1مختبر فريك ، جامعة برينستون ، برينستون NJ 08544 ، الولايات المتحدة
2جامعة تولين ، نيو أورلينز ، LA 70118 ، الولايات المتحدة
3قسم الفيزياء وعلم الفلك ، جامعة ماكواري ، سيدني ، نيو ساوث ويلز 2109 ، أستراليا
4معهد Física Enrique Gaviola ، CONICET و Universidad Nacional de Córdoba ، Ciudad Universitaria ، X5016LAE ، Córdoba ، الأرجنتين
تجد هذه الورقة مثيرة للاهتمام أو ترغب في مناقشة؟ Scite أو ترك تعليق على SciRate.
ملخص
إن تسريع ديناميكيات النظام الكمي له أهمية قصوى لتقنيات الكم. ومع ذلك ، في أبعاد محدودة وبدون معرفة كاملة بتفاصيل النظام ، فإنه من السهل إظهار أنه $ مستحيل. في المقابل نظهر أن الأنظمة المتغيرة المستمرة الموصوفة من قبل فئة معينة من هاميلتونيين تربيعي يمكن تسريعها دون هذه المعرفة التفصيلية. نسمي الإجراء الناتج $ textit (Hamiltonian amplification} $ (HA). تعتمد طريقة HA على تطبيق عمليات الضغط المحلية مما يسمح بتضخيم الوصلات والترددات غير المعروفة أو الصاخبة من خلال العمل على الأوضاع الفردية. علاوة على ذلك ، نعرض كيفية الجمع بين HA والفصل الديناميكي لتحقيق مكبرة هاميلتونيين خالية من الضوضاء البيئية. أخيرًا ، نوضح انخفاضًا كبيرًا في أوقات البوابة لقيم الرنان التجويفية كواحد من الاستخدامات المحتملة لـ HA.
ملخص شعبي
نوضح أنه يمكن تضخيم فئة كبيرة من هاميلتونيين تربيعي في الموقع ومُشغلي الزخم بشكل عام بواسطة محركات بارامترية محلية دون معرفة تفاصيل معلمات هاميلتونيان. من خلال الجمع بين النتائج التي توصلنا إليها مع الفصل الديناميكي ، نحقق تسريعًا عامًا لتطور النظام الكمي بينما يتم إلغاء الترابط الناتج عن التفاعل مع البيئة. على الرغم من أن هذا التضخيم لا يعمل مع النظام المكون من الكوبتات فقط ، إلا أننا نوضح كيف يمكن تسريع تنفيذ البوابات المنطقية الكمومية في أنظمة الكم الهجينة من خلال مخطط التضخيم المطور
► بيانات BibTeX
ferences المراجع
[1] L. Dicarlo و MD Reed و L. Sun و BR Johnson و JM Chow و JM Gambetta و L. Frunzio و SM Girvin و MH Devoret و RJ Schoelkopf. تحضير وقياس تشابك ثلاثي الوحدات في دائرة فائقة التوصيل. الطبيعة ، 467 (7315): 574-578 ، سبتمبر 2010. دوى: 10.1038 / nature09416.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1038 / nature09416
[2] TA Palomaki و JD Teufel و RW Simmonds و KW Lehnert. تشابك الحركة الميكانيكية مع حقول الميكروويف. العلوم ، 342 (6159): 710–713 ، نوفمبر 2013. دوى: 10.1126 / العلوم .1244563.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1126 / science.1244563
[3] D. Leibfried و B. DeMarco و V. Meyer و D. Lucas و M. Barrett و J. Britton و WM Itano و B. Jelenković و C. Langer و T. Rosenband و DJ Wineland. عرض توضيحي تجريبي لبوابة طور هندسية قوية وعالية الدقة ثنائية الطور. الطبيعة ، 422 (6930): 412-415 ، مارس 2003. دوى: 10.1038 / nature01492.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1038 / nature01492
[4] TR تان ، JP Gaebler ، Y. Lin ، Y. Wan ، R.Pler ، D.Libfried ، و DJ Wineland. بوابات منطقية متعددة العناصر للكيوبتات المحتبسة. الطبيعة ، 528 (7582): 380-383 ، ديسمبر 2015. دوى: 10.1038 / الطبيعة 16186.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1038 / nature16186
[5] ثاديوس دي لاد ، فيدور جيليسكو ، ريمون لافلاممي ، ياسونوبو ناكامورا ، كريستوفر مونرو ، وجيريمي لويد أوبراين. الحواسيب الكمومية. الطبيعة ، 464 (7285): 45-53 ، مارس 2010. دوى: 10.1038 / الطبيعة 08812.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1038 / nature08812
[6] فيتوريو جيوفانيتي وسيث لويد ولورنزو ماكوني. التقدم في علم القياس الكمومي. الطبيعة الضوئيات ، 5 (4): 222–229 ، أبريل 2011. دوى: 10.1038 / nphoton.2011.35.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1038 / nphoton.2011.35
[7] شمعون كولكوفيتش ، أنيا سي. بليزينسكي جايش ، كويرين ب. أونترريثماير ، ستيفن د. بينيت ، بيتر رابل ، جيه جي هاريس ، وميخائيل د. لوكين. استشعار متماسك لمرنان ميكانيكي بتدوير أحادي الدوران. العلوم ، 335 (6076): 1603-1606 ، مارس 2012. دوى: 10.1126 / العلوم .1216821.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1126 / science.1216821
[8] سيباستيان ديفنر وستيف كامبل. حدود السرعة الكمية: من مبدأ عدم اليقين لهايزنبرغ إلى التحكم الكمي الأمثل. مجلة الفيزياء أ: الرياضيات والنظرية ، 50 (45): 453001 ، أكتوبر 2017. doi: 10.1088 / 1751-8121 / aa86c6.
https://doi.org/10.1088/1751-8121/aa86c6
[9] مايكل آر فراي. حدود السرعة الكمية - التمهيدي ، وجهات النظر ، والاتجاهات المستقبلية المحتملة. معالجة معلومات الكم ، 15 (10) ، نوفمبر
الشبكي: / / doi.org/ 10.1007 / s11128-016-1405-X
[10] لورنزا فيولا ، إيمانويل نيل ، وسيث لويد. فصل ديناميكي للأنظمة الكمومية المفتوحة. فيز. القس Lett. ، 82: 2417-2421 ، مارس 1999. دوى: 10.1103 / PhysRevLett.82.2417.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.82.2417
[11] كريستيان أرينز ودانيال بورجارث وروبين هيلير. فصل ديناميكي وتجانس النظم المتغيرة المستمرة. مجلة الفيزياء أ: الرياضية والنظرية ، 50 (13): 135303 ، مارس 2017. دوى: 10.1088 / 1751-8121 / aa6017.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1088 / 1751-8121 / aa6017
[12] دانيال ليدار وبرون تود. تصحيح الخطأ الكمي ، سبتمبر 2013. دوى: 10.1017 / CBO9781139034807.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1017 / CBO9781139034807
[13] دانيال أ. ليدار ، باولو زاناردي ، وكافي خودجاسته. حدود المسافة على ديناميات الكم. فيز. القس أ ، 78: 012308 ، يوليو 2008. دوى: 10.1103 / PhysRevA.78.012308.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.78.012308
[14] C. Leroux و LCG Govia و AA Clerk. تعزيز الديناميكيات الكهربائية الكمومية التجويف عن طريق الاستيلاء: الاقتران الفائق الاصطناعية. فيز. القس Lett.، 120: 093602، March 2018. doi: 10.1103 / PhysRevLett.120.093602.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.120.093602
[15] Xin-You Lü و Ying Wu و JR Johansson و Hui Jing و Jing Zhang و Franco Nori. الميكانيكا الضوئية المضغوطة مع التضخيم وتبديد المرحلة المتطابقة. فيز. القس Lett. ، 114: 093602 ، مارس 2015. دوى: 10.1103 / PhysRevLett.114.093602.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.114.093602
[16] مارك أنطوان ليموند ، نيكولاس ديدييه ، وأشيش أ. تفاعلات غير خطية محسنة في ميكانيكا الكم من خلال التضخيم الميكانيكي. Nature Communications، 7: 11338 ، أبريل 2016. دوى: 10.1038 / ncomms11338.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1038 / ncomms11338
[17] J Alonso و FM Leupold و BC Keitch و JP Home. التحكم الكمي في الحالات الحركية للأيونات المحتبسة من خلال التحول السريع لإمكانات الاصطياد. المجلة الجديدة للفيزياء ، 15 (2): 023001 ، فبراير 2013. دوى: 10.1088 / 1367-2630 / 15/2/023001.
https://doi.org/10.1088/1367-2630/15/2/023001
[18] JS Waugh و LM Huber و U. Haeberlen. الاقتراب من nmr عالي الدقة في المواد الصلبة. فيز. القس Lett. ، 20: 180-182 ، يناير 1968. دوى: 10.1103 / PhysRevLett.20.180.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.20.180
[19] اليساندرو فيرارو وستيفانو اوليفاريس وماتيو جي باريس. الدول الغوسية في المعلومات الكمية. Bibliopolis، 2005. URL: https: / / air.unimi.it/ handle / 2434/15713 # .Xrr7cy-z1hE.
https: / / air.unimi.it/ handle / 2434/15713 # .Xrr7cy-z1hE
[20] أليسيو سيرافيني. المتغيرات الكمومية المستمرة: مقدمة للطرق النظرية. CRC press، 2017. doi: https: / / doi.org/ 10.1201/9781315118727.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1201 / 9781315118727
[21] ليونارد ماندل وإميل وولف. التماسك البصري والبصريات الكمومية. مطبعة جامعة كامبريدج ، 1995. دوى: 10.1017 / CBO9781139644105.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1017 / CBO9781139644105
[22] ماركوس أسبيلماير وتوبياس جيه. كيبنبرغ وفلوريان ماركواردت. ميكانيكا تجويف البصريات. القس Mod. فيز. ، 86: 1391-1452 ، ديسمبر 2014. دوى: 10.1103 / RevModPhys.86.1391.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.86.1391
[23] ماسو سوزوكي. صيغ التحلل للمعاملات الأسية وتكمن الأسس مع بعض التطبيقات لميكانيكا الكم والفيزياء الإحصائية. مجلة الفيزياء الرياضية ، 26 (4): 601-612 ، 1985. دوى: 10.1063 / 1.526596.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1063 / 1.526596
[24] Rebing Wu و Raj Chakrabarti و Herschel Rabitz. نظرية التحكم الأمثل لبوابات الكم المتغيرة باستمرار. فيز. القس أ ، 77: 052303 ، مايو 2008. دوى: 10.1103 / PhysRevA.77.052303.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.77.052303
[25] ماركو ج. جنوني ، أليسيو سيرافيني ، إم إس كيم ، ودانيال بورغارث. التكرار الديناميكي والتحكم الكمي للمذبذبات المزدوجة. فيز. القس Lett. ، 108: 150501 ، أبريل 2012. دوى: 10.1103 / PhysRevLett.108.150501.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.108.150501
[26] روجر إس بليس ودانيال بورغارث. التحكم الكمي في أنظمة الجسم المتعددة اللامتناهية الأبعاد. فيز. القس أ ، 89: 032309 ، مارس 2014. دوى: 10.1103 / PhysRevA.89.032309.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.89.032309
[27] ليوناردو بانشي ، وصامويل إل. برونشتاين ، وستيفانو بيراندولا. الإخلاص الكمي للدول الغوسية التعسفية. فيز. القس Lett. ، 115: 260501 ، ديسمبر 2015. دوى: 10.1103 / PhysRevLett.115.260501.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.115.260501
[28] فيتالي و ب. تومبيسي. استخدام ركلات التكافؤ للتحكم في فك الترابط. فيز. القس أ ، 59: 4178-4186 ، يونيو 1999. دوى: 10.1103 / PhysRevA.59.4178.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.59.4178
[29] A. Wallraff و DI Schuster و A. Blais و L. Frunzio و RS Huang و J. Majer و S. Kumar و SM Girvin و RJ Schoelkopf. اقتران قوي من فوتون واحد إلى كيوبت فائق التوصيل باستخدام الديناميكا الكهربائية الكمومية للدائرة. الطبيعة ، 431 (7005): 162–167 ، سبتمبر 2004. دوى: 10.1038 / nature02851.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1038 / nature02851
[30] Mika A Sillanpää و Jae I Park و Raymond W Simmonds. تخزين حالة كمية متماسكة ونقلها بين مرحلتين كوبيتات عبر تجويف رنان. الطبيعة ، 449 (7161): 438-442 ، يوليو 2007. دوى: 10.1038 / الطبيعة 06124.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1038 / nature06124
[31] ألكسندر بليز ، جاي جامبيتا ، أ. Wallraff ، DI Schuster ، SM Girvin ، MH Devoret ، و RJ Schoelkopf. معالجة المعلومات الكمومية مع الديناميكا الكهربية الكمومية. فيز. القس أ ، 75: 032329 ، مارس 2007. دوى: 10.1103 / PhysRevA.75.032329.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.75.032329
[32] R. Blatt و CF Roos. المحاكاة الكمومية مع أيونات المحاصرين. فيزياء الطبيعة ، 8 (4): 277–284 ، أبريل 2012. دوى: 10.1038 / nphys2252.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1038 / nphys2252
[33] ستيفان ويلتي ، باستيان هاكر ، سيفرين دايس ، ستيفان ريتر ، وجيرهارد ريمبي. بوابة الكم بوساطة الفوتون بين ذرتين محايدة في تجويف بصري. فيز. القس X ، 8: 011018 ، فبراير 2018. دوى: 10.1103 / PhysRevX.8.011018.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.8.011018
[34] Alessio Serafini و Alex Retzker و Martin B Plenio. توليد ضغط متغير مستمر وتشابك الأيونات المحتبسة في إمكانات متغيرة بمرور الوقت. معالجة معلومات الكم ، 8 (6): 619 ، 2009. دوى: 10.1007 / s11128-009-0141-س.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1007 / s11128-009-0141-X
[35] H Pino و J Prat-Camps و K Sinha و B Prasanna Venkatesh و O Romero-Isart. التداخل الكمي على رقاقة المجال الدقيق الموصل الفائق. علوم وتكنولوجيا الكم ، 3 (2): 025001 ، يناير 2018. دوى: 10.1088 / 2058-9565 / aa9d15.
https://doi.org/10.1088/2058-9565/aa9d15
[36] K. Lake و S. Weidt و J. Randall و ED Standing و SC Webster و WK Hensinger. توليد تشابك الحركة الدورانية في أيون محاصر باستخدام إشعاع طويل الموجة. فيز. القس أ ، 91: 012319 ، يناير 2015. دوى: 10.1103 / PhysRevA.91.012319.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.91.012319
[37] JI Cirac و P. Zoller و HJ Kimble و H.Mabuchi. نقل الحالة الكمية وتوزيع التشابك بين العقد البعيدة في الشبكة الكمومية. فيز. القس Lett. ، 78: 3221–3224 ، أبريل 1997. دوى: 10.1103 / PhysRevLett.78.3221.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.78.3221
[38] كريستيان أرينز وهيرشل رابيتز. السيطرة على شبكات كويب في زمن كثير الحدود. فيز. القس Lett. ، 120: 220503 ، مايو 2018. دوى: 10.1103 / PhysRevLett.120.220503.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.120.220503
[39] SC Burd و R. Srinivas و JJ Bollinger و AC Wilson و DJ Wineland و D. Leibfried و DH Slichter و DTC Allcock. تضخيم الكم لحركة المذبذب الميكانيكي. علوم ، 364 (6446): 1163-1165 ، 2019. دوى: 10.1126 / science.aaw2884.
https: / / doi.org/ 10.1126 / science.aaw2884
[40] لورنزا فيولا وإيمانويل نيل. فصل ديناميكي قوي للأنظمة الكمية مع ضوابط محدودة. فيز. القس Lett. ، 90: 037901 ، يناير 2003. دوى: 10.1103 / PhysRevLett.90.037901.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.90.037901
[41] K. Khodjasteh و DA Lidar. الفصل الديناميكي الكمي المتسامح مع الخطأ. فيز. القس Lett. ، 95: 180501 ، أكتوبر 2005. دوى: 10.1103 / PhysRevLett.95.180501.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.95.180501
[42] JM Cai و Boris Naydenov و Rainer Pfeiffer و Liam P McGuinness و Kay D Jahnke و Fedor Jelezko و Martin B Plenio و Alex Retzker. فصل ديناميكي قوي مع القيادة المستمرة المتسلسلة. المجلة الجديدة للفيزياء ، 14 (11): 113023 ، 2012. دوى: 10.1088 / 1367-2630 / 14/11/113023.
https://doi.org/10.1088/1367-2630/14/11/113023
[43] مارجريت هاينزه وروبرت كونيج. فك الارتباط الديناميكي الشامل لأنظمة البوزونيك. فيز. القس Lett. ، 123: 010501 ، يوليو 2019. دوى: 10.1103 / PhysRevLett.123.010501.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.123.010501
[44] Steffen J Glaser و Ugo Boscain و Tommaso Calarco و Christiane P Koch و Walter Köckenberger و Ronnie Kosloff و Ilya Kuprov و Burkhard Luy و Sophie Schirmer و Thomas Schulte-Herbrüggen et al. تدريب قطة شرودنغر: التحكم الكمي الأمثل. المجلة الفيزيائية الأوروبية د ، 69 (12): 279 ، 2015. دوى: 10.1140 / epjd / e2015-60464-1.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1140 / epjd / e2015-60464-1
دليلنا يستخدم من قبل
[1] SC Burd و R. Srinivas و JJ Bollinger و AC Wilson و DJ Wineland و D. Leibfried و DH Slichter و DTC Allcock ، "التضخيم الكمي لحركة المذبذب الميكانيكي" ، Science 364 6446 ، 1163 (2019).
[2] ديفيد تريلو ، بنيامين دايف ، وميغيل نافاسكويس ، "ترجمة الأنظمة غير المتحكم فيها في الوقت المناسب" ، أرخايف: 1903.10568.
[3] Hoi-Kwan Lau و Aashish A. Clerk ، "نقل الحالة الكمومية بوزونية عالية الدقة باستخدام محولات طاقة غير كاملة والتداخل" ، npj Quantum Information 5، 31 (2019).
[4] Wenchao Ge و Brian Sawyer و Joe Britton و Kurt Jacobs و John Bollinger و Michael Foss-Feig ، "معالجة معلومات الكم الأيونية المحصورة باستخدام الفونونات المضغوطة" ، أرخايف: 1807.00924.
[5] Wenchao Ge و Brian C. Sawyer و Joseph W. Britton و Kurt Jacobs و Michael Foss-Feig و John J. Bollinger ، "مقاربة Stroboscopic لمعالجة المعلومات الكمومية للأيونات المحاصرة باستخدام الفونونات المضغوطة" ، Physical Review A 100 4، 043417 (2019).
الاستشهادات المذكورة أعلاه من إعلانات ساو / ناسا (تم آخر تحديث بنجاح 2020-06-03 15:41:30). قد تكون القائمة غير كاملة نظرًا لأن جميع الناشرين لا يقدمون بيانات اقتباس مناسبة وكاملة.
On خدمة Crossref's cited-by service لم يتم العثور على بيانات حول الاستشهاد بالأعمال (المحاولة الأخيرة 2020-06-03 15:41:28).
نشرت هذه الورقة في الكم تحت نسبة المشاع الإبداعي 4.0 الدولية (CC BY 4.0) رخصة. يظل حقوق الطبع والنشر مع مالكي حقوق الطبع والنشر الأصليين مثل المؤلفين أو مؤسساتهم.
المصدر: https://quantum-journal.org/papers/q-2020-05-25-271/
