동적 디커플링 시퀀스를 통한 결함 핵 스핀 시스템의 진정한 전방 얽힘 생성

동적 디커플링 시퀀스를 통한 결함 핵 스핀 시스템의 진정한 전방 얽힘 생성

타임 스탬프 : 28 년 2024 월 11 일 오전 59시 XNUMX 분
동적 디커플링 시퀀스를 통해 결함-핵 스핀 시스템에서 진정한 전방위 얽힘 생성 PlatoBlockchain Data Intelligence. 수직 검색. 일체 포함.

에반젤리아 타코우, 에드윈 반스및 소피아 E. 이코노무

버지니아 폴리테크닉 연구소 및 주립대학교 물리학과, 24061 Blacksburg, VA, USA
양자 정보 과학 및 엔지니어링을 위한 버지니아 기술 센터, Blacksburg, VA 24061, USA

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추상

다중 얽힌 상태는 감지, 양자 오류 수정 및 암호화에 필수적인 리소스입니다. 고체의 색상 센터는 동적 디커플링 시퀀스를 통해 광학적으로 활성인 전자 스핀과 얽힐 수 있는 핵 스핀 메모리의 가용성으로 인해 양자 네트워킹을 위한 주요 플랫폼 중 하나입니다. 이러한 시스템에서 전자-핵 얽힌 상태를 생성하는 것은 항상 켜져 있는 초미세 상호 작용으로 인해 원치 않는 스핀 욕조에서 대상 역학이 완전히 분리되는 것을 방지하기 때문에 어려운 작업입니다. 이러한 긴급 누화는 얽힘 생성을 연장하여 완화할 수 있지만 게이트 지속 시간은 일관성 시간을 빠르게 초과합니다. 여기서는 누화를 최소화하면서 고품질 GHZ$_M$과 유사한 상태를 준비하는 방법을 보여줍니다. 우리는 진정한 전방향 상관관계를 검증할 수 있는 진화 연산자의 $M$-얽힘 능력을 소개합니다. 탄소-13 격자 스핀과 결합된 다이아몬드의 NV 중심 스핀의 실험적으로 측정된 초미세 매개변수를 사용하여 최대 $M=10$ 큐비트의 GHZ$_M$ 유사 상태를 준비하기 위해 순차적 또는 단일 샷 얽힘 작업을 사용하는 방법을 보여줍니다. $M$ 방향 상관 관계의 한계를 포화시키는 시간 제약 내에서. 우리는 혼합 전자-핵 상태의 얽힘을 연구하고 모든 원치 않는 핵 스핀에서 발생하는 상관 관계를 추가로 포착하는 비단일 $M$ 얽힘 능력을 개발합니다. 우리는 $M$ 방식 상관 관계에 대한 전자 디페이징 오류의 영향을 통합하는 비단일 $M$ 엉킴 전력을 추가로 도출합니다. 마지막으로 실험적으로 보고된 펄스 오류가 있는 경우 프로토콜의 성능을 검사하여 XY 디커플링 시퀀스가 ​​충실도가 높은 GHZ 상태 준비로 이어질 수 있음을 확인했습니다.

인기 요약

고체 결함 스핀은 양자 네트워크 및 양자 감지를 위한 매력적인 후보입니다. 그들은 다른 노드와의 통신과 빠른 정보 처리를 가능하게 하는 광학 활성 전자 스핀 큐비트와 양자 정보를 저장할 수 있는 수명이 긴 핵 스핀을 보유하고 있습니다. 핵 기억은 전자를 통해 간접적으로 제어되는 경우가 많으며 여러 양자 프로토콜에 기여합니다. 전자핵 얽힘 상태는 향상된 센서 역할을 하거나 계산 오류로부터 보호하는 강력한 정보 인코딩을 제공합니다.

양자 기술에 결함 플랫폼을 활용하려면 전자-핵 얽힘을 정밀하게 제어해야 합니다. 전자가 한 번에 여러 핵과 결합하기 때문에 이러한 시스템에서 얽힘을 생성하는 것은 어렵습니다. 이러한 상시 상호작용을 제어하는 ​​한 가지 방법은 전자에 주기적인 펄스를 적용하는 것입니다. 이 접근 방식은 전자를 핵 레지스터의 스핀 하위 집합과 얽히고 나머지 상호 작용을 "약화"시킵니다. 일부 핵에서 전자를 분리하는 것은 종종 불완전하거나 매우 긴 펄스를 요구하므로 느리고 잘못된 얽힘 생성이 발생합니다.

우리는 임의로 큰 레지스터에서 다중 전자-핵 얽힘 구조에 대한 자세한 분석을 제공하고 정확한 조작을 위한 방법을 개발합니다. 이는 레지스터의 하위 시스템 내에서 소위 "전방향 상관 관계"를 최대화하는 동시에 나머지 스핀에서 발생하는 의도하지 않은 상호 작용을 억제하는 얽힘 게이트를 설계함으로써 수행됩니다. 우리는 잔여 상관 관계, 제어 오류 또는 결맞음 메커니즘이 다중 부분 얽힘 구조를 어떻게 수정하는지 검사합니다. 우리의 분석은 얽힘 역학에 대한 완전한 이해를 제공하고 핵 스핀 기반 플랫폼에서 더 높은 정밀도의 제어 기술을 위한 길을 열어줍니다.

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위의 인용은 SAO / NASA ADS (마지막으로 성공적으로 업데이트 됨 2024-03-28 16:01:11). 모든 출판사가 적절하고 완전한 인용 데이터를 제공하지는 않기 때문에 목록이 불완전 할 수 있습니다.

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