Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Fusion không mất qubit của trạng thái W trong hệ thống điện động lực học lượng tử trong buồng tối
Tóm tắt
Trong bài báo này, một sơ đồ fusion không mất qubit mới cho các trạng thái W của nguyên tử đã được đề xuất trong hệ thống điện động lực học lượng tử trong buồng tối. Dựa trên các tương tác cộng hưởng giữa các nguyên tử và các mode của buồng tối, một trạng thái W của nguyên tử quy mô lớn hơn có thể được tạo ra từ ba hoặc bốn trạng thái đã ghép nhỏ quy mô, dưới điều kiện cho phép một hoặc hai qubit của mỗi trạng thái W tham gia vào cơ chế hợp nhất. Tiền đề của tất cả các sơ đồ hợp nhất hiện tại là chỉ có một hạt có thể được trích xuất từ mỗi trạng thái W để thực hiện hợp nhất, và với sự tiến bộ của công nghệ thực nghiệm, hai hạt có thể được trích xuất. Trong trường hợp này, sơ đồ hợp nhất không mất qubit sẽ được thực hiện để hợp nhất nhiều trạng thái W hơn mà không cần bất kỳ hạt hỗ trợ nào. Ngoài ra, việc hợp nhất các trạng thái nguyên tử có thể đạt được thông qua việc phát hiện trên mode của buồng tối thay vì việc phát hiện nguyên tử phức tạp, điều này làm cho sơ đồ chuẩn bị trở nên hiệu quả và đơn giản hơn.
Từ khóa
#Cavity quantum electrodynamics #W states #fusion scheme #qubit-loss-free #atomic states detection.Tài liệu tham khảo
Raussendorf, R., Browne, D.E., Briegel, H.J.: Measurement-based quantum computation on cluster states. Phys. Rev. A 68, 022312 (2003)
Bennett, C.H., Brassard, G., Crépeau, C., Jozsa, R., Peres, A., Wootters, W.K.: Teleporting an unknown quantum state via dual classical and Einstein–Podolsky–Rosen channels. Phys. Rev. Lett. 70, 1895 (1993)
Bouwmeester, D., Pan, J.W., Mattle, K., Eibl, M., Weinfurter, H., Zeilinger, A.: Experimental quantum teleportation. Nature 390, 575 (1997)
Özdemir, Ş.K., Bartkiewicz, K., Liu, Y.X., Miranowicz, A.: Teleportation of qubit states through dissipative channels: conditions for surpassing the no-cloning limit. Phys. Rev. A 76(4), 042325 (2007)
Gisin, N., Ribordy, G., Tittel, W., Zbinden, H.: Quantum cryptography. Rev. Mod. Phys. 74, 145 (2002)
Li, T.C., Yin, Z.Q.: Quantum superposition, entanglement, and state teleportation of a microorganism on an electromechanical oscillator. Sci. Bull. 61(2), 163–171 (2016)
Dür, W.: Multipartite entanglement that is robust against disposal of particles. Phys. Rev. A 63, 020303(R) (2001)
Greenberger, D.M., Horne, M.A., Shimony, A., Zeilinger, A.: Bells theorem without inequalities. Am. J. Phys. 58, 1131 (1990)
Briegel, H.J., Raussendorf, R.: Persistent entanglement in arrays of interacting particles. Phys. Rev. Lett. 86, 910 (2001)
Dür, W., Vidal, G., Cirac, J.I.: Three qubits can be entangled in two inequivalent ways. Phys. Rev. A 62, 062314 (2000)
Gra̋fe, M.: On-chip generation of high-order single-photon W-states. Nat. Photonics 8, 791–795 (2014)
Ng, H.T., Kim, K.: Quantum estimation of magnetic-field gradient using W-state. Opt. Commun. 331, 353–358 (2014)
Ozaydin, F.: Phase damping destroys quantum Fisher information of W states. Phys. Lett. A 378, 3161–3164 (2014)
Yu, N., Guo, C., Duan, R.: Obtaining a W state from a Greenberger–Horne–Zeilinger state via stochastic local operations and classical communication with a rate approaching unity. Phys. Rev. Lett. 112, 160401 (2014)
Joo, J., Lee, J., Jang, J., Park, Y.J.: Quantum secure communication with W states (2002). arXiv:quant-ph/0204003
Murao, M., Jonathan, D.M., Plenio, B., Vedral, V.: Coherent oscillations between two weakly coupled Bose–Einstein condensates: Josephson effects, \(\pi \) oscillations, and macroscopic quantum self-trapping. Phys. Rev. A 59, 156 (1999)
Shi, B.S., Tomita, A.: Teleportation of an unknown state by W states. Phys. Lett. A 296, 161 (2002)
Joo, J., Park, Y.J., Oh, S., Kim, J.: Quantum teleportation via a W state. New J. Phys. 5, 136 (2003)
Yeo, Y.: Quantum teleportation using three-particle entanglement (2003). arXiv:quant-ph/0302030
Bose, S., Vedral, V., Kninght, P.L.: Multiparticle generalization of entanglement swapping. Phys. Rev. A 57, 822 (1998)
Liu, X.S., Long, G.L., Tong, D.M., Li, F.: General scheme for superdense coding between multiparties. Phys. Rev. A 65, 022304 (2002)
D’Hondt, E., Panangaden, P.: The computational power of the W and GHZ states. Quantum Inf. Comput. 6, 173–183 (2006)
Ozaydin, F., Altintas, A., Yesilyurt, C., Bugu, S., Erol, V.: Quantum fisher information of bipartitions of W states. Acta Phys. Pol. A 127(4), 1233–1235 (2015)
Dag, C.B., Mustecaplioglu, O.E.: Multiatom quantum coherences in micromasers as fuel for thermal and nonthermal machines (2016). arXiv:1507.08136
Özdemir, Ş.K., Matsunaga, E., Tashima, T., Yamamoto, T., Koashi, M., Imoto, N.: An optical fusion gate for W-states. New J. Phys. 13, 103003 (2011)
Tashima, T., Özdemir, Ş.K., Yamamoto, T., Koashi, M., Imoto, N.: Elementary optical gate for expanding an entanglement web. Phys. Rev. A 77(3), 030302 (2008)
Tashima, T., Özdemir, Ş.K., Yamamoto, T., Koashi, M., Imoto, N.: Local expansion of photonic W state using a polarization-dependent beamsplitter. New J. Phys. 11, 023024 (2009)
Zang, X.P., Yang, M., Wu, W.F., Fang, S.D., Cao, Z.L.: Local expansion of atomic W state in cavity quantum electrodynamics. Indian J. Phys. 88, 1141 (2014)
Zang, X.P., Yang, M., Ozaydin, F., Song, W., Cao, Z.L.: Deterministic generation of large scale atomic W states. Opt. Express 24, 12293 (2016)
Yesilyurt, C., Bugu, S., Ozaydin, F., Altintas, A., Tame, M., Yang, L., Özdemir, Ş.K.: Deterministic local expansion of W states. J. Opt. Soc. Am. B 33, 2313 (2016)
Tashima, T., Kitano, T., Özdemir, Ş.K., Yamamoto, T., Koashi, M., Imoto, N.: Demonstration of local expansion toward large-scale entangled webs. Phys. Rev. lett. 105(21), 210503 (2010)
Ozaydin, F., Bugu, S., Yesilyurt, C., Altintas, A.A., Tame, M., Özdemir, Ş.K.: Fusing multiple W states simultaneously with a Fredkin gate. Phys. Rev. A 89, 042311 (2014)
Yesilyurt, C., Bugu, S., Ozaydin, F.: An optical gate for simultaneous fusion of four photonic W or Bell states. Quantum Inf. Process. 12, 2965 (2013)
Bugu, S., Yesilyurt, C., Ozaydin, F.: Enhancing the W-state quantum-network-fusion process with a single Fredkin gate. Phys. Rev. A 87, 032331 (2013)
Zang, X.P., Yang, M., Ozaydin, F., Song, W., Cao, Z.L.: Generating multi-atom entangled W states via light-matter interface based fusion mechanism. Sci. Rep. 5, 16245 (2015)
Dikera, F., Ozaydinb, F., Arika, M.: Enhancing the W state fusion processwith a to oli gate and a CNOT gate via one-way quantum computation and linear optics. Acta Phys. Pol. A 127(4), 1189–190 (2015)
Li, N., Yang, J., Ye, L.: Realizing an efficient fusion gate for W states with cross-Kerr nonlinearities and QD-cavity coupled system. Quantum Inf. Process. 14(6), 1933–1946 (2015)
Li, K., Kong, F.Z., Yang, M., Yang, Q., Cao, Z.L.: Qubit-loss-free fusion of W states. Phys. Rev. A 94(6), 062315 (2016)
Wang, M.Y., Hao, Q.Z., Yan, F.L., Gao, T.: Simultaneous qubit-loss-free fusion of three multiple W states. Laser Phys. Lett. 15, 055201 (2018)
Ding, C.Z., Kong, F.Z., Yang, M., Yang, Q., Cao, Z.L.: Qubit-loss-free fusion of atomic W states via photonic detection. Quantum Inf Process 17, 124 (2018). https://doi.org/10.1007/s11128-018-1893-y
Li, K., Chen, T.T., Mao, H.B., Wang, J.Q.: Preparing large-scale maximally entangled W states in optical system. Quantum Inf Process 17, 307 (2018). https://doi.org/10.1007/s11128-018-2076-6
Zheng, B.: Scheme for approximate conditional teleportation of an unknown atomic state without the Bell-state measurement. Phys. Rev. A 69, 064302 (2004)
Zheng, S.B., Guo, G.C.: Efficient scheme for two-atom entanglement and quantum information processing in cavity QED. Phys. Rev. Lett. 85(11), 2392–2395 (2000)
Yang, M., Cao, Z.L.: Quantum information processing using coherent states in cavity QED. Physica A 366(1), 243–249 (2006)
Brune, M., Hagley, E., Dreyer, J., Maitre, X., Maali, A., Wunderlich, C., Raimond, J.M., Haroche, S.: Observing the progressive decoherence of the meter in a quantum measurement. Phys. Rev. Lett. 77(24), 4887–4890 (1996)
Miller, A.J., Nam, S.W., Martinis, J.M., Sergienko, A.V.: Demonstration of a low-noise near-infrared photon counter with multiphoton discrimination. Appl. Phys. Lett. 83(4), 791–793 (2003)
Wildfeuer, C.F., Pearlman, A.J., Chen, J., Fan, J., Migdall, A., Dowling, J.P.: Resolution and sensitivity of a Fabry–Perot interferometer with a photon-number-resolving detector. Phys. Rev. A 80(4), 043822 (2009)
Marsili, F., Verma, V.B., Stern, J.A., Harrington, S., Lita, A.E., Gerrits, T., Vayshenker, I., Baek, B., Shaw, M.D., Mirin, R.P., Nam, S.W.: Detecting single infrared photons with 93% system efficiency. Nature 7, 210–214 (2013)