通过磁孤子操控量子比特

我们提出了一种通过磁孤子附近传输所产生的有效磁信号来作用于局域自旋-1/2粒子（即“量子比特”）自旋态的方法，该磁信号由传输线传导。我们首先介绍将使用的特定磁孤子，并简要回顾使其适合表示信号的性质。然后我们展示海森堡自旋链可用作传输线，并提出一种仅通过作用于其一端将孤子注入链中的方法。最后我们证明，所产生的磁脉冲在仅经过代表量子比特的局域自旋-1/2粒子旁边时，确实能导致其自旋态发生永久改变，从而实现了与单个局域量子比特连通并操控其态的可能性。对整体动力学系统如何依赖参数设置的详尽分析表明，无需精细调谐，因为参数空间中存在一个对应于有效功能的扩展区域。此外，我们表明传输线上的可能噪声不会使该方案失效。