Division of National Supercomputing, Korea Institute of Science and Technology Information, Daejeon 34141, Republika Korei
Czy ten artykuł jest interesujący czy chcesz dyskutować? Napisz lub zostaw komentarz do SciRate.
Abstrakcyjny
Scharakteryzowaliśmy splątanie kwantowe realistycznych sygnałów dwukubitowych, które są wrażliwe na szumy ładunku. Naszym roboczym przykładem jest odpowiedź czasowa generowana z krzemowej platformy z podwójną kropką kwantową (DQD), w której rotacja pojedynczego kubitu i operacja sterowana dwoma kubitami-NOT są przeprowadzane sekwencyjnie w czasie, aby wygenerować dowolne stany splątane. Aby scharakteryzować splątanie stanów dwóch kubitów, stosujemy podejście krańcowego quasi-prawdopodobieństwa operacyjnego (OQ), które dopuszcza ujemne wartości funkcji prawdopodobieństwa, jeśli dany stan jest splątany. Podczas gdy szum ładunku, który jest wszechobecny w urządzeniach półprzewodnikowych, poważnie wpływa na operacje logiczne realizowane na platformie DQD, powodując ogromne pogorszenie wierności operacji jednostkowych, a także wynikające z nich stany dwukubitowe, wzór siły splątania sterowanej przez OQ okazuje się być całkiem niezmienny, co wskazuje, że zasób splątania kwantowego nie jest znacząco zepsuty, chociaż układ fizyczny jest narażony na fluktuacje wywołane hałasem w interakcji wymiany między kropkami kwantowymi.
Popularne podsumowanie
► Dane BibTeX
► Referencje
[1] Ryszard Horodecki, Paweł Horodecki, Michał Horodecki i Karol Horodecki. "Splątanie kwantowe". Wielebny Mod. fizyka 81, 865–942 (2009).
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.81.865
[2] Nicolas Brunner, Daniel Cavalcanti, Stefano Pironio, Valerio Scarani i Stephanie Wehner. „Nielokalność dzwonka”. Wielebny Mod. fizyka 86, 419–478 (2014).
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.86.419
[3] Charles H. Bennett, Gilles Brassard, Claude Crépeau, Richard Jozsa, Asher Peres i William K. Wootters. „Teleportowanie nieznanego stanu kwantowego przez podwójne kanały klasyczne i einsteina-podolskiego-rosena”. fizyka Wielebny Lett. 70, 1895-1899 (1993).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.70.1895
[4] PW Szor. „Algorytmy obliczeń kwantowych: dyskretne logarytmy i faktoring”. W Proceedings 35. Doroczne Sympozjum Podstaw Informatyki. Strony 124–134. (1994).
https: / / doi.org/ 10.1109 / SFCS.1994.365700
[5] Changhyoup Lee, Benjamin Lawrie, Raphael Pooser, Kwang-Geol Lee, Carsten Rockstuhl i Mark Tame. „Kwantowe czujniki plazmoniczne”. Recenzje chemiczne 121, 4743–4804 (2021).
https:///doi.org/10.1021/acs.chemrev.0c01028
[6] Frank Arute, Kunal Arya i Ryan Babbush ${et}$ ${al}$. „Supremacja kwantowa za pomocą programowalnego procesora nadprzewodzącego”. Przyroda 574, 505–510 (2019).
https://doi.org/10.1038/s41586-019-1666-5
[7] Gary J. Mooney, Charles D. Hill i Lloyd CL Hollenberg. „Splątanie w 20-kubitowym nadprzewodzącym komputerze kwantowym”. Raporty naukowe 9, 13465 (2019).
https://doi.org/10.1038/s41598-019-49805-7
[8] I. Pogorelow, 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. Schindlera i T. Monza. „Kompaktowy demonstrator obliczeń kwantowych z pułapką jonową”. PRX Quantum 2, 020343 (2021).
https: // doi.org/ 10.1103 / PRXQuantum.2.020343
[9] S. Debnath, NM Linke, C. Figgatt, KA Landsman, K. Wright i C. Monroe. „Demonstracja małego programowalnego komputera kwantowego z kubitami atomowymi”. Przyroda 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 i J. Kim. „Benchmarking 11-kubitowego komputera kwantowego”. Komunikaty natury 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 i LMK Vandersypen. „Programowalny dwukubitowy procesor kwantowy w krzemie”. Przyroda 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 i H.-J. Pohl. „Przechowywanie informacji kwantowych przez ponad 180 s przy użyciu spinów donorowych w ${}^{28}$SI „próżni półprzewodnikowej””. Nauka 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 i SA Lyon. „Spójność spinu elektronów przekraczająca sekundy w krzemie o wysokiej czystości”. Materiały przyrodnicze 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 i AS Dzurak. „Adresowalny kubit kropki kwantowej z odporną na uszkodzenia wiernością sterowania”. Natura Nanotechnologia 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 i AS Dzurak. „Dwukubitowa bramka logiczna w krzemie”. Przyroda 526, 410–414 (2015).
https: / / doi.org/ 10.1038 / nature15263
[16] DM Zając, AJ Sigillito, M. Russ, F. Borjans, JM Taylor, G. Burkard i JR Petta. „Rezonansowo napędzana bramka cnot dla spinów elektronów”. Nauka 359, 439–442 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1126 / science.aao5965
[17] Otfried Gühne i Géza Tóth. „Wykrywanie splątania”. Raporty fizyki 474, 1–75 (2009).
https: / / doi.org/ 10.1016 / j.physrep.2009.02.004
[18] E. Wignera. „O korekcie kwantowej dla równowagi termodynamicznej”. fizyka Obj. 40, 749–759 (1932).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRev.40.749
[19] K. Husimi. „Niektóre właściwości formalne macierzy gęstości”. Proceedings of the Physico-Mathematical Society of Japan. 3. seria 22, 264–314 (1940).
https: / / doi.org/ 10.11429 / ppmsj1919.22.4_264
[20] Roya J. Glaubera. „Spójne i niespójne stany pola promieniowania”. fizyka Obj. 131, 2766–2788 (1963).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRev.131.2766
[21] EKG Sudarszan. „Równoważność półklasycznych i kwantowo-mechanicznych opisów statystycznych wiązek światła”. fizyka Wielebny Lett. 10, 277-279 (1963).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.10.277
[22] KE Cahill i RJ Glauber. „Operatory gęstości i rozkłady quasi-prawdopodobieństwa”. fizyka Obj. 177, 1882–1902 (1969).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRev.177.1882
[23] Krzysztof Ferry. „Quasi-prawdopodobieństwa reprezentacje teorii kwantowej z zastosowaniami w informatyce kwantowej”. Raporty o postępach w fizyce 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 i Hyunchul Nha. „Testowanie nieklasyczności i niegaussowości w przestrzeni fazowej”. fizyka Wielebny Lett. 114, 190402 (2015).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.114.190402
[25] J. Sperlinga i IA Walmsleya. „Quasi-prawdopodobieństwo reprezentacji spójności kwantowej”. fizyka Rev. A 97, 062327 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.97.062327
[26] J Sperling i W. Vogel. „Rozkłady quasi-prawdopodobieństwa dla spójności kwantowo-optycznej i nie tylko”. Physica Scripta 95, 034007 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1088 / 1402-4896 / ab5501
[27] Martin Bohmann, Elizabeth Agudelo i Jan Sperling. „Badanie nieklasyczności za pomocą macierzy rozkładów w przestrzeni fazowej”. Kwant 4, 343 (2020).
https://doi.org/10.22331/q-2020-10-15-343
[28] Jiyong Park, Jaehak Lee, Kyunghyun Baek i Hyunchul Nha. „Kwantyfikacja niegaussowości stanu kwantowego przez ujemną entropię rozkładów kwadraturowych”. fizyka Rev. A 104, 032415 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.104.032415
[29] Junghee Ryu, James Lim, Sunghyuk Hong i Jinhyoung Lee. „Operacyjne quasi-prawdopodobieństwa dla quditów”. fizyka Wersja A 88, 052123 (2013).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.88.052123
[30] Jeongwoo Jae, Junghee Ryu i Jinhyoung Lee. „Operacyjne quasi-prawdopodobieństwa dla zmiennych ciągłych”. fizyka 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 i Jinhyoung Lee. „Eksperyment optyczny do testowania prawdopodobieństwa ujemnego w kontekście selekcji pomiarów kwantowych”. Raporty naukowe 9, 19021 (2019).
https://doi.org/10.1038/s41598-019-53121-5
[32] Ji-Hoon Kang, Junghee Ryu i Hoon Ryu. „Badanie zachowań systemów kropek kwantowych si napędzanych elektrodami: od kontroli ładunku do operacji kubitów”. Nanoskala 13, 332–339 (2021).
https:///doi.org/10.1039/D0NR05070A
[33] Hoon Ryu i Ji-Hoon Kang. „Dewitalizująca, spowodowana hałasem, niestabilność splątanej logiki w urządzeniach krzemowych z kontrolą odchylenia”. Raporty naukowe 12, 15200 (2022).
https://doi.org/10.1038/s41598-022-19404-0
[34] Jing Wang, A. Rahman, A. Ghosh, G. Klimeck i M. Lundstrom. „O ważności przybliżenia parabolicznej masy efektywnej dla obliczenia $ {I} $ - $ {V} $ tranzystorów z nanoprzewodów krzemowych”. Transakcje IEEE na urządzeniach elektronowych 52, 1589–1595 (2005).
https:///doi.org/10.1109/TED.2005.850945
[35] R. Neumanna i LR Schreibera. „Symulacja dynamiki pola błądzącego mikromagnesu do manipulacji kubitem spinowym”. Journal of Applied Physics 117, 193903 (2015).
https: / / doi.org/ 10.1063 / 1.4921291
[36] Maximilian Russ, DM Zając, AJ Sigillito, F. Borjans, JM Taylor, JR Petta i Guido Burkard. „Bramki kwantowe wysokiej wierności w podwójnych kropkach kwantowych si/sige”. fizyka Wersja B 97, 085421 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevB.97.085421
[37] E. Paladino, YM Galperin, G. Falci i BL Altshuler. „${1}/{f}$ szum: implikacje dla informacji kwantowej w stanie stałym”. Wielebny Mod. fizyka 86, 361–418 (2014).
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.86.361
Cytowany przez
Niniejszy artykuł opublikowano w Quantum pod Creative Commons Uznanie autorstwa 4.0 Międzynarodowe (CC BY 4.0) licencja. Prawa autorskie należą do pierwotnych właścicieli praw autorskich, takich jak autorzy lub ich instytucje.
