परिचालन quasiprobability दृष्टिकोण के साथ सी क्वांटम डॉट सिस्टम में उलझाव संसाधन की खोज

स्रोत नोड: 1719787

जुंगी रयु और हुन रयु

राष्ट्रीय सुपरकंप्यूटिंग विभाग, कोरिया इंस्टीट्यूट ऑफ साइंस एंड टेक्नोलॉजी इंफॉर्मेशन, डेजॉन 34141, कोरिया गणराज्य

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सार

हम यथार्थवादी दो-qubit संकेतों के क्वांटम उलझाव को चिह्नित करते हैं जो चार्ज शोर के प्रति संवेदनशील होते हैं। हमारा काम करने का उदाहरण एक सिलिकॉन डबल क्वांटम डॉट (DQD) प्लेटफॉर्म से उत्पन्न समय प्रतिक्रिया है, जहां मनमाने ढंग से उलझे हुए राज्यों को उत्पन्न करने के लिए एक एकल-क्विबिट रोटेशन और एक दो-क्विबिट नियंत्रित-नॉट ऑपरेशन क्रमिक रूप से आयोजित किए जाते हैं। दो-qubit राज्यों के उलझाव को चिह्नित करने के लिए, हम सीमांत परिचालन अर्धसंभाव्यता (OQ) दृष्टिकोण को नियोजित करते हैं जो किसी दिए गए राज्य के उलझने पर संभाव्यता फ़ंक्शन के नकारात्मक मूल्यों की अनुमति देता है। जबकि चार्ज शोर, जो सेमीकंडक्टर उपकरणों में सर्वव्यापी है, डीक्यूडी प्लेटफॉर्म में लागू तर्क संचालन को गंभीर रूप से प्रभावित करता है, जिससे एकात्मक संचालन की निष्ठा में भारी गिरावट आती है और साथ ही दो-क्विबिट राज्यों का परिणाम होता है, ओक्यू-संचालित उलझाव ताकत में पैटर्न बदल जाता है काफी अपरिवर्तनीय होना, यह दर्शाता है कि क्वांटम उलझाव का संसाधन महत्वपूर्ण रूप से टूटा नहीं है, हालांकि भौतिक प्रणाली क्वांटम डॉट्स के बीच विनिमय बातचीत में शोर-संचालित उतार-चढ़ाव के संपर्क में है।

हम दो क्वांटम बिट्स (qubits) के उलझाव को चिह्नित करते हैं जो वास्तविक आकार के सिलिकॉन (Si) डबल क्वांटम डॉट (DQD) प्लेटफॉर्म में उत्पन्न होते हैं। मनमाने ढंग से दो-qubit राज्यों के लिए जो एक नियंत्रित-X ऑपरेशन के बाद एक एकल qubit रोटेशन के संचालन के माध्यम से उत्पन्न होते हैं, हम उनके उलझाव संसाधन को सीधे निर्धारित करने के लिए सीमांत परिचालन क्वासिप्रोबेबिलिटी (OQ) फ़ंक्शन को नियोजित करते हैं। यहाँ हम दिखाते हैं कि सीमांत OQ फ़ंक्शन, जिसका निर्माण पूरी तरह से सीधे मापने योग्य ऑपरेटरों के साथ किया जा सकता है, क्वांटम उलझाव के एक ठोस संकेतक के रूप में काम कर सकता है, भले ही किसी दिए गए राज्य में चार्ज शोर के साथ बहुत अधिक दूषित हो, क्योंकि यह उचित सटीकता के साथ उलझाव की ताकत की विशेषता है। और प्रसिद्ध नकारात्मकता पद्धति की तुलना में कम कंप्यूटिंग लागत जिसमें पूर्ण राज्य टोमोग्राफी प्रक्रिया शामिल है। हम यह भी जांच करते हैं कि सी डीक्यूडी प्रणाली में दो-क्विबिट राज्य चार्ज शोर से कैसे प्रभावित होते हैं जो सेमीकंडक्टर उपकरणों में सर्वव्यापी हैं। जबकि हम देखते हैं कि शोर निष्ठा में भारी गिरावट लाता है, उलझाव संसाधन पर इसका प्रभाव बहुत कमजोर हो जाता है, इसलिए 70% से अधिक संसाधनों को अत्यधिक शोर की स्थिति में भी अधिकतम उलझे हुए बेल राज्यों के लिए बनाए रखा जा सकता है, जहां राज्य निष्ठा गिरती है लगभग 20% तक।

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