16:12 2023-05-31
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ Nouă schemă pentru controlul qubit într-un sistem multinivel
_ Nouă schemă pentru controlul qubit într-un sistem cu mai multe niveluri
O echipă condusă de prof. Guo Guangcan de la Universitatea de Știință și Tehnologie din China (USTC) a făcut progrese semnificative în cercetarea reglabilității sistemelor cuantice pe mai multe niveluri.
Colaborând cu profesorul Hu Xuedong de la Universitatea din Buffalo, Universitatea de Stat din New York și Origin Quantum Computing Company Limited, profesorii Guo Guoping, Li Haiou și Gong Ming au propus un nou tip de cuantum porți care pot realiza controlul qubit rezistent la zgomot prin reglarea parametrilor câmpului de conducere. Lucrarea lor a fost publicată în Physical Review Applied.
Manipularea stării cuantice este aplicată pe scară largă în sistemele cuantice, cum ar fi qubiții supraconductori și punctele cuantice semiconductoare. Un sistem cuantic cu niveluri simple de energie este ușor de manipulat, dar interferențele pot apărea într-un sistem mai complicat pe mai multe niveluri. De exemplu, un sistem de spin semiconductor de doi qubiți are un model teoretic de cinci niveluri de energie.
La conducerea unui astfel de sistem, diferite procese coerente din cadrul sistemului interferează unele cu altele, ceea ce face dificilă analiza și controlul procesul de evolutie. În prezent, cercetările conexe sunt limitate în mare parte la diferite condiții aproximative, care sunt nefavorabile dezvoltării ulterioare a manipulării qubitului.
Pentru a studia efectele câmpurilor de conducere asupra sistemelor multinivel, lucrările anterioare s-au bazat adesea pe simulări numerice. sau sisteme cu mai multe niveluri reduse la sisteme cu două niveluri. Cu toate acestea, aceste metode nu pot descrie în mod cuprinzător fenomenele complexe din experimente. Prin urmare, găsirea unui cadru de referință adecvat (sau vector de bază) poate simplifica foarte mult problema.
În această lucrare, cercetătorii au cuplat o stare navetă cu toate celelalte niveluri de energie și au realizat cuplarea echivalentă între oricare două niveluri de energie prin reglarea amplitudinii și frecvenței stării navetei. Acest lucru este posibil deoarece modelul eficient al ingineriei Floquet poate realiza orice model echivalent dorit prin reglarea acestor parametri.
Rezultatele arată că, în intervalul de parametri experimentali, această abordare poate implementa o gamă largă de cuplari, menținând în același timp viteza mare de control. Folosind această metodă, cercetătorii au demonstrat teoretic operațiuni de poartă cu un singur qubit și doi qubit cu fidelități care depășesc 99%. Acest model poate chiar interpreta unele efecte impar-pare noi, inexplicabile anterior, observate în experimente.
În această schemă, starea navetei joacă un rol crucial. Nu numai că permite cuplarea eficientă între oricare două niveluri de energie, dar servește și ca mijloc de măsurare. Cercetătorii pot efectua măsurători nedistructive ale stărilor cuantice prin măsurarea stării navetei.
Această propunere teoretică are aplicații semnificative, deoarece sistemele multi-nivel de energie discutate în acest studiu se găsesc în aproape toate celelalte sisteme fizice, inclusiv atomi, ioni și qubiți supraconductori.
Prin îmbunătățirea corespunzătoare a schemei și selectând parametrii adecvați, controlul porții arbitrare poate fi realizat în alte modele. Această nouă schemă a oferit perspective experimentale noi pentru operațiunile cu porți cuantice în sisteme cu mai multe niveluri.
Comentarii:
Adauga Comentariu