用操作准概率方法探索硅量子点系统中的纠缠资源

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柳正熙柳勋

韩国科学技术信息研究所国家超级计算部,大田 34141,大韩民国

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抽象

我们描述了对电荷噪声敏感的现实双量子位信号的量子纠缠。 我们的工作示例是从硅双量子点 (DQD) 平台生成的时间响应,其中单量子位旋转和两个量子位受控非运算按时间顺序进行,以生成任意纠缠态。 为了表征两个量子位态的纠缠,我们采用边际运算准概率(OQ)方法,如果给定状态纠缠,则允许概率函数为负值。 虽然半导体器件中普遍存在的电荷噪声严重影响 DQD 平台中实现的逻辑运算,导致酉运算的保真度大幅下降以及由此产生的两个量子位状态,但 OQ 驱动的纠缠强度模式结果表明相当不变,表明尽管物理系统暴露在量子点之间的交换相互作用中噪声驱动的波动中,量子纠缠的资源并没有被显着破坏。

我们描述了在实际尺寸的硅 (Si) 双量子点 (DQD) 平台中生成的两个量子位 (qubit) 状态的纠缠。 对于通过单个量子位旋转和受控 X 操作产生的任意两个量子位状态,我们采用边际操作准概率(OQ)函数来直接量化其纠缠资源。 在这里,我们证明了边际 OQ 函数可以仅用可直接测量的算子构建,即使给定状态被电荷噪声污染太多,也可以作为量子纠缠的可靠指标,因为它以合理的精度表征了纠缠强度与涉及全状态断层扫描过程的众所周知的负性方法相比,计算成本更低。 我们还研究了半导体器件中普遍存在的电荷噪声如何影响 Si DQD 系统中的两个量子位状态。 虽然我们看到噪声导致保真度大幅下降,但它对纠缠资源的影响要弱得多,因此即使在状态保真度下降的强噪声条件下,也可以为最大纠缠贝尔态保留超过 70% 的资源到20%左右。

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