Очищаюча телепортація

Очищаюча телепортація

Вихідний вузол: 1962984

Катажина Рошак1 та Ярослав К. Корбіч2

1Інститут фізики (FZU), Чеська академія наук, Na Slovance 2, 182 00 Прага, Чеська Республіка
2Центр теоретичної фізики Польської академії наук, Aleja Lotników 32/46, 02-668 Варшава, Польща

Вам цей документ цікавий чи ви хочете обговорити? Скайте або залиште коментар на SciRate.

абстрактний

Зв’язок із середовищем зазвичай пригнічує квантові властивості фізичних систем через механізми декогеренції. Це одна з головних перешкод у практичній реалізації квантових протоколів. У цій роботі ми показуємо, як ефекти декогеренції можуть бути звернені/подавлені під час квантової телепортації в мережевому сценарії. Розглядаючи навколишнє середовище квантово, ми показуємо, що за загального зв’язку чистої дефазації виконання другого кроку телепортації може ймовірно змінити ефекти декогеренції, якщо виконуються певні умови комутативності. Цей ефект є суто квантовим і найбільш вираженим для систем кубітів, де в 25% випадків декогеренцію можна повністю змінити. Як приклад, ми показуємо ефект у фізичній моделі регістра кубіта, з’єднаного з бозонною ванною. Ми також аналізуємо загальні $d$-вимірні системи, ідентифікуючи всі випадки придушення декогерентності. Наші результати є доказом концепції, але ми вважаємо, що вони будуть актуальними для нової галузі квантових мереж, оскільки телепортація є ключовим будівельним блоком мережевих протоколів.

► Дані BibTeX

► Список літератури

[1] E. Joos, H. D. Zeh, C. Kiefer, D. Giulini, J. Kupsch та I.-O. Стаматеску. «Декогеренція і поява класичного світу в квантовій теорії». Спрингер. Берлін (2003). 2 видання.
https:/​/​doi.org/​10.1007/​978-3-662-05328-7

[2] Максиміліан Шлосшауер. «Декогеренція: і квантово-класичний перехід». Springer Science & Business Media. (2007).
https:/​/​doi.org/​10.1007/​978-3-540-35775-9

[3] Войцех Г. Зурек. «Квантовий дарвінізм». Фізика природи 5, 181–188 (2009).
https://​/​doi.org/​10.1038/​nphys1202

[4] Андреас Дж. Ландіг, Йонне В. Коскі, Паскуале Скарліно, Ка. «Когерентний спін-фотонний зв’язок з використанням резонансного обмінного кубіта». Nature 560, 179–184 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1038 / s41586-018-0365-y

[5] Джонатан Дж. Бернетт, Андреас Бенгтссон, Марко Скільюццо, Девід Ньєпс, Марина Кудра, Пер Делсінг і Йонас Байландер. «Бенчмаркінг декогерентності надпровідних кубітів». npj Квантова інформація 5, 1–8 (2019).
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41534-019-0168-5

[6] Штеффен Шлер, Юрген Лізенфельд, Клеменс Мюллер, Олександр Білмес, Андре Шнайдер, Девід П. Паппас, Олексій В. Устинов і Мартін Вайдес. «Кореляційна декогерентність у трансмон-кубітах: низькочастотний шум від окремих флуктуаторів». фіз. Преподобний Летт. 123, 190502 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.123.190502

[7] Ян'ян Лю, Юань Сунь, Чжо Фу, Пен Сю, Сінь Ван, Сяодун Хе, Цзінь Ван і Міншен Чжань. «Невірність, спричинена декогеренцією наземного рідберга контрольного кубіта в двокубітовому затворі рідбергської блокади». фіз. Редакція, застосована 15, 054020 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevApplied.15.054020

[8] Вейцзянь Чен, Мар’ям Аббасі, Бюнг Ха, Серра Ердамар, Йогеш Н. Джоглекар і Катер В. Мурч. «Виняткові точки, спричинені декогеренцією, у дисипативному надпровідному кубіті». фіз. Преподобний Летт. 128, 110402 (2022).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.128.110402

[9] Чарльз Х. Беннетт, Жиль Брассар, Клод Крепо, Річард Йоза, Ашер Перес і Вільям К. Вуттерс. «Телепортація невідомого квантового стану через подвійний класичний канал і канал Ейнштейна-Подольського-Розена». фіз. Преподобний Летт. 70, 1895–1899 (1993).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.70.1895

[10] Гаррі Боуен і Сугато Боуз. «Телепортація як деполяризуючий квантовий канал, відносна ентропія та класична ємність». фіз. Преподобний Летт. 87, 267901 (2001).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.87.267901

[11] Френк Верстрете та Анрі Вершельде. «Оптимальна телепортація зі змішаним станом двох кубітів». фіз. Преподобний Летт. 90, 097901 (2003).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.90.097901

[12] Сомшубро Бандіопадхяй та Баррі С. Сандерс. «Квантова телепортація композитних систем через змішані заплутані стани». фіз. Rev. A 74, 032310 (2006).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.74.032310

[13] Харі Пракаш і Вікрам Верма. «Мінімальна гарантована точність і мінімальна середня точність у квантовій телепортації одного кубіта з використанням немаксимально заплутаних станів». Квантова обробка інформації 11, 1951–1959 (2012).
https:/​/​doi.org/​10.1007/​s11128-011-0348-5

[14] Го-Фен Чжан. “Теплове заплутування і телепортація в двокубітовому ланцюжку Гейзенберга з анізотропною антисиметричною взаємодією Дзялошинського-Морія”. фіз. Rev. A 75, 034304 (2007).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.75.034304

[15] Цзі-Ган Рень, Пінг Сюй, Хай-Лінь Юн, Лян Чжан, Шен-Кай Ляо, Хуань Інь, Вей-Юе Лю, Вен-Ці Цай, Мен Ян, Лі Лі, Куй-Сін Ян, Сюань Хань, Юн- Цян Яо, Цзі Лі, Хай-Янь Ву, Сон Ван, Лей Лю, Дін-Цюань Лю, Яо-Ву Куанг, Чжі-Пінг Хе, Пен Шан, Чен Го, Ру-Хуа Чжен, Кай Тянь, Жень-Цай Чжу , Най-Ле Лю, Чао-Ян Лу, Жун Шу, Ю-Ао Чень, Чен-Жі Пен, Цзянь-Ю Ван і Цзянь-Вей Пан. «Квантова телепортація із землі на супутник». Nature 549, 70–73 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1038 / nature23675

[16] Шеншуай Лю, Яньбо Лу та Цзіетай Цзін. «Мультиплексована детермінована повністю оптична квантова телепортація орбітального кутового моменту». Nature Communications 11, 1–8 (2020).
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41467-020-17616-4

[17] Даніель Ллевелін, Юньхун Дін, Імад I Фаруке, Стефано Паесані, Давіде Бакко, Раффаеле Сантаґаті, Янь-Цзюнь Цянь, Янь Лі, Юнь-Фен Сяо, Маркус Хубер та ін. «Квантова телепортація від чіпа до чіпа та багатофотонна заплутаність у кремнії». Фізика природи 16, 148–153 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1038 / s41567-019-0727-x

[18] Сяо-Мінь Ху, Чао Чжан, Бі-Хен Лю, Ю Цай, Сян-Цзюнь Є, Ю Гуо, Вень-Бо Сін, Цен-Сяо Хуан, Юнь-Фен Хуан, Чуан-Фен Лі та Гуан-Кан Го. “Експериментальна високовимірна квантова телепортація”. фіз. Преподобний Летт. 125, 230501 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.125.230501

[19] Нікколо Фіаскі, Бас Хенсен, Андреас Валлакс, Родріго Беневідес, Джі Лі, Тіаго П. Майєр Алегре та Саймон Греблахер. «Оптомеханічна квантова телепортація». Nature Photonics 15, 817–821 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1038 / s41566-021-00866-z

[20] Стефан Лангенфельд, Стефан Велте, Лукас Хартунг, Северін Дайс, Філіп Томас, Олів’є Морен, Емануеле Дістанте та Герхард Ремпе. «Квантова телепортація між віддаленими кубітами пам’яті лише з одним фотоном як ресурсом». фіз. Преподобний Летт. 126, 130502 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.126.130502

[21] Анджела Сара Каччапуоті, Марчелло Калеффі, Родні Ван Метер і Лайош Ханзо. «Коли заплутаність зустрічається з класичними комунікаціями: квантова телепортація для квантового Інтернету». IEEE Transactions on Communications 68, 3808–3833 (2020).
https://​/​doi.org/​10.1109/​TCOMM.2020.2978071

[22] SLN Hermans, M Pompili, HKC Beukers, S Baier, J Borregaard та R Hanson. «Телепортація кубітів між несусідними вузлами в квантовій мережі». Nature 605, 663–668 (2022).
https: / / doi.org/ 10.1038 / s41586-022-04697-y

[23] Еріка Кавакамі, Тібо Жульєн, Паскуале Скарліно, Деніел Р. Уорд, Дональд Е. Севідж, Макс Г. Лагаллі, В’ячеслав В. Добровіцкі, Марк Фрізен, Сьюзен Н. Копперсміт, Марк А. Ерікссон і Лівен М. К. Вандерсипен. «Вірність затвора та когерентність спіна електрона в квантовій точці si/sige з мікромагнітом». Праці Національної академії наук 113, 11738–11743 (2016). arXiv:https://​/​www.pnas.org/​content/​113/​42/​11738.full.pdf.
https: / / doi.org/ 10.1073 / pnas.1603251113
arXiv:https://www.pnas.org/content/113/42/11738.full.pdf

[24] Філіп К. Малиновський, Фредеріко Мартінс, Пітер Д. Ніссен, Едвін Барнс, Лукаш Цивінскі, Марк С. Руднер, Саїд Фаллахі, Джеффрі С. Гарднер, Майкл Дж. Манфра, Чарльз М. Маркус і Фердинанд Куеммет. «Ядерні спіни в арсеніді галію створюють шум на дискретних частотах, які можна ефективно відфільтрувати за допомогою режекторної фільтрації, щоб збільшити час когерентності кубітів електронного спіну майже до 1 мс». Nature Nanotechnology 12, 16–20 (2017).
https://​/​doi.org/​10.1038/​nnano.2016.170

[25] Юлінь Ву, Лі-Пінг Ян, Мін Гун, Яруй Чжен, Хуей Ден, Чжигуан Янь, Яньцзюнь Чжао, Кецян Хуан, Ентоні Д. Кастеллано, Вільям Дж. Мунро, Кае Немото, Донг-Нін Чжен, К. П. Сунь, Ю-сі Лю, Сяобо Чжу та Лі Лу. «Ефективний і компактний перемикач для квантових схем». npj Квантова інформація 4, 50 (2018).
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41534-018-0099-6

[26] С. Тузард, А. Коу, Н. Е. Фраттіні, В. В. Сівак, С. Пурі, А. Грімм, Л. Фрунзіо, С. Шанкар і М. Х. Деворе. «Зчитування умовного зміщення надпровідних кубітів із стробуванням». фіз. Преподобний Летт. 122, 080502 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.122.080502

[27] Л. М. К. Вандерсипен та І. Л. Чуанг. «Методи ЯМР для квантового контролю та обчислень». Rev. Mod. фіз. 76, 1037–1069 (2005).
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.76.1037

[28] Сяо-Фен Ши. «Точні квантові логічні ворота за допомогою спінового еха в атомах Рідберга». фіз. Застосована редакція 10, 034006 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevApplied.10.034006

[29] Джейсон Гарднер, Георг Елерс, Антоніо Фараоне та Вікторія Гарсія Сакаї. «Нейтронна спектроскопія високої роздільної здатності з використанням спектрометрів зворотного розсіювання та спін-ехо нейтронів у м’якому та твердому конденсованому середовищі». Nature Reviews Physics 2, 103–116 (2020).
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s42254-019-0128-1

[30] Катажина Рошак і Лукаш Цивінський. «Генерація сплутаності середовищ кубітів і спінове відлуння». фіз. Rev. A 103, 032208 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.103.032208

[31] Бібек Покхарел, Наміт Ананд, Бенджамін Фортман і Деніел А. Лідар. «Демонстрація підвищення точності за допомогою динамічного роз’єднання з надпровідними кубітами». фіз. Преподобний Летт. 121, 220502 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.121.220502

[32] Колін Дж. Кеннеді, Ерік Олкер, Джон М. Робінсон, Тобіас Ботвелл, Друв Кедар, Вільям Р. Мілнер, Г. Едвард Марті, Андрій Дерев’янко та Джун Є. «Прецизійна метрологія зустрічається з космологією: покращені обмеження надлегкої темної матерії на основі порівняння частоти атомної порожнини». фіз. Преподобний Летт. 125, 201302 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.125.201302

[33] Ю Ма, Ю-Жі Ма, Цзун-Цюань Чжоу, Чуан-Фен Лі та Гуан-Кан Го. «Одногодинне когерентне оптичне зберігання в атомній частотній гребінці». Nature Communications 12, 1–6 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1038 / s41467-021-22706-y

[34] Олександр Хан, Даніель Бургарт і Казуя Юаса. “Об’єднання випадкової динамічної розв’язки та квантового зено-ефекту”. Новий журнал фізики 24, 063027 (2022).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​ac6b4f

[35] Титус Гарлендер і Катажина Рошак. «Передача та телепортація системного середовища». фіз. Rev. A 105, 012407 (2022).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.105.012407

[36] Катажина Рошак і Лукаш Цивінський. «Характеристика та вимірювання генерації сплутаності середовища кубіта під час чистої дефазації». фіз. Rev. A 92, 032310 (2015).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.92.032310

[37] Джон Х. Рейна, Луїс Кірога та Ніл Ф. Джонсон. “Декогеренція квантових регістрів”. фіз. Rev. A 65, 032326 (2002).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.65.032326

[38] Катажина Рошак. «Критерії для генерації заплутаності системи та середовища для систем будь-якого розміру в еволюції чистої дефазації». фіз. Rev. A 98, 052344 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.98.052344

[39] Ян Туземський, Аніелло Лампо, Мацей Левенштейн і Ярослав К. Корбіч. “Перевірка декогерентності спінових регістрів”. фіз. Rev. A 99, 022122 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.99.022122

[40] Авшалом С Еліцур і Лев Вайдман. «Квантово-механічні вимірювання без взаємодії». Основи фізики 23, 987–997 (1993).
https: / / doi.org/ 10.1007 / BF00736012

[41] Джакомо Мауро Д’Аріано, К’яра Маккіавелло та Паоло Перінотті. “Супермовлення змішаних станів”. фіз. Преподобний Летт. 95, 060503 (2005).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.95.060503

Цитується

[1] Бартош Ржепковський і Катажина Рошак, «Підпис квантовості в чистому контролі декогерентності», arXiv: 2211.04904, (2022).

Вищезазначені цитати від SAO / NASA ADS (останнє оновлення успішно 2023-02-17 11:30:56). Список може бути неповним, оскільки не всі видавці надають відповідні та повні дані про цитування.

On Служба, на яку посилається Crossref даних про цитування робіт не знайдено (остання спроба 2023-02-17 11:30:54).

Часова мітка:

Більше від Квантовий журнал