بخش ابرکامپیوتر ملی، موسسه اطلاعات علم و فناوری کره، Daejeon 34141، جمهوری کره
این مقاله را جالب می دانید یا می خواهید بحث کنید؟ SciRate را ذکر کنید یا در SciRate نظر بدهید.
چکیده
ما درهمتنیدگی کوانتومی سیگنال‌های دو کیوبیتی را که به نویزهای شارژ حساس هستند، مشخص می‌کنیم. مثال کاری ما پاسخ زمانی تولید شده از یک پلتفرم نقطه کوانتومی دوگانه سیلیکونی (DQD) است، که در آن یک چرخش تک کیوبیت و یک عملیات کنترل‌شده-NOT دو کیوبیت به‌طور متوالی در زمان انجام می‌شوند تا حالت‌های درهم‌تنیده دلخواه ایجاد شود. به منظور مشخص کردن درهمتنیدگی حالت‌های دو کیوبیتی، از رویکرد شبه احتمال عملیاتی حاشیه‌ای (OQ) استفاده می‌کنیم که در صورت درهم‌تنیده شدن یک حالت، مقادیر منفی تابع احتمال را مجاز می‌سازد. در حالی که نویز شارژ، که در دستگاه های نیمه هادی همه جا وجود دارد، به شدت بر عملیات منطقی اجرا شده در پلت فرم DQD تأثیر می گذارد و باعث تنزل شدید در وفاداری عملیات واحد و همچنین حالت های دو کیوبیتی می شود، الگوی در قدرت درهم تنیدگی مبتنی بر OQ مشخص می شود. کاملاً ثابت بودن، نشان می دهد که منبع درهم تنیدگی کوانتومی به طور قابل توجهی شکسته نشده است، اگرچه سیستم فیزیکی در معرض نوسانات ناشی از نویز در تعامل تبادل بین نقاط کوانتومی قرار دارد.
خلاصه محبوب
► داده های BibTeX
◄ مراجع
[1] ریشارد هورودسکی، پاول هورودسکی، میشال هورودکی، و کارول هورودکی. "درهمتنیدگی کوانتومی". Rev. Mod. فیزیک 81, 865-942 (2009).
https://doi.org/10.1103/RevModPhys.81.865
[2] نیکلاس برونر، دانیل کاوالکانتی، استفانو پیرونیو، والریو اسکارانی و استفانی وهنر. «بی محلی بودن زنگ». Rev. Mod. فیزیک 86، 419-478 (2014).
https://doi.org/10.1103/RevModPhys.86.419
[3] چارلز اچ. بنت، ژیل براسارد، کلود کرپو، ریچارد جوزا، آشر پرز و ویلیام کی. انتقال از راه دور یک حالت کوانتومی ناشناخته از طریق دو کانال کلاسیک و انیشتین-پودولسکی-رزن. فیزیک کشیش لِت 70، 1895-1899 (1993).
https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.70.1895
[4] P. W. Shor. “Algorithms for quantum computation: discrete logarithms and factoring”. In Proceedings 35th Annual Symposium on Foundations of Computer Science. Pages 124–134. (1994).
https://doi.org/10.1109/SFCS.1994.365700
[5] Changhyoup Lee, Benjamin Lawrie, Raphael Pooser, Kwang-Geol Lee, Carsten Rockstuhl, and Mark Tame. “Quantum plasmonic sensors”. Chemical Reviews 121, 4743–4804 (2021).
https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.0c01028
[6] Frank Arute, Kunal Arya, and Ryan Babbush ${et}$ ${al}$. “Quantum supremacy using a programmable superconducting processor”. Nature 574, 505–510 (2019).
https://doi.org/10.1038/s41586-019-1666-5
[7] Gary J. Mooney, Charles D. Hill, and Lloyd C. L. Hollenberg. “Entanglement in a 20-qubit superconducting quantum computer”. 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. Hofer، C. Wächter، K. Lakhmanskiy، R. Blatt، P. شیندلر و تی. مونز. نمایشگر محاسبات کوانتومی تله یون فشرده. PRX Quantum 2, 020343 (2021).
https://doi.org/10.1103/PRXQuantum.2.020343
[9] S. Debnath، NM Linke، C. Figatt، KA Landsman، K. Wright، و C. Monroe. نمایش یک کامپیوتر کوانتومی کوچک قابل برنامه ریزی با کیوبیت های اتمی. Nature 536, 63-66 (2016).
https://doi.org/10.1038/nature18648
[10] K. Wright, K. M. Beck, S. Debnath, J. M. Amini, Y. Nam, N. Grzesiak, J. S. Chen, N. C. Pisenti, M. Chmielewski, C. Collins, K. M. Hudek, J. Mizrahi, J. D. Wong-Campos, S. Allen, J. Apisdorf, P. Solomon, M. Williams, A. M. Ducore, A. Blinov, S. M. Kreikemeier, V. Chaplin, M. Keesan, C. Monroe, and J. Kim. “Benchmarking an 11-qubit quantum computer”. Nature Communications 10, 5464 (2019).
https://doi.org/10.1038/s41467-019-13534-2
[11] T. F. Watson, S. G. J. Philips, E. Kawakami, D. R. Ward, P. Scarlino, M. Veldhorst, D. E. Savage, M. G. Lagally, Mark Friesen, S. N. Coppersmith, M. A. Eriksson, and L. M. K. Vandersypen. “A programmable two-qubit quantum processor in silicon”. Nature 555, 633–637 (2018).
https://doi.org/10.1038/nature25766
[12] M. Steger, K. Saeedi, M. L. W. Thewalt, J. J. L. Morton, H. Riemann, N. V. Abrosimov, P. Becker, and H.-J. Pohl. “Quantum information storage for over 180 s using donor spins in a ${}^{28}$SI “semiconductor vacuum””. Science 336, 1280–1283 (2012).
https://doi.org/10.1126/science.1217635
[13] Alexei M. Tyryshkin, Shinichi Tojo, John J. L. Morton, Helge Riemann, Nikolai V. Abrosimov, Peter Becker, Hans-Joachim Pohl, Thomas Schenkel, Michael L. W. Thewalt, Kohei M. Itoh, and S. A. Lyon. “Electron spin coherence exceeding seconds in high-purity silicon”. Nature Materials 11, 143–147 (2012).
https://doi.org/10.1038/nmat3182
[14] M. Veldhorst, J. C. C. Hwang, C. H. Yang, A. W. Leenstra, B. de Ronde, J. P. Dehollain, J. T. Muhonen, F. E. Hudson, K. M. Itoh, A. Morello, and A. S. Dzurak. “An addressable quantum dot qubit with fault-tolerant control-fidelity”. Nature Nanotechnology 9, 981–985 (2014).
https://doi.org/10.1038/nnano.2014.216
[15] M. Veldhorst, C. H. Yang, J. C. C. Hwang, W. Huang, J. P. Dehollain, J. T. Muhonen, S. Simmons, A. Laucht, F. E. Hudson, K. M. Itoh, A. Morello, and A. S. Dzurak. “A two-qubit logic gate in silicon”. Nature 526, 410–414 (2015).
https://doi.org/10.1038/nature15263
[16] D. M. Zajac, A. J. Sigillito, M. Russ, F. Borjans, J. M. Taylor, G. Burkard, and J. R. Petta. “Resonantly driven cnot gate for electron spins”. Science 359, 439–442 (2018).
https://doi.org/10.1126/science.aao5965
[17] Otfried Gühne and Géza Tóth. “Entanglement detection”. Physics Reports 474, 1–75 (2009).
https://doi.org/10.1016/j.physrep.2009.02.004
[18] E. Wigner. “On the quantum correction for thermodynamic equilibrium”. Phys. Rev. 40, 749–759 (1932).
https://doi.org/10.1103/PhysRev.40.749
[19] K. Husimi. “Some formal properties of the density matrix”. Proceedings of the Physico-Mathematical Society of Japan. 3rd Series 22, 264–314 (1940).
https://doi.org/10.11429/ppmsj1919.22.4_264
[20] Roy J. Glauber. “Coherent and incoherent states of the radiation field”. Phys. Rev. 131, 2766–2788 (1963).
https://doi.org/10.1103/PhysRev.131.2766
[21] E. C. G. Sudarshan. “Equivalence of semiclassical and quantum mechanical descriptions of statistical light beams”. Phys. Rev. Lett. 10, 277–279 (1963).
https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.10.277
[22] K. E. Cahill and R. J. Glauber. “Density operators and quasiprobability distributions”. Phys. Rev. 177, 1882–1902 (1969).
https://doi.org/10.1103/PhysRev.177.1882
[23] Christopher Ferrie. “Quasi-probability representations of quantum theory with applications to quantum information science”. Reports on Progress in Physics 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, and Hyunchul Nha. “Testing nonclassicality and non-gaussianity in phase space”. Phys. Rev. Lett. 114, 190402 (2015).
https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.114.190402
[25] J. Sperling and I. A. Walmsley. “Quasiprobability representation of quantum coherence”. Phys. Rev. A 97, 062327 (2018).
https://doi.org/10.1103/PhysRevA.97.062327
[26] J Sperling and W Vogel. “Quasiprobability distributions for quantum-optical coherence and beyond”. Physica Scripta 95, 034007 (2020).
https://doi.org/10.1088/1402-4896/ab5501
[27] Martin Bohmann, Elizabeth Agudelo, and Jan Sperling. “Probing nonclassicality with matrices of phase-space distributions”. Quantum 4, 343 (2020).
https://doi.org/10.22331/q-2020-10-15-343
[28] Jiyong Park, Jaehak Lee, Kyunghyun Baek, and Hyunchul Nha. “Quantifying non-gaussianity of a quantum state by the negative entropy of quadrature distributions”. Phys. Rev. A 104, 032415 (2021).
https://doi.org/10.1103/PhysRevA.104.032415
[29] Junghee Ryu, James Lim, Sunghyuk Hong, and Jinhyoung Lee. “Operational quasiprobabilities for qudits”. Phys. Rev. A 88, 052123 (2013).
https://doi.org/10.1103/PhysRevA.88.052123
[30] Jeongwoo Jae, Junghee Ryu, and Jinhyoung Lee. “Operational quasiprobabilities for continuous variables”. 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, and Jinhyoung Lee. “Optical experiment to test negative probability in context of quantum-measurement selection”. Scientific Reports 9, 19021 (2019).
https://doi.org/10.1038/s41598-019-53121-5
[32] Ji-Hoon Kang, Junghee Ryu, and Hoon Ryu. “Exploring the behaviors of electrode-driven si quantum dot systems: from charge control to qubit operations”. Nanoscale 13, 332–339 (2021).
https://doi.org/10.1039/D0NR05070A
[33] Hoon Ryu and Ji-Hoon Kang. “Devitalizing noise-driven instability of entangling logic in silicon devices with bias controls”. Scientific Reports 12, 15200 (2022).
https://doi.org/10.1038/s41598-022-19404-0
[34] Jing Wang, A. Rahman, A. Ghosh, G. Klimeck, and M. Lundstrom. “On the validity of the parabolic effective-mass approximation for the ${I}$-${V}$ calculation of silicon nanowire transistors”. IEEE Transactions on Electron Devices 52, 1589–1595 (2005).
https://doi.org/10.1109/TED.2005.850945
[35] R. Neumann and L. R. Schreiber. “Simulation of micro-magnet stray-field dynamics for spin qubit manipulation”. Journal of Applied Physics 117, 193903 (2015).
https://doi.org/10.1063/1.4921291
[36] Maximilian Russ, D. M. Zajac, A. J. Sigillito, F. Borjans, J. M. Taylor, J. R. Petta, and Guido Burkard. “High-fidelity quantum gates in si/sige double quantum dots”. Phys. Rev. B 97, 085421 (2018).
https://doi.org/10.1103/PhysRevB.97.085421
[37] E. Paladino, Y. M. Galperin, G. Falci, and B. L. Altshuler. “${1}/{f}$ noise: Implications for solid-state quantum information”. Rev. Mod. Phys. 86, 361–418 (2014).
https://doi.org/10.1103/RevModPhys.86.361
ذکر شده توسط
این مقاله در Quantum تحت عنوان منتشر شده است Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0) مجوز. حق چاپ نزد دارندگان حق چاپ اصلی مانند نویسندگان یا مؤسسات آنها باقی می ماند.
