Exploration des ressources d'intrication dans les systèmes de points quantiques Si avec une approche de quasi-probabilité opérationnelle

Republié par Platon

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Division of National Supercomputing, Korea Institute of Science and Technology Information, Daejeon 34141, République de Corée

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Abstract

Nous caractérisons l'intrication quantique des signaux réalistes à deux qubits qui sont sensibles aux bruits de charge. Notre exemple de travail est la réponse temporelle générée à partir d'une plate-forme de points quantiques doubles (DQD) en silicium, où une rotation à un seul qubit et une opération NON contrôlée à deux qubits sont effectuées séquentiellement dans le temps pour générer des états intriqués arbitraires. Afin de caractériser l'intrication d'états à deux qubits, nous utilisons l'approche de quasi-probabilité opérationnelle marginale (OQ) qui permet des valeurs négatives de la fonction de probabilité si un état donné est intriqué. Alors que le bruit de charge, qui est omniprésent dans les dispositifs à semi-conducteurs, affecte gravement les opérations logiques mises en œuvre dans la plate-forme DQD, provoquant une énorme dégradation de la fidélité des opérations unitaires ainsi que des états à deux qubits résultants, le modèle de la force d'intrication pilotée par OQ s'avère être assez invariant, indiquant que la ressource d'intrication quantique n'est pas significativement rompue bien que le système physique soit exposé à des fluctuations induites par le bruit dans l'interaction d'échange entre les points quantiques.

Résumé populaire

Nous caractérisons l'intrication de deux états de bits quantiques (qubits) qui sont générés dans une plate-forme à double points quantiques (DQD) en silicium (Si) de taille réaliste. Pour les états arbitraires à deux qubits qui sont produits par la conduction d'une rotation de qubit unique suivie d'une opération X contrôlée, nous utilisons la fonction de quasi-probabilité opérationnelle marginale (OQ) pour quantifier directement leur ressource d'intrication. Ici, nous montrons que la fonction OQ marginale, qui peut être construite uniquement avec des opérateurs directement mesurables, peut servir d'indicateur solide de l'intrication quantique même si un état donné est trop contaminé par des bruits de charge, car elle caractérise la force d'intrication avec une précision raisonnable. et un coût de calcul inférieur par rapport à la méthode de négativité bien connue qui implique le processus de tomographie à l'état complet. Nous étudions également comment les états à deux qubits dans un système Si DQD sont affectés par les bruits de charge qui sont omniprésents dans les dispositifs à semi-conducteurs. Bien que nous constations que le bruit entraîne une énorme dégradation de la fidélité, son effet sur la ressource d'intrication s'avère beaucoup plus faible, de sorte que plus de 70 % de la ressource peut être conservée pour des états de Bell intriqués au maximum, même dans des conditions fortement bruyantes où la fidélité de l'état chute. à environ 20 %.

► Données BibTeX

@article{Ryu2022explore, doi = {10.22331/q-2022-10-06-827}, URL = {https://doi.org/10.22331/q-2022-10-06-827}, title = {Explorer la ressource d'intrication dans {S}i systèmes de points quantiques avec une approche de quasi-probabilité opérationnelle}, auteur = {Ryu, Junghee et Ryu, Hoon}, journal = {{Quantique}}, issn = {2521-327X}, éditeur = {{Verein zur F{“{o}}rderung des Open Access Publizierens in den Quantenwissenschaften}}, volume = {6}, pages = {827}, mois = octobre, année = {2022} }

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