利用强耦合自旋的核磁共振量子信息处理
量子物理
2007-05-23 v2
摘要
量子信息处理（QIP）的巨大理论潜力正推动着通过各种物理技术实现其实际应用。目前，核磁共振（NMR）通过演示大多数量子算法而处于领先地位。在 NMR 中，由耦合核自旋组成的自旋系统被用作量子比特。为了进行 QIP，自旋系统必须满足两个主要要求：（i）量子比特可寻址性和（ii）量子比特之间的相互耦合。已经证明，通过将自旋系统定向在液晶矩阵中并利用残余偶极耦合，可以增加量子比特之间相互耦合的强度。虽然利用残余偶极耦合可能有助于增加量子比特的数量，但同种核（同核）可能会变得强耦合。在强耦合自旋系统中，自旋失去了作为量子比特的个体身份。我们提出，即使是这种强耦合的自旋系统也可以用于 QIP，并且可以通过跃迁选择脉冲实现量子比特操作。我们演示了在强耦合的 2、3 和 4 自旋系统中制备赝纯态、创建最大纠缠态、实现逻辑门以及实现 Deutsch-Jozsa (DJ) 算法的实验。通过 Z-COSY 实验获得了强耦合 3 和 4 自旋系统的能级。
引用
@article{arxiv.quant-ph/0212123,
title = {Quantum Information Processing by NMR using strongly coupled spins},
author = {T. S. Mahesh and Neeraj Sinha and Arindam Ghosh and Ranabir Das and N. Suryaprakash and Malcom H. Levitt and K. V. Ramanathan and Anil Kumar},
journal= {arXiv preprint arXiv:quant-ph/0212123},
year = {2007}
}
备注
39 pages including 16 figures