囚禁离子量子行走的实验模拟与局限性
量子物理
2015-05-30 v1
摘要
我们研究了离散量子行走在囚禁离子中的前景。特别地，我们详细分析了近年来多个实验组实施的Travaglione和Milburn协议（PRA 2002）的局限性。基于我们组的首次实现（PRL 2009），我们探讨了超出原始近似范围（如Lamb-Dicke近似）的后果。通过考虑量子演化中的高阶项，我们解释了不同实验实现中以及步数增加时与理想化量子行走的偏差。结果表明，这些偏差在几步后即占主导地位，这已由实验结果证实，并目前限制了该方法的可扩展性。最后，我们提出了一种使用短激光脉冲的新方案，该方案源自量子计算领域的一个协议。我们证明新方案不受上述限制，并基于我们特定装置的实际实现，对其局限性进行了解析和数值评估。采用现有技术实施该协议应能大幅增加步数至100步以上，并可扩展到更高维度的量子行走。
引用
@article{arxiv.1108.0913,
title = {Experimental simulation and limitations of quantum walks with trapped ions},
author = {Robert Matjeschk and Christian Schneider and Martin Enderlein and Thomas Huber and Hector Schmitz and Jan Glueckert and Tobias Schaetz},
journal= {arXiv preprint arXiv:1108.0913},
year = {2015}
}
备注
29 pages, 15 figues