Laboratorio Cavendish, Universidad de Cambridge, JJ Thomson Avenue, Cambridge, CB3 0HE, Reino Unido
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Resumen
Los estados de los clústeres fotónicos son un recurso poderoso para la computación cuántica basada en mediciones y la comunicación cuántica tolerante a pérdidas. Las propuestas para generar estados de clúster de celosía multidimensional han identificado interfaces de fotones de espín acopladas, sistemas de anillas de espín y mecanismos de retroalimentación óptica como esquemas potenciales. A continuación, proponemos la generación de estados de clúster de celosía multidimensional utilizando una interfaz única y eficiente de espín-fotón acoplada fuertemente a un registro nuclear. Nuestro esquema hace uso de la interacción hiperfina de contacto para permitir puertas cuánticas universales entre el espín de la interfaz y un registro nuclear local y canaliza el entrelazamiento resultante a fotones a través de la interfaz espín-fotón. Entre varios emisores cuánticos, identificamos el centro de vacantes de silicio-29 en el diamante, acoplado a una estructura nanofotónica, como poseedor de la combinación correcta de calidad óptica y coherencia de espín para este esquema. Demostramos numéricamente que usando este sistema un estado de clúster de tamaño 2 × 5 con una fidelidad de límite inferior de 0.5 y una tasa de repetición de 65 kHz se puede lograr con los rendimientos experimentales actualmente realizados y con una sobrecarga técnica factible. Las mejoras realistas de las puertas ponen los estados de los cúmulos de 100 fotones al alcance experimental.
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Citado por
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