Phòng Siêu máy tính Quốc gia, Viện Thông tin Khoa học và Công nghệ Hàn Quốc, Daejeon 34141, Hàn Quốc
Tìm bài báo này thú vị hay muốn thảo luận? Scite hoặc để lại nhận xét về SciRate.
Tóm tắt
Chúng tôi mô tả sự vướng víu lượng tử của các tín hiệu hai qubit thực tế nhạy cảm với nhiễu điện tích. Ví dụ hoạt động của chúng tôi là phản hồi thời gian được tạo ra từ nền tảng chấm lượng tử kép silicon (DQD), trong đó một vòng quay một qubit và hoạt động KHÔNG được kiểm soát hai qubit được tiến hành tuần tự theo thời gian để tạo ra các trạng thái vướng víu tùy ý. Để mô tả sự vướng víu của các trạng thái hai qubit, chúng tôi sử dụng phương pháp xác suất hoạt động cận biên (OQ) cho phép các giá trị âm của hàm xác suất nếu một trạng thái nhất định bị vướng víu. Trong khi tiếng ồn điện tích, có mặt khắp nơi trong các thiết bị bán dẫn, ảnh hưởng nghiêm trọng đến các hoạt động logic được triển khai trong nền tảng DQD, gây ra sự suy giảm nghiêm trọng về độ trung thực của các hoạt động đơn nhất cũng như dẫn đến trạng thái hai qubit, mô hình về cường độ vướng víu do OQ điều khiển hóa ra khá bất biến, chỉ ra rằng tài nguyên của rối lượng tử không bị phá vỡ đáng kể mặc dù hệ thống vật lý tiếp xúc với các dao động do tiếng ồn trong tương tác trao đổi giữa các chấm lượng tử.
Tóm tắt phổ biến
► Dữ liệu BibTeX
► Tài liệu tham khảo
[1] Ryszard Horodecki, Paweł Horodecki, Michał Horodecki và Karol Horodecki. "Rối lượng tử". Linh mục Mod. vật lý. 81, 865–942 (2009).
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.81.865
[2] Nicolas Brunner, Daniel Cavalcanti, Stefano Pironio, Valerio Scarani và Stephanie Wehner. "Chuông phi địa phương". Linh mục Mod. vật lý. 86, 419–478 (2014).
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.86.419
[3] Charles H. Bennett, Gilles Brassard, Claude Crépeau, Richard Jozsa, Asher Peres và William K. Wootters. “Dịch chuyển tức thời một trạng thái lượng tử chưa biết thông qua các kênh kép cổ điển và einstein-podolsky-rosen”. vật lý. Mục sư Lett. 70, 1895–1899 (1993).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.70.1895
[4] PW Shor. “Các thuật toán tính toán lượng tử: logarit rời rạc và phân tích nhân tử”. Trong Kỷ yếu Hội nghị chuyên đề thường niên lần thứ 35 về Nền tảng của Khoa học Máy tính. Trang 124–134. (1994).
https: / / doi.org/ 10.1109 / SFCS.1994.365700
[5] Changhyoup Lee, Benjamin Lawrie, Raphael Pooser, Kwang-Geol Lee, Carsten Rockstuhl và Mark Tame. “Cảm biến plasmonic lượng tử”. Đánh giá hóa học 121, 4743–4804 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1021 / acs.chemrev.0c01028
[6] Frank Arute, Kunal Arya và Ryan Babbush ${et}$ ${al}$. “Uy quyền lượng tử sử dụng bộ xử lý siêu dẫn có thể lập trình được”. Thiên nhiên 574, 505–510 (2019).
https://doi.org/10.1038/s41586-019-1666-5
[7] Gary J. Mooney, Charles D. Hill và Lloyd CL Hollenberg. “Sự vướng víu trong máy tính lượng tử siêu dẫn 20 qubit”. Báo cáo khoa học 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. Höfer, C. Wächter, K. Lakhmanskiy, R. Blatt, P. Schindler và T. Monz. “Trình diễn tính toán lượng tử bẫy ion nhỏ gọn”. PRX Quantum 2, 020343 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PRXQuantum.2.020343
[9] S. Debnath, NM Linke, C. Figgatt, KA Landsman, K. Wright và C. Monroe. “Trình diễn một máy tính lượng tử nhỏ có thể lập trình với các qubit nguyên tử”. Thiên nhiên 536, 63–66 (2016).
https: / / doi.org/ 10.1038 / thiên nhiên18648
[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 và J. Kim. “Đo điểm chuẩn cho máy tính lượng tử 11 qubit”. Truyền thông tự nhiên 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 và LMK Vandersypen. “Một bộ xử lý lượng tử hai qubit có thể lập trình bằng silicon”. Thiên nhiên 555, 633–637 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1038 / thiên nhiên25766
[12] M. Steger, K. Saeedi, MLW Thewalt, JJL Morton, H. Riemann, NV Abrosimov, P. Becker, và H.-J. Pohl. “Lưu trữ thông tin lượng tử trong hơn 180 giây bằng cách sử dụng vòng quay của nhà tài trợ trong “chân không bán dẫn” ${}^{28}$SI”. Khoa học 336, 1280–1283 (2012).
https: / / doi.org/ 10.1126 / khoa học.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 và SA Lyon. “Kết hợp spin của electron vượt quá vài giây trong silicon có độ tinh khiết cao”. Tài liệu thiên nhiên 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 và AS Dzurak. “Một qubit chấm lượng tử có thể định địa chỉ với độ chính xác của điều khiển có khả năng chịu lỗi”. Công nghệ nano tự nhiên 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 và AS Dzurak. “Cổng logic hai qubit bằng silicon”. Thiên nhiên 526, 410–414 (2015).
https: / / doi.org/ 10.1038 / thiên nhiên15263
[16] DM Zajac, AJ Sigillito, M. Russ, F. Borjans, JM Taylor, G. Burkard và JR Petta. “Cổng cnot được điều khiển cộng hưởng cho các spin điện tử”. Khoa học 359, 439–442 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1126 / khoa.aao5965
[17] Otfried Gühne và Géza Tóth. "Phát hiện vướng víu". Báo cáo Vật lý 474, 1–75 (2009).
https: / / doi.org/ 10.1016 / j.physrep.2009.02.004
[18] E. Tóc giả. “Về hiệu chỉnh lượng tử cho trạng thái cân bằng nhiệt động lực học”. vật lý. Rev. 40, 749–759 (1932).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRev40.749
[19] K. Husimi. “Một số tính chất hình thức của ma trận mật độ”. Kỷ yếu của Hiệp hội Vật lý-Toán học Nhật Bản. Sê-ri thứ 3 22, 264–314 (1940).
https: / / doi.org/ 10.11429 / ppmsj1919.22.4_264
[20] Roy J. Glauber. “Các trạng thái kết hợp và không kết hợp của trường bức xạ”. vật lý. Rev. 131, 2766–2788 (1963).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRev131.2766
[21] Điện tâm đồ Sudarshan. “Sự tương đương của các mô tả cơ học bán cổ điển và lượng tử của các chùm ánh sáng thống kê”. vật lý. Mục sư Lett. 10, 277–279 (1963).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.10.277
[22] KE Cahill và RJ Glauber. “Toán tử mật độ và phân phối xác suất”. vật lý. Rev. 177, 1882–1902 (1969).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRev177.1882
[23] Christopher Phà. “Các biểu diễn gần đúng xác suất của lý thuyết lượng tử với các ứng dụng cho khoa học thông tin lượng tử”. 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, và Hyunchul Nha. “Kiểm tra tính phi cổ điển và phi gaussianity trong không gian pha”. vật lý. Mục sư Lett. 114, 190402 (2015).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.114.190402
[25] J. Sperling và IA Walmsley. “Biểu diễn quasiprobability của sự gắn kết lượng tử”. vật lý. Linh mục A 97, 062327 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.97.062327
[26] J Sperling và W Vogel. “Các phân phối chuẩn xác suất cho sự kết hợp quang lượng tử và hơn thế nữa”. Physica Scripta 95, 034007 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1088 / 1402-4896 / ab5501
[27] Martin Bohmann, Elizabeth Agudelo và Jan Sperling. “Thăm dò tính phi cổ điển với ma trận phân bố không gian pha”. Lượng tử 4, 343 (2020).
https://doi.org/10.22331/q-2020-10-15-343
[28] Jiyong Park, Jaehak Lee, Kyunghyun Baek, và Hyunchul Nha. “Định lượng phi gaussianity của trạng thái lượng tử bằng entropy âm của phân bố bậc hai”. vật lý. Rev. A 104, 032415 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.104.032415
[29] Junghee Ryu, James Lim, Sunghyuk Hong và Jinhyoung Lee. “Khả năng chuẩn hoạt động cho các qudits”. vật lý. Linh mục A 88, 052123 (2013).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.88.052123
[30] Jeongwoo Jae, Junghee Ryu và Jinhyoung Lee. “Khả năng chuẩn hoạt động cho các biến liên tục”. vật lý. Linh mục 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 và Jinhyoung Lee. “Thí nghiệm quang học để kiểm tra xác suất âm trong bối cảnh lựa chọn phép đo lượng tử”. Báo cáo khoa học 9, 19021 (2019).
https://doi.org/10.1038/s41598-019-53121-5
[32] Ji-Hoon Kang, Junghee Ryu và Hoon Ryu. “Khám phá hành vi của các hệ thống chấm lượng tử si điều khiển bằng điện cực: từ điều khiển điện tích đến hoạt động của qubit”. Kích thước nano 13, 332–339 (2021).
https:///doi.org/10.1039/D0NR05070A
[33] Hoon Ryu và Ji-Hoon Kang. “Làm mất tính ổn định do tiếng ồn của logic vướng víu trong các thiết bị silicon với các điều khiển sai lệch”. Báo cáo khoa học 12, 15200 (2022).
https://doi.org/10.1038/s41598-022-19404-0
[34] Jing Wang, A. Rahman, A. Ghosh, G. Klimeck, và M. Lundstrom. “Về tính hợp lệ của xấp xỉ khối lượng hiệu dụng parabol đối với phép tính ${I}$-${V}$ của các bóng bán dẫn dây nano silicon”. Giao dịch của IEEE trên thiết bị điện tử 52, 1589–1595 (2005).
https:///doi.org/10.1109/TED.2005.850945
[35] R. Neumann và L. S. Schreiber. “Mô phỏng động lực trường đi lạc của nam châm vi mô để thao tác qubit spin”. Tạp chí Vật lý Ứng dụng 117, 193903 (2015).
https: / / doi.org/ 10.1063 / 1.4921291
[36] Maximilian Russ, DM Zajac, AJ Sigillito, F. Borjans, JM Taylor, JR Petta và Guido Burkard. “Các cổng lượng tử có độ trung thực cao trong các chấm lượng tử kép si/sige”. vật lý. Linh mục B 97, 085421 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevB.97.085421
[37] E. Paladino, YM Galperin, G. Falci và BL Altshuler. “${1}/{f}$ noise: Ý nghĩa đối với thông tin lượng tử ở trạng thái rắn”. Linh mục Mod. vật lý. 86, 361–418 (2014).
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.86.361
Trích dẫn
Bài viết này được xuất bản trong Lượng tử dưới Creative Commons Ghi công 4.0 Quốc tế (CC BY 4.0) giấy phép. Bản quyền vẫn thuộc về chủ sở hữu bản quyền gốc như các tác giả hoặc tổ chức của họ.
