Laboratoire Cavendish, Université de Cambridge, JJ Thomson Avenue, Cambridge, CB3 0HE, Royaume-Uni
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Abstract
Les états de cluster photonique sont une ressource puissante pour l'informatique quantique basée sur la mesure et la communication quantique tolérante aux pertes. Des propositions pour générer des états d'amas de réseaux multidimensionnels ont identifié des interfaces spin-photon couplées, des systèmes spin-ancilla et des mécanismes de rétroaction optique comme schémas potentiels. Suite à cela, nous proposons la génération d'états d'amas de réseaux multidimensionnels en utilisant une seule interface spin-photon efficace couplée fortement à un registre nucléaire. Notre schéma utilise l'interaction hyperfine de contact pour permettre des portes quantiques universelles entre le spin de l'interface et un registre nucléaire local et canalise l'intrication résultante aux photons via l'interface spin-photon. Parmi plusieurs émetteurs quantiques, nous identifions le centre de lacunes du silicium-29 dans le diamant, couplé à une structure nanophotonique, comme possédant la bonne combinaison de qualité optique et de cohérence de spin pour ce schéma. Nous montrons numériquement qu'en utilisant ce système, un état de cluster de taille 2 × 5 avec une fidélité de borne inférieure de 0.5 et un taux de répétition de 65 kHz est réalisable avec les performances expérimentales actuellement réalisées et avec un surcoût technique réalisable. Des améliorations de portes réalistes mettent les états d'amas de 100 photons à portée expérimentale.
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Cité par
[1] Bikun Li, Sophia E. Economou et Edwin Barnes, « Entangled photon factory : How to generate quantum resource states from a minimal number of quantum émetteurs », arXiv: 2108.12466.
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