• Предмети
  • Резюме
  • Вступ
  • Результати
  • Класична характеристика PDBS на основі HW
  • Квантова характеристика воріт CNOT на основі HW
  • Обговорення
  • Методи
  • Ворота CNOT, кодовані поляризацією
  • Експериментальне встановлення
  • Додаткова інформація
  • Файли PDF
  • Додаткова інформація
  • Файл експертної перевірки
  • Коментарі

Предмети

  • Прикладна фізика
  • Квантова інформація
  • Квантова оптика

Резюме

Вступ

NO-керований квантовий затвор (CNOT) є одним з основних компонентів квантової інформаційної системи, який змінює стан умовного цільового кубіта на стан контрольного кубіта.

мкм2

Нижче ми повідомляємо про реалізацію гібридного PDBS, що стратегічно поєднує діелектричний і плазмонічний хвилеводи, кожна з яких призначена для обробки поляризованого режиму TE (електричний поперечний) та TM (поперечний магнітний), все в межах одного компонента. Завдяки точній конструкції вихідних слотів, кодований поляризаційним затвором CNOT може бути реалізований, використовуючи лише PDBS зі значним зменшенням розміру загальної площі пристрою до 14 × 14 мкм 2. Шлюз демонструє хорошу квантову функціональність CNOT з високою точністю.

Результати

Класична характеристика PDBS на основі HW

Кодування поляризованого коду CNOT 6, 7, 8 схематично показано на малюнку 1а. Центральною частиною воріт є PDBS (PDBS 0), що забезпечує 100% передачу поляризованого світла TE та ξ/3 (2 ξ/3) передачу (відбиття) поляризованого світла TM, де ξ - загальний коефіцієнт системи . Допоміжні PDBS (PDBSa), з передачами (T), що підпорядковуються T TE/T TM = 1: 2, використовуються для збалансування внесків двох поляризацій. Ми застосували конструкцію гібридного хвилеводу (HW), а саме діелектрично заряджений хвилевод Surface Plasmon Polariton (SPP), який підтримує режими TM (SPP) і TE (фотон) 10. Показано, що SPP є дійсним носієм квантової інформації 11, 12. Нещодавно експерименти додатково підтвердили бозонність SPP через некласичні перешкоди на мікросхемі 13, 14, 15, 16, 17 .

Повнорозмірне зображення

Квантова характеристика воріт CNOT на основі HW

Повнорозмірне зображення

( до ) Шаблон інтерференції HOM вихідних пар фотонів. ( b ) Шаблон перешкод HOM SPP у PDBS на базі HW. Чорні точки - це дані, а червоні лінії відповідають відповідним кривим. Смужки помилок намальовані, щоб представити стандартне відхилення розподілу Пуассона.

Повнорозмірне зображення

Виміряні робочі ймовірності затвора CNOT на обчислювальній основі ZZ ( до ) Y XX ( b ), відповідно.

Повнорозмірне зображення

Тоді ми розглянемо додаткову діагональну основу XX дається

Затвор CNOT може бути використаний як заплутаний затвор, що створює двокубітний заплутаний вихідний стан із сепарабельного вхідного стану. Нижня межа вірності процесу також визначає нижню межу здатності перемішування затвора, оскільки вірність генерації перемежування принаймні дорівнює точності процесу 7. З точки зору паралельності C, яку затвор може генерувати з входів статусу товару, мінімальна пропускна здатність задається процесом C C2 F -1 (посилання 7). Оскільки наші експериментальні результати показують, що мінімальна вірність затворного процесу становить 0,638, нижня межа пропускної здатності переплутування може відповідно становити C  0,276. Ми також створили попередньо вибраний клубок зміщення з відокремленого вхідного стану (докладніше див. Додаткову примітку 3 та Додаткову рисунок 3). Висока видимість також характеризується гарною функцією переплетення дверей.

Обговорення

Методи

Ворота CNOT із поляризацією

Затвор CNOT на основі поляризаційного кодування схематично показаний на рис. 1а. Центральною частиною воріт є PDBS, позначений як PDBS 0, який ідеально пропускає поляризоване світло TE і забезпечує передачу (відбиття) поляризованого світла TM на 1/3 (2/3). На практиці, коли PDBS протікає, затвор CNOT все ще працює, якщо коефіцієнт пропускання (T) і відбиття (R) для поляризованих вогнів TE і TM відповідають T TE = ξ, R TE = 0 і T TM = ξ/3, R TM = 2 ξ/3 відповідно. ξ пов’язаний із загальними втратами, включаючи втрати на розповсюдження та перетворення тощо. Допоміжні PDBS (PDBSa), з T TE/T TM = 1: 2, використовуються для збалансування внесків двох поляризацій. Для введення та вилучення сигналів на мікросхемі для побудови єдиного затвора CNOT потрібні вхідні та вихідні з'єднувачі (рис. 1а), як використано у цій роботі. Тут ξ оцінювали в ∼ 1% від експериментальних даних на малюнку 1d-f.

Експериментальне встановлення

Додаткова інформація

Файли PDF

Додаткова інформація

Додаткові рисунки 1-4, додаткові примітки 1-4 та додаткові посилання

Файл експертної перевірки

Коментарі

Надсилаючи коментар, ви погоджуєтесь дотримуватись наших Умов та правил спільноти. Якщо ви виявите щось образливе або не відповідає нашим умовам чи інструкціям, позначте це як неприйнятне.