利用超快相位门对富勒烯量子位进行 bang-bang 控制
量子物理
2007-05-23 v2
摘要
量子力学允许一个实体（如原子）同时存在于多个状态的叠加中。量子信息处理（QIP）利用这一深刻现象以全新方式操控信息。所有 QIP 技术中的一个基本挑战是量子位（qubit）因与环境相互作用而产生叠加态的破坏。量子 bang-bang 控制通过反复对量子位施加“踢击”来打断环境相互作用，从而提供解决方案。然而，踢击操作所需的速度和精度构成了实验实现的障碍。在此我们展示了富勒烯分子（N@C60）中核自旋量子位上前所未有的超快相位门，并用它使量子位与强环境相互作用实现 bang-bang 退耦。因此我们可将量子位囚禁在 Bloch 球上的闭合循环中，或将其锁定在给定状态任意长的时间。我们的程序利用对第二量子位（电子自旋）的操作，以在核量子位上产生任意相位。我们预计该方法对 QIP 技术至关重要，尤其在分子尺度上其他策略（如电极开关）不可行时。
引用
@article{arxiv.quant-ph/0601008,
title = {Bang-bang control of fullerene qubits using ultra-fast phase gates},
author = {John J. L. Morton and Alexei M. Tyryshkin and Arzhang Ardavan and Simon C. Benjamin and Kyriakos Porfyrakis and S. A. Lyon and G. Andrew D. Briggs},
journal= {arXiv preprint arXiv:quant-ph/0601008},
year = {2007}
}