Điều khiển sự rối bằng động lực học trong nhiều hệ thống spin lượng tử

Quantum Information Processing - Tập 10 - Trang 107-121 - 2010
Andrea Casaccino1,2, Stefano Mancini3,4, Simone Severini5
1Computer Architecture Group Lab, Information Engineering Department, University of Siena, Siena, Italy
2Research Laboratory of Electronics, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, USA
3School of Science and Technology, University of Camerino, Camerino, Italy
4INFN Sezione di Perugia, Perugia, Italy
5Department of Physics and Astronomy, University College London, London, United Kingdom

Tóm tắt

Chúng tôi nghiên cứu việc điều khiển sự rối giữa hai mạng lưới giống hệt nhau của các hạt lượng tử cơ học. Đầu tiên, chúng tôi giảm vấn đề chuyển giao sự rối thành vấn đề chuyển giao trạng thái lượng tử. Sau đó, chúng tôi xem xét việc cô đặc và tinh chế sự rối dựa trên động lực học tự do trên các mạng lưới và phép đo cục bộ tại các đỉnh. Bằng cách giới thiệu một thước đo hiệu quả phù hợp, chúng tôi mô tả hiệu suất của giao thức. Chúng tôi đưa ra bằng chứng cho thấy thước đo như vậy không phụ thuộc vào hình thái mạng lưới, và chúng tôi ước lượng đóng góp do số lượng cặp rối ban đầu được chia sẻ bởi hai mạng lưới.

Từ khóa

#rối lượng tử #chuyển giao trạng thái #cô đặc sự rối #động lực học #mạng lưới lượng tử

Tài liệu tham khảo

Kimble H.J.: The quantum internet. Nature 453, 1023–1030 (2008) Dür W., Briegel H.-J.: Entanglement purification and quantum error correction. Rep. Prog. Phys. 70, 1381–1424 (2007) Horodecki R., Horodecki P., Horodecki M., Horodecki K.: Quantum entanglement. Rev. Mod. Phys. 81(2), 865–942 (2009) Czechlewski,M., Grudka,A., Ishizaka, S.,Wojcik, A.: Entanglement purification protocol for amixture of a pure entangled state and a pure product state. Phys. Rev. A 80, 014303 (pp. 1–6) (2009) Fujii, K., Yamamoto, K.: Entanglement purification with double selection. Phys. Rev. A 80, 042308 (pp. 1–9) (2009) Yang, M., Yan, F., Cao, Z.: Purification of multipartite entanglement by local operations. arXiv:0904.2343 Perseguers, S.: Fidelity threshold for long-range entanglement in quantum networks. Phys. Rev. A 81, 012310 (pp. 1–7) (2010) Perseguers, S., Cavalcanti, D., Lapeyre, G.J. Jr., Lewenstein, M., Acin, A.: Multipartite entanglement percolation. Phys. Rev. A 81, 032327 (pp. 1–4) (2010) Perseguers, S., Acin, A., Cirac, J.I., Lewenstein, M.: Quantum complex networks. arXiv: 0907.3283 Paunkovic, N., Omar, Y., Bose, S., Vedral, V.: Entanglement concentration using quantum statistics. Phys. Rev. Lett. 88, 187903 (pp. 1–4) (2002) Blume-Kohout, R., Croke, S., Gottesman, D.: Streaming universal distortion-free entanglement concentration. arXiv:0910.5952 Maruyama, K., Nori, F.: Entanglement purification without controlled-NOT gates by using the natural dynamics of spin chains. Phys. Rev. A 78, 022312 (pp. 1–5) (2008) Burgath D.: Quantum state transfer and time-dependent disorder in Quantum Chains. Eur. Phys. J. Special Top. 151, 147–156 (2007) Heng F., Korepin V., Roychowdhury V., Hadley C., Bose S.: Quantum communication through spin chain dynamics: an introductory overview. Phys. Rev. B 76, 014428 (2007) Christandl,M., Datta, N., Ekert, A., Landahl, A.: Perfect state transfer in quantum spin networks. Phys. Rev. Lett. 92, 187902 (pp. 1–4) (2004) Christandl,M., Datta, N., Dorlas, T., Ekert, A., Kay, A., Landahl, A.: Perfect transfer of arbitrary states in quantum spin, networks. Phys. Rev. A 71, 032312 (pp. 1–11) (2005) Saxena N., Severini S., Shparlinski I.: Parameters of integral circulant graphs and periodic quantum dynamics. Int. J. Quant. Inf. 5, 417–429 (2007) Bose S., Casaccino A., Mancini S., Severini S.: Communication in XYZ all-to-all quantum networks with a missing link. Int. J. Quant. Inf 7, 713–723 (2009) Casaccino A., Lloyd S., Mancini S., Severini S.: Quantum state transfer through a qubit network with energy shift and fluctuations. Int. J. Quant. Inf. 7, 1417–1424 (2009) Lapeyre, J.,Wehr, J., Lewenstein,M.: Enhancement of entanglement percolation in quantum networks via lattice transformations. Phys. Rev. A 79, 042324 (pp. 1–11) (2009) Acin A., Cirac J.I., Lewenstein M.: Entanglement percolation in quantum networks. Nature Phys. 3, 256–259 (2007) Cuquet, M., Calsamiglia, J.: Entanglement percolation in quantum complex networks. Phys. Rev. Lett. 103, 240503 (pp. 1–4) (2009) Broadfoot, S., Dorner, U., Jaksch, D.: Entanglement percolation with bipartite mixed states. EuroPhys. Lett. 88, 50002 (pp. 1–6) (2009) Werner R.F.: Quantum states with Einstein-Podolsky-Rosen correlations admitting a hidden-variable model. Phys. Rev. A 40, 4277–4281 (1989) Wooters W.: Entanglement of formation of an arbitrary state of two qubits. Phys. Rev. Lett. 80, 2245–2248 (1998) Wooters W., Hill S.: Entanglement of a pair of quantum bits. Phys. Rev. Lett. 78, 5022–5025 (1997) Loss D., DiVincenzo D.P.: Quantum computation with quantum dots. Phys. Rev. A 57, 120–126 (1998) Petta J.R., Johnson A.C., Taylor J.M., Laird E.A., Yacoby A., Lukin M.D., Marcus C.M., Hanson M.P., Gossard A.C.: Coherent manipulation of coupled electron spins in semiconductor quantum dots. Science 309, 2180–2191 (2005) Yu-xi, L.,Wei, L.F., Nori, F.: Preparation of macroscopic quantum superposition states of a cavity field via coupling to a superconducting charge qubit. Phys. Rev. A 71, 063820 (pp. 1–6) (2005) Mandel O., Greiner M., Widera A., Rom T., Hansch T.W., Bloch I.: Controlled collisions for multi-particle entanglement of optically trapped atoms. Nature 425, 937–940 (2003)