×
张瑜;刘彤;于，杨;杨翠萍

电路QED中猫态量子比特纠缠态的制备。 （英文） 兹比尔1508.81240

量子信息处理。 19，第8号，第218号论文，第14页（2020年）.
摘要：猫态量子比特（用猫态编码的量子比特）最近因其具有量子纠错的增强寿命而备受关注。我们在这里考虑一个由三个超导夸脱组成的电路QED系统，每个夸脱都耦合到一个单独的腔，但都耦合到同一个腔。我们证明了由三个腔所承载的三个cat-state量子比特的纠缠态（W）只需几个基本操作就可以制备出来。夸特里特的更高能级没有被占据；因此，来自这个量子阱水平的退相干被大大抑制。此外，可以确定地制备（W）态。数值模拟表明，利用电流电路QED技术高保真地产生三类状态量子比特的W态是可行的。这个建议相当普遍，可以用于创建所建议的（W）态，每个腔是微波腔或光学腔，每个量子阱是一个三能级的天然或人造原子。

引用于1文件

MSC公司：

81页40页 量子相干、纠缠、量子关联
81V10型 电磁相互作用；量子电动力学

关键词：

cat-state量子比特;克丘比特;W纠缠态;路量子电动力学
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
\textit｛Y.Zhang｝等人，量子信息过程。19，第8号，第218号论文，第14页（2020；Zbl 1508.81240）
全文： 内政部

参考文献：

[1] 贝尔，JS，《论爱因斯坦-波多尔斯基-罗森悖论》，《物理学》（纽约长岛市），1195年（1964年）
[2] Greenberger，DM；马萨诸塞州霍恩；Shimony，A。；Zeilinger，A.，《没有不等式的贝尔定理》，Am.J.Phys。，58, 1131 (1990) ·Zbl 0948.81511号
[3] 杜尔，W。；维达尔，G。；Cirac，JI，三个量子位可以以两种不相等的方式纠缠，Phys。版本A，62062314（2000）
[4] 越南戈尔巴乔夫；特鲁比尔科，AI；Rodichkina，AA；Zhiliba，AI，W类的状态是否适合远程传送？，物理学。莱特。A、 314267（2003）·Zbl 1073.81550号
[5] Joo，J。；公园，YJ；哦，S。；Kim，J.，通过W态的量子隐形传态，新J.物理学。，5, 136 (2003)
[6] Joo，J.，Lee，J.、Jang，J.和Park，Y.J.：《与W国的量子安全通信》（2002年）。（arXiv:quant-ph/0204003）
[7] 哈格利，E。；梅特，X。；诺格，G。；Wunderlich，C。；布鲁纳，M。；雷蒙德，JM；Haroche，S.，《爱因斯坦-波尔斯基-罗森原子对的产生》，《物理学》。修订稿。，79, 1 (1997)
[8] 沙尔马，SS；阿尔梅达，E。；Sharma，NK，空腔中三个被捕获离子的多部分纠缠和W态生成，J.Phys。B、 41165503（2008）
[9] Li，GX，囚禁在腔中的离子纯多体纠缠振动态的产生，物理学。版本A，74，055801（2006）
[10] 薛，P。；郭，GC，原子系综多重纠缠制备方案，物理学。修订版A，67，034302（2003）
[11] 高，Y。；周，H。；邹，D。；彭，X。；Du，J.，通过全局控制在一维伊辛链上制备Greenberger-Horne-Zeilinger和W态，Phys。版本A，87，032335（2013）
[12] Perez-Leija，A。；赫尔南德斯·赫雷洪，JC；Moya-Cessa，H.，在多端口波导阵列系统中生成光子编码W态，物理学。版本A，87，013842（2013）
[13] 余，CS；Yi，XX；宋，HS；Mei，D.，《三个遥远原子的Greenberger-Horne-Zeilinger和W态的稳健制备》，Phys。版本A，75，044301（2007）
[14] 邹，XB；Pahlke，K。；Mathis，W.，纠缠四光子W态的产生，Phys。版本A，66，044302（2002）
[15] 山本，T。；Tamaki，K。；Koashi先生。；Imoto，N.，使用参数下转换的偏振纠缠W态，物理学。修订版A，66，064301（2002）
[16] 王，X。；冯，M。；桑德斯，BC，耦合量子点和腔QED中的多体纠缠态，物理学。版本A，67，022302（2003）
[17] 宋，KH；周，ZW；Guo，GC，量子逻辑门操作和通过拉曼跃迁在腔中与超导量子干涉器件的纠缠，Phys。版本A，71，052310（2005）
[18] 宋，KH；Xiang，SH；刘，Q。；Lu，DH，使用耦合到腔的超导通量量子位进行量子计算和W态生成，无需几何和动力学操作，Phys。修订版A，75032347（2007）
[19] 张，XL；高，KL；Feng，M.，在腔QED中用超导量子干涉器件量子比特制备团簇态和W态，物理学。版本A，74024303（2006）
[20] 邓，ZJ；高，KL；Feng，M.，通过绝热通道用rf SQUID量子比特生成N量子比特W态，物理学。版本A，74，064303（2006）
[21] Biswas，A。；阿加瓦尔，GS，使用双模腔制备W、GHZ和双量子态，J.Mod。选择。，51, 1627 (2004) ·Zbl 1058.81521号
[22] 斯威克，R。；锡纳伊斯基，I。；Petruccione，F.，光学腔中大W态的耗散制备，物理学。修订版A，87042323（2013）
[23] 哈夫纳，H。；Hänsel，W。；Roos，CF；Benhelm，J。；Chek-al-kar，D。；Chwalla，M。；Koärber，T。；拉波尔，UD；里贝，M。；施密特，PO；Becher，C。；Gühne，O。；杜尔，W。；Blatt，R.，囚禁离子的可伸缩多粒子纠缠，《自然》，438643（2005）
[24] 巴普，SB；堪萨斯州Choi；邓，H。；Lougovski，P。；van Enk，SJ；Kimble，HJ，《四种光学模式中共享一个光子的多体纠缠特性》，《科学》，324764（2009）
[25] 堪萨斯州Choi；Goban，A。；巴普，SB；van Enk，SJ；金布尔，HJ，《四量子存储器中自旋波的纠缠》，《自然》，468412（2010）
[26] Neeley，M。；比亚尔扎克，RC；Lenander，M。；卢塞罗，E。；Mariantoni，M。；奥康奈尔，AD；桑克，D。；Wang，H。；韦德斯，M。；温纳，J。；Yin，Y。；山本，T。；安大略省克莱兰德；Martinis，JM，使用超导相位量子比特生成三量子比特纠缠态，《自然》，467，570（2010）
[27] Kirchmair，G。；弗拉斯塔基斯，B。；莱赫塔斯，Z。；Nigg，东南部；Paik，H。；Ginossar，E。；Mirrahimi，M。；弗伦齐奥，L。；SM Girvin；Schoelkopf，RJ，《由于单光子克尔效应导致的量子态崩塌和复苏的观察》，《自然》，495205（2013）
[28] 弗拉斯塔基斯，B。；Kirchmair，G。；莱赫塔斯，Z。；Nigg，东南部；弗伦齐奥，L。；吉文，SM；Mirrahimi，M。；德文雷特，MH；Schoelkopf，RJ，使用100光子薛定谔猫态对量子信息进行确定性编码，《科学》，342，607（2013）·Zbl 1355.81054号
[29] Sun，L。；Petrenko，A。；莱赫塔斯，Z。；弗拉斯塔基斯，B。；Kirchmair，G。；斯利瓦，KM；Narla，A。；哈特里奇，M。；Shankar，S。；布拉莫夫，J。；弗伦齐奥，L。；Mirrahimi，M。；德文雷特，MH；Schoelkopf，RJ，用重复的量子非破坏宇称测量追踪光子跳跃，《自然》，511444（2014）
[30] 弗拉斯塔基斯，B。；Petrenko，A。；北奥菲克。；Sun，L。；莱赫塔斯，Z。；Sliwa，K。；刘，Y。；哈特里奇，M。；布拉莫夫，J。；弗伦齐奥，L。；Mirrahimi，M。；江，L。；Devoret，MH；Schoelkopf，RJ，用贝尔不等式表征人工原子和腔猫态的纠缠，国家通讯。，6, 8970 (2015)
[31] Heeres，RW；Reinhold，P。；Ofek，N。；弗伦齐奥，L。；江，L。；Devoret，MH；Schoelkopf，RJ，在振荡器中编码的逻辑量子位上实现通用门集，Nat.Commun。，8, 94 (2017)
[32] Ofek，N。；Petrenko，A。；Heeres，R。；Reinhold，P。；莱赫塔斯，Z。；弗拉斯塔基斯，B。；刘，Y。；弗伦齐奥，L。；吉文，SM；江，L。；Mirrahimi，M。；Devoret，MH；Schoelkopf，RJ，《在超导电路中通过纠错延长量子比特的寿命》，《自然》，536441（2016）
[33] 杨，CP；Zheng，ZF，QED电路中猫态量子比特GHZ纠缠态的确定生成，Opt。莱特。，43, 20, 5127 (2018)
[34] Mirrahimi，M。；莱赫塔斯，Z。；阿尔伯特，VV；图扎德，S。；斯科尔科普夫（RJ Schoelkopf）；江，L。；Devoret，MH，《动态保护cat-qubits：普适量子计算的新范式》，《新物理学杂志》。，16, 045014 (2014) ·Zbl 1451.81177号
[35] Nigg，SE，电路QED中微波cat-state量子比特的确定性阿达玛门，物理。版本A，89，022340（2014）
[36] Yang，首席执行官；苏，QP；郑，SB；Nori，F。；Han，S.，纠缠具有任意不对称初始状态的两个振荡器，Phys。版次A，95，052341（2017）
[37] Zhang，Y。；X.赵。；Zheng，采埃孚；Yu，L。；Su、QP；杨，CP，电路QED中带cat-state量子位的通用控制相位门，物理。版次A，96，052317（2017）
[38] 范，YJ；Zheng，采埃孚；Zhang，Y。；卢，DM；Yang，CP，一步实现QED电路中带cat-state量子比特的多目标量子比特控制相位门，Front。物理。，14, 2, 21602 (2019)
[39] 王，C。；高，YY；Reinhold，P。；Heeres，RW；Ofek，N。；周，K。；Axline，C。；里格尔，M。；布鲁莫夫，J。；斯利瓦，KM；弗伦齐奥，L。；SM Girvin；江，L。；Mirrahimi，M。；Devoret，MH；Schoelkopf，RJ，一只住在两个盒子里的薛定谔猫，《科学》，3521087（2016）·Zbl 1355.81020号
[40] 杨，CP；楚，SI；Han，S.，腔QED中超导量子干涉器件量子比特纠缠、逻辑门和量子信息传输的可能实现，Phys。修订版A，67，4，042311（2003）
[41] 你，JQ；Nori，F.，微波场中超导量子比特的量子信息处理，物理学。修订版B，68,6064509（2003）
[42] 布莱斯，A。；黄，RS；Wallra，A。；吉文，SM；Schoelkopf，RJ，超导电路的腔量子电动力学：量子计算架构，物理学。版本A，69，6，062320（2004）
[43] 你，JQ；Nori，F.，《超导电路与量子信息》，《物理学》。今天，58、11、42（2005）
[44] 克拉克，J。；FK威廉，《超导量子比特》，《自然》，4531031（2008）
[45] 你，JQ；Nori，F.，《使用超导电路的原子物理和量子光学》，《自然》，474589（2011）
[46] 向，ZL；阿什哈布，S。；你，JQ；Nori，F.，《混合量子电路：与其他量子系统相互作用的超导电路》，修订版。物理。，85, 2, 623 (2013)
[47] 顾，X。；心房颤动Kockum；Miranowicz，A。；刘，YX；Nori，F.，《超导量子电路微波光子学》，物理学。代表，718，1（2017）·Zbl 1377.82052号
[48] 李，PB；刘，YC；高，SY；向，ZL；Rabl，P。；肖，YF；Li，FL，基于金刚石纳米机械谐振器和超导波导腔中NV中心的混合量子器件，Phys。修订申请。，4, 044003 (2015)
[49] 郑，SB；郭，GC，腔QED中双原子纠缠和量子信息处理的有效方案，物理学。修订稿。，85, 2392 (2000)
[50] James，DFV；Jerke，J.，《有效哈密顿理论及其在量子信息中的应用》，加拿大。《物理学杂志》。，85, 625 (2007)
[51] 海，IC；CM威尔逊；约翰逊，G。；帕洛马基，T。；Peropadre，B。；Delsing，P.，微波领域中单光子路由器的演示，Phys。修订稿。，107, 073601 (2011)
[52] 科赫，J。；Yu，TM；甘贝塔，J。；哈克，AA；DI舒斯特；Majer，J。；布莱斯，A。；Devoret，MH；SM Girvin；Schoelkopf，RJ，源自库珀对盒Phys的电荷敏感量子位设计。版本A，76042319（2007）
[53] Baur，M。；菲利普，S。；比安切蒂，R。；吉咪·芬克；哥普，M。；斯特芬，L。；Leek，PJ；布莱斯，A。；Wallraff，A.，强驱动超导量子位中autler-townes和mollow跃迁的测量，物理学。修订稿。，102, 243602 (2009)
[54] 对于转子qutrit，\（|g\rangle\leftrightarrow|f\rangle）跃迁比\（|g \rangle\ leftright arrow|1e\rangle\）和\（|e\rangle\fleftriightarrow| f\range\）跃迁弱得多。因此，我们有\（\gamma_{fg}^{-1}>>\gamma_{eg}^{-1-}，\gamma{fe}^{-1}）
[55] 佩特勒，MJ；Bader，SJ；金，X。；Yan，F。；Kamal，A。；古德蒙森，TJ；Leek，PJ；奥兰多，TP；奥利弗，WD；Gustavsson，S.，《超导传输子量子比特的高能级相干与衰变》，《物理学评论》。，114, 010501 (2015)
[56] 菲茨帕特里克，M。；新墨西哥州圣德雷桑；李，ACY；科赫，J。；Houck，AA，一维电路QED晶格中耗散相变的观测，Phys。版本X，2011年7月1日（2017年）
[57] 博斯曼，SJ；盖利，MF；辛格，V。；Bothner，D。；Castellanos-Gomez，A。；斯蒂尔，GA，《使用高阻抗谐振器探讨传输电路QED中的超强耦合》，Phys。B版，95，224515（2017）
[58] Motzoi，F。；JM甘贝塔；Rebentrost，P。；Wilhelm，FK，消除弱非线性量子比特泄漏的简单脉冲，Phys。修订稿。，103, 110501 (2009)
[59] JM甘贝塔；Motzoi，F。；默克尔，ST；Wilhelm，FK，弱非线性振荡器中高保真幺正运算的分析控制方法，Phys。版本A，83，012308（2011）
[60] Neeley，M。；安斯曼，M。；比亚尔扎克，RC；霍夫海因茨，M。；北卡罗来纳州卡茨。；Lucero，E。；奥康奈尔，A。；Wang，H。；安大略省克莱兰德；Martinis，JM，《耦合到两能级态的约瑟夫逊相量子比特中量子存储器的过程层析成像》，《自然物理学》。，4, 523 (2008)
[61] Leek，PJ；菲利普，S。；Maurer，P。；Baur，M。；比安切蒂，R。；JM Fink；戈普，M。；斯特芬，L。；Wallraff，A.，《在超导电路中使用边带跃迁进行双量子比特操作》，Phys。修订版B，79180511（2009）
[62] Jeffrey，E。；桑克，D。；穆图斯，JY；白色，TC；Kelly，J。；巴伦兹，R。；陈，Y。；陈，Z。；奇亚罗，B。；邓斯沃思，A。；梅格兰特，A。；奥马利，PJJ；尼尔，C。；Roushan，P。；Vainscher，A。；温纳，J。；安大略省克莱兰德；Martinis，JM，《超导量子位快速精确状态测量》，物理学。修订稿。，112, 190504 (2014)
[63] 海因索，J。；安达信，CK；雷姆·A。；Krinner，S。；沃尔特，T。；萨拉斯，Y。；Gasparinetti，S。；贝塞，JC；波托奇尼克，A。；Wallraff，A。；艾希勒，C.，超导量子比特的快速高保真多路读出，物理学。修订申请。，10, 034040 (2018)
[64] 梅格兰特，A。；尼尔，C。；巴伦兹，R。；奇亚罗，B。；陈，Y。；费格尔，L。；Kelly，J。；卢塞罗，E。；Mariantoni，M。；奥马利，PJJ；桑克博士。；Vainscher，A。；温纳，J。；白色，TC；Yin，Y。；赵，J。；首席法官Palmstrøm；JM马提尼丝；Cleland，AN，内部品质因数超过100万的平面超导谐振器，应用。物理学。莱特。，100, 113510 (2012)
[65] Calusine，G。；A.梅尔维尔。；伍兹，W。；达斯·R。；斯图尔，C。；博尔霍夫斯基，V。；Braje博士。；霍弗，D。；Kim，DK；Miloshi，X。；罗森博格，D。；塞维，A。；尤德，JL；Dauler，E。；Oliver，WD，《切槽超导共面波导谐振器中界面损耗的分析和缓解》，应用。物理学。莱特。，112, 062601 (2018)
[66] 伍兹，W。；Calusine，G。；A.梅尔维尔。；塞维，A。；Golden，E。；Kim，DK；罗森博格，D。；尤德，JL；Oliver，WD，《超导共面波导谐振器界面介电损耗的测定》，物理。修订申请。，12, 014012 (2019)
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配，可能包含数据转换错误。在某些情况下，zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献，而不要求完整或完全匹配。