vores arbejdseksempel er tidsresponsen genereret fra en silicium dobbelt kvantepunkt (DQD) platform, hvor en enkelt-qubit-rotation og en to-qubit-styret-NOT-operation udføres sekventielt i tid for at generere vilkårlige sammenfiltrede tilstande. For at karakterisere sammenfiltringen af to-qubit-tilstande, anvender vi den marginale operationelle kvasiprobability (OQ) tilgang, der tillader negative værdier af sandsynlighedsfunktionen, hvis en given tilstand er sammenfiltret. Mens ladningsstøjen, som er allestedsnærværende i halvlederenheder, alvorligt påvirker logiske operationer implementeret i DQD-platformen, hvilket forårsager enorm forringelse af pålideligheden af enhedsoperationer såvel som resulterende to-qubit-tilstande, viser mønsteret i den OQ-drevne sammenfiltringsstyrke. at være ret invariant, hvilket indikerer, at ressourcen til kvantesammenfiltring ikke er væsentligt brudt, selvom det fysiske system er udsat for støjdrevne fluktuationer i udvekslingsinteraktion mellem kvanteprikker.
Populært resumé
► BibTeX-data
► Referencer
[1] Ryszard Horodecki, Paweł Horodecki, Michał Horodecki og Karol Horodecki. "Kvanteforviklinger". Rev. Mod. Phys. 81, 865-942 (2009).
https:///doi.org/10.1103/RevModPhys.81.865
[2] Nicolas Brunner, Daniel Cavalcanti, Stefano Pironio, Valerio Scarani og Stephanie Wehner. "Klokke ikke-lokalitet". Rev. Mod. Phys. 86, 419-478 (2014).
https:///doi.org/10.1103/RevModPhys.86.419
[3] Charles H. Bennett, Gilles Brassard, Claude Crépeau, Richard Jozsa, Asher Peres og William K. Wootters. "Teleportering af en ukendt kvantetilstand via dobbelte klassiske og einstein-podolsky-rosen-kanaler". Phys. Rev. Lett. 70, 1895-1899 (1993).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.70.1895
[4] PW Shor. "Algorithmer til kvanteberegning: diskrete logaritmer og factoring". I Proceedings 35. årlige symposium om grundlaget for datalogi. Side 124-134. (1994).
https:///doi.org/10.1109/SFCS.1994.365700
[5] Changhyoup Lee, Benjamin Lawrie, Raphael Pooser, Kwang-Geol Lee, Carsten Rockstuhl og Mark Tame. "Kvanteplasmoniske sensorer". Chemical Reviews 121, 4743-4804 (2021).
https:///doi.org/10.1021/acs.chemrev.0c01028
[6] Frank Arute, Kunal Arya og Ryan Babbush ${et}$ ${al}$. "Kvanteoverlegenhed ved hjælp af en programmerbar superledende processor". Nature 574, 505-510 (2019).
https://doi.org/10.1038/s41586-019-1666-5
[7] Gary J. Mooney, Charles D. Hill og Lloyd CL Hollenberg. "Forviklinger i en 20-qubit superledende kvantecomputer". Scientific Reports 9, 13465 (2019).
https://doi.org/10.1038/s41598-019-49805-7
[8] I. Pogorelov, T. Feldker, Ch. D. Marciniak, L. Postler, G. Jacob, O. Krieglsteiner, V. Podlesnic, M. Meth, V. Negnevitsky, M. Stadler, B. Höfer, C. Wächter, K. Lakhmanskiy, R. Blatt, P. Schindler og T. Monz. "Kompakt ion-fælde kvantecomputerdemonstrator". PRX Quantum 2, 020343 (2021).
https:///doi.org/10.1103/PRXQuantum.2.020343
[9] S. Debnath, NM Linke, C. Figgatt, KA Landsman, K. Wright og C. Monroe. "Demonstration af en lille programmerbar kvantecomputer med atomare qubits". Nature 536, 63-66 (2016).
https:///doi.org/10.1038/nature18648
[10] K. Wright, KM Beck, S. Debnath, JM Amini, Y. Nam, N. Grzesiak, JS Chen, NC Pisenti, M. Chmielewski, C. Collins, KM Hudek, J. Mizrahi, JD Wong-Campos, S. Allen, J. Apisdorf, P. Solomon, M. Williams, AM Ducore, A. Blinov, SM Kreikemeier, V. Chaplin, M. Keesan, C. Monroe og J. Kim. "Benchmarking af en 11-qubit kvantecomputer". Nature Communications 10, 5464 (2019).
https://doi.org/10.1038/s41467-019-13534-2
[11] TF Watson, SGJ Philips, E. Kawakami, DR Ward, P. Scarlino, M. Veldhorst, DE Savage, MG Lagally, Mark Friesen, SN Coppersmith, MA Eriksson og LMK Vandersypen. "En programmerbar to-qubit kvanteprocessor i silicium". Nature 555, 633-637 (2018).
https:///doi.org/10.1038/nature25766
[12] M. Steger, K. Saeedi, MLW Thewalt, JJL Morton, H. Riemann, NV Abrosimov, P. Becker og H.-J. Pohl. "Kvanteinformationslagring i over 180 s ved hjælp af donorspins i et ${}^{28}$SI "halvledervakuum"". Science 336, 1280-1283 (2012).
https://doi.org/10.1126/science.1217635
[13] Alexei M. Tyryshkin, Shinichi Tojo, John JL Morton, Helge Riemann, Nikolai V. Abrosimov, Peter Becker, Hans-Joachim Pohl, Thomas Schenkel, Michael LW Thewalt, Kohei M. Itoh og SA Lyon. "Elektronspinkohærens overstiger sekunder i silicium med høj renhed". Naturmaterialer 11, 143-147 (2012).
https://doi.org/10.1038/nmat3182
[14] M. Veldhorst, JCC Hwang, CH Yang, AW Leenstra, B. de Ronde, JP Dehollain, JT Muhonen, FE Hudson, KM Itoh, A. Morello og AS Dzurak. "En adresserbar quantum dot qubit med fejltolerant kontrol-fidelity". Nature Nanotechnology 9, 981–985 (2014).
https:///doi.org/10.1038/nnano.2014.216
[15] M. Veldhorst, CH Yang, JCC Hwang, W. Huang, JP Dehollain, JT Muhonen, S. Simmons, A. Laucht, FE Hudson, KM Itoh, A. Morello og AS Dzurak. "En to-qubit logisk gate i silicium". Nature 526, 410–414 (2015).
https:///doi.org/10.1038/nature15263
[16] DM Zajac, AJ Sigillito, M. Russ, F. Borjans, JM Taylor, G. Burkard og JR Petta. "Resonant drevet cnot-port til elektronspin". Science 359, 439-442 (2018).
https://doi.org/10.1126/science.aao5965
[17] Otfried Gühne og Géza Tóth. "Detektering af sammenfiltring". Physics Reports 474, 1-75 (2009).
https:///doi.org/10.1016/j.physrep.2009.02.004
[18] E. Wigner. "Om kvantekorrektionen for termodynamisk ligevægt". Phys. Rev. 40, 749-759 (1932).
https:///doi.org/10.1103/PhysRev.40.749
[19] K. Husimi. "Nogle formelle egenskaber ved tæthedsmatricen". Proceedings of the Physico-Mathematical Society of Japan. 3. serie 22, 264–314 (1940).
https:///doi.org/10.11429/ppmsj1919.22.4_264
[20] Roy J. Glauber. "Kohærente og usammenhængende tilstande af strålingsfeltet". Phys. Rev. 131, 2766-2788 (1963).
https:///doi.org/10.1103/PhysRev.131.2766
[21] EKG Sudarshan. "Ækvivalens af semiklassiske og kvantemekaniske beskrivelser af statistiske lysstråler". Phys. Rev. Lett. 10, 277-279 (1963).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.10.277
[22] KE Cahill og RJ Glauber. "Tæthedsoperatorer og kvasi-sandsynlighedsfordelinger". Phys. Rev. 177, 1882–1902 (1969).
https:///doi.org/10.1103/PhysRev.177.1882
[23] Christopher Ferrie. "Quasi-sandsynlighedsrepræsentationer af kvanteteori med anvendelser til kvanteinformationsvidenskab". Rapporter om fremskridt i fysik 74, 116001 (2011).
https://doi.org/10.1088/0034-4885/74/11/116001
[24] Jiyong Park, Junhua Zhang, Jaehak Lee, Se-Wan Ji, Mark Um, Dingshun Lv, Kihwan Kim og Hyunchul Nha. "Test af ikke-klassicitet og ikke-gaussianitet i faserum". Phys. Rev. Lett. 114, 190402 (2015).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.114.190402
[25] J. Sperling og IA Walmsley. "Quasisandsynlighedsrepræsentation af kvantekohærens". Phys. Rev. A 97, 062327 (2018).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.97.062327
[26] J Sperling og W Vogel. "Kvasisandsynlighedsfordelinger for kvante-optisk sammenhæng og videre". Physica Scripta 95, 034007 (2020).
https:///doi.org/10.1088/1402-4896/ab5501
[27] Martin Bohmann, Elizabeth Agudelo og Jan Sperling. "Undersøge ikke-klassicitet med matricer af fase-rum-fordelinger". Quantum 4, 343 (2020).
https://doi.org/10.22331/q-2020-10-15-343
[28] Jiyong Park, Jaehak Lee, Kyunghyun Baek og Hyunchul Nha. "Kvantificering af ikke-gaussianitet af en kvantetilstand ved den negative entropi af kvadraturfordelinger". Phys. Rev. A 104, 032415 (2021).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.104.032415
[29] Junghee Ryu, James Lim, Sunghyuk Hong og Jinhyoung Lee. "Operationelle kvasi-sandsynligheder for qudits". Phys. Rev. A 88, 052123 (2013).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.88.052123
[30] Jeongwoo Jae, Junghee Ryu og Jinhyoung Lee. "Operationelle kvasisandsynligheder for kontinuerte variable". Phys. Rev. A 96, 042121 (2017).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.96.042121
[31] Junghee Ryu, Sunghyuk Hong, Joong-Sung Lee, Kang Hee Seol, Jeongwoo Jae, James Lim, Jiwon Lee, Kwang-Geol Lee og Jinhyoung Lee. "Optisk eksperiment for at teste negativ sandsynlighed i forbindelse med kvantemålingsudvælgelse". Scientific Reports 9, 19021 (2019).
https://doi.org/10.1038/s41598-019-53121-5
[32] Ji-Hoon Kang, Junghee Ryu og Hoon Ryu. "Udforsker adfærden af elektrodedrevne si quantum dot-systemer: fra ladningskontrol til qubit-operationer". Nanoskala 13, 332-339 (2021).
https:///doi.org/10.1039/D0NR05070A
[33] Hoon Ryu og Ji-Hoon Kang. "Devitaliserende støjdrevet ustabilitet af sammenfiltrende logik i siliciumenheder med bias-kontroller". Scientific Reports 12, 15200 (2022).
https://doi.org/10.1038/s41598-022-19404-0
[34] Jing Wang, A. Rahman, A. Ghosh, G. Klimeck og M. Lundstrom. "Om gyldigheden af den parabolske effektive massetilnærmelse for ${I}$-${V}$-beregningen af siliciumnanowire-transistorer". IEEE-transaktioner på elektronenheder 52, 1589–1595 (2005).
https://doi.org/10.1109/TED.2005.850945
[35] R. Neumann og LR Schreiber. "Simulering af mikromagnet-strøfeltsdynamik til spin-qubit-manipulation". Journal of Applied Physics 117, 193903 (2015).
https:///doi.org/10.1063/1.4921291
[36] Maximilian Russ, DM Zajac, AJ Sigillito, F. Borjans, JM Taylor, JR Petta og Guido Burkard. "High-fidelity kvanteporte i si/sige dobbelte kvanteprikker". Phys. Rev. B 97, 085421 (2018).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevB.97.085421
[37] E. Paladino, YM Galperin, G. Falci og BL Altshuler. "${1}/{f}$ støj: Implikationer for solid-state kvanteinformation". Rev. Mod. Phys. 86, 361-418 (2014).
https:///doi.org/10.1103/RevModPhys.86.361
Citeret af
Dette papir er udgivet i Quantum under Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0) licens. Ophavsretten forbliver hos de originale copyright-indehavere, såsom forfatterne eller deres institutioner.
