分布于多个腔体中多组量子比特的量子纠缠态生成
量子物理
2020-04-08 v1
摘要
假设腔体初始处于格林伯格-霍恩-蔡林格（GHZ）纠缠态，我们展示了可通过三步操作创建分布于 N 个腔体中的 N 组量子比特的 GHZ 态。N 组量子比特的 GHZ 态是利用置于 N 个腔体中的 N 组 qutrit 生成的。此处，“qutrit”指一个三能级量子系统，其中两个最低能级表示一个量子比特，而第三能级充当 GHZ 态创建所需的中间态。该方案不依赖于基于腔体的量子网络的架构以及腔体间的耦合方式。操作时间独立于量子比特的数量。由于不需要对 qutrit 或腔体的状态进行测量，GHZ 态是确定性制备的。此外，在整个操作过程中 qutrit 的第三能级是虚激发的，因而来自更高能级的退相干被极大抑制。该方案具有普适性，原则上可应用于使用分布于多个腔体中的不同类型的物理 qutrit（例如原子、量子点、NV 中心、各种超导 qutrit 等）来创建多量子比特的 GHZ 态。作为一个具体例子，我们进一步讨论了制备分布于排成阵列的四个一维传输线谐振腔中的四组 transmon 量子比特（每组由三个量子比特组成）的 GHZ 态的实验可行性。
引用
@article{arxiv.2003.14170,
title = {Generation of quantum entangled states of multiple groups of qubits distributed in multiple cavities},
author = {Tong Liu and Qi-Ping Su and Yu Zhang and Yu-Liang Fang and Chui-Ping Yang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2003.14170},
year = {2020}
}
备注
26 pages, 7 figures