Научно-технический
«ОПТИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ»
издается с 1931 года
 
   
Русский вариант сайта Английский вариант сайта
   
       
   
       
Статьи последнего выпуска

Электронные версии
выпусков начиная с 2008


Алфавитный указатель
2000-2010 гг


444
Архив оглавлений
выпусков 2002-2007 гг


Реквизиты и адреса

Вниманию авторов и рецензентов!
- Порядок публикации
- Порядок рецензирования статей
- Типовой договор
- Правила оформления
- Получение авторского вознаграждения
- Редакционная этика


Контакты

Подписка

Карта сайта




Журнал с 01.12.2015 допущен ВАК для публикации основных результатов диссертаций как издание, входящее в международные реферативные базы систем цитирования (Web Science, Scopus) (см. Vak.ed.gov.ru Перечень журналов МБД 16.03.2018г)

Аннотации (11.2021) : КОНСТРУКЦИЯ И ХАРАКТЕРИСТИКИ ДЕТЕРМИНИРОВАННОГО ISWAP-ВЕНТИЛЯ НА ОСНОВЕ ФОТОННЫХ КУБИТОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ РЕЗОНАТОРА В КАЧЕСТВЕ ОТВЕТВИТЕЛЯ

КОНСТРУКЦИЯ И ХАРАКТЕРИСТИКИ ДЕТЕРМИНИРОВАННОГО ISWAP-ВЕНТИЛЯ НА ОСНОВЕ ФОТОННЫХ КУБИТОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ РЕЗОНАТОРА В КАЧЕСТВЕ ОТВЕТВИТЕЛЯ

УДК 535; 004

© 2021 г. Amit Kumar Sharma, Ritu Sharma

Выполнена томография квантовых процессов в разработанном детерминированном iSWAP-вентиле на основе фотонных кубитов с использованием резонатора в качестве ответвителя и проведено его сравнение с идеальным вентилем iSWAP.

Aналитически исследованы характеристики (точность и согласованность) разработанного вентиля iSWAP. Определено влияние параметров резонатора (сила связи и скорость затухания мод резонатора) на характеристики разработанного iSWAP-вентиля. Максимальная точность 47,06% достигается при силе связи 0,02 и скорости затухания мод резонатора 0,0005, а максимальная согласованность (0,474) — при силе связи 0,02 и скорости затухания мод резонатора, равной 0.

Ключевые слова: томография квантовых процессов, микрорезонатор, квантовый вентиль, квантовые точки, линейная оптика

 

 

Design and performance analysis of deterministic iSWAP gate using a resonator as coupler

© 2021    A. K. Sharma, PhD Student (Quantum Optics); R. Sharma, PhD (Photonics Engineering)

Malaviya National Institute of Technology, Jaipur, India

E-mail: amit250791@gmail.com

Submitted 30.12.2020

DOI:10.17586/1023-5086-2021-88-11-72-79

In this paper quantum process tomography of the designed photonic Qubit based deterministic iSWAP gate has been done and compared with the ideal iSWAP gate.

The gate is designed and simulated using a resonator as a coupler. The performance (fidelity and concurrence) of the designed iSWAP gate has been analytically investigated. The effect of cavity parameters (coupling strength and cavity mode decay rate) on performance of the designed iSWAP gate has been observed. The maximum fidelity 47.06% is obtained at coupling strength 0.02 and cavity mode decay rate 0.0005 and the maximum concurrence 0.474 is obtained at coupling strength 0.02 and cavity mode decay rate 0.

The research search work reported in this paper can be used for further investigation and implementation of quantum information processing systems.

Keywords: quantum process tomography, micro cavity, quantum gate, quantum dot, linear optics.

OCIS codes: 270.0270, 270.5585

 

References

1.    Cerf N.J., Adami C., Kwiat P.G. Optical simulation of quantum logic // Phys. Rev. A. 1998. V. 57. № 3. P. R1477–1480.

2.   Knill E., Laflamme R., Milburn G.J. A scheme for efficient quantum computation with linear optics // Nature. 2001. V. 409. № 6816. P. 46–52.

3.   Wang H.-F., Wen J.-J., Zhu A.-D., Zhang S., Yeon K.-H. Deterministic CNOT gate and entanglement swapping for photonic Qubits using a quantum-dot spin in a double-sided optical microcavity // Phys. Lett. A. 2013. V. 377. № 40. P. 2870–2876.

4.   Kok P., Munro W.J., Nemoto K., Ralph T.C., Dowling J.P., Milburn G.J. Linear optical quantum computing with photonic Qubits // Rev. Mod. Phys. 2007. V. 79. № 1. P. 135–174.

5.   Wei H.-R., Deng F.-G. Universal quantum gates on electron-spin Qubits with quantum dots inside single-side optical microcavities // Opt. Exp. 2014. V. 22. № 1. P. 593–607.

6.   Hu C.Y., Munro W.J., O’Brien J.L., Rarity J.G. Proposed entanglement beam splitter using a quantum-dot spin in a double-sided optical microcavity // Phys. Rev. B. 2009. V. 80. № 20. P. 205326.

7.    Wei H.-R., Deng F.-G. Scalable photonic quantum computing assisted by quantum-dot spin in double sided optical microcavity // Opt. Exp. 2013. V. 21. № 15. P. 17671–17685.

8.   Wang H.-F., Zhu A.-D., Zhang S., Yeon K.-H. Optically controlled phase gate and teleportation of a controlled-NOT gate for spin Qubits in a quantum-dot–microcavity coupled system // Phys. Rev. A. 2013. V. 87. № 6. P. 062337.

9.   Gueddana A., Gholami P., Lakshminarayanan V. Can a universal quantum cloner be used to design an experimentally feasible near-deterministic CNOT gate? // Quantum Inf. Process. 2019. V. 18. № 7. P. 1–12.

10. Li T., Yang G.-J., Deng F.-G. Heralded quantum repeater for a quantum communication network based on quantum dots embedded in optical microcavities // Phys. Rev. A. 2016. V. 93. № 1. P. 012302.

11.  Hu C.Y. Spin-based single-photon transistor, dynamic random access memory, diodes, and routers in semiconductors // Phys. Rev. B. 2016. V. 94. № 24. P. 245307.

12.  Barenco A., Bennett C.H., Cleve R., DiVincenzo D.P., Margolus N., Shor P., Sleator T., Smolin J.A., Weinfurter H. Elementary gates for quantum computation // Phys. Rev. A. 1995. V. 52. № 5. P. 3457–3467.

13.  Wang H.-F., Shao X.-Q., Zhao Y.-F., Zhang S., Yeon K.-H. Scheme for implementing linear optical quantum iSWAP gate with conventional photon detectors // JOSA B. 2009. V. 27. № 1. P. 27.

14.       Zhou L., Sheng Y.-B. Concurrence measurement for the two-Qubit optical and atomic states // Entropy. 2015. V. 17. № 6. P. 4293–4322.