Конструкция и характеристики детерминированного iSWAP-вентиля на основе фотонных кубитов с использованием резонатора в качестве ответвителя

Полный текст на elibrary.ru

Публикация в Journal of Optical Technology

Ссылка для цитирования:

Amit Kumar Sharma, Ritu Sharma Design and performance analysis of deterministic iSWAP gate using a resonator as coupler (Конструкция и характеристики детерминированного iSWAP-вентиля на основе фотонных кубитов с использованием резонатора в качестве ответвителя) // Оптический журнал. 2021. Т. 88. № 11. С. 72–79. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2021-88-11-72-79

Amit Kumar Sharma, Ritu Sharma Design and performance analysis of deterministic iSWAP gate using a resonator as coupler (Конструкция и характеристики детерминированного iSWAP-вентиля на основе фотонных кубитов с использованием резонатора в качестве ответвителя) [in English] // Opticheskii Zhurnal. 2021. V. 88. № 11. P. 72–79. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2021-88-11-72-79

Ссылка на англоязычную версию:

Amit Kumar Sharma and Ritu Sharma, "Design and performance analysis of a deterministic iSWAP gate using a resonator as a coupler," Journal of Optical Technology. 88(11), 666-671 (2021). https://doi.org/10.1364/JOT.88.000666

Аннотация:

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

Коды OCIS: 270.0270, 270.5585

Список источников:

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.