• Субекти
  • Обобщение
  • Въведение
  • Резултати
  • Класическа характеристика на базирани на HW PDBS
  • Квантовата характеристика на HW-базирана CNOT порта
  • Дискусия
  • Методи
  • Кодиран с поляризация CNOT порта
  • Експериментална настройка
  • Допълнителна информация
  • PDF файлове
  • Допълнителна информация
  • Файл за партньорска проверка
  • Коментари

Субекти

  • Приложна физика
  • Квантова информация
  • Квантова оптика

Обобщение

Въведение

NO-контролираната квантова порта (CNOT) е един от основните компоненти за квантовата информационна система, която обръща състоянието на условния целеви кубит в състоянието на контролния кубит.

кодиране

По-долу докладваме изпълнението на хибриден PDBS, стратегически комбиниращ диелектричния и плазмоничния вълновод, всеки от които е предназначен за работа с поляризиран режим TE (електрически напречен) и TM (магнитен напречен), всички в рамките на един и същ компонент. С прецизен дизайн на изходните слотове, кодираният с поляризация CNOT порта може да бъде реализиран, използвайки само PDBS със значително намаляване на размера на общия отпечатък на устройството до 14 × 14 μm 2. Портата демонстрира добрата квантова функционалност на CNOT с висока точност.

Резултати

Класическа характеристика на базирани на HW PDBS

Кодираният с поляризация CNOT порта 6, 7, 8 е показан схематично на Фигура 1а. Централната част на портата е PDBS (PDBS 0), която позволява 100% предаване на TE поляризирана светлина и ξ/3 (2 ξ/3) предаване (отражение) на TM поляризирана светлина, където ξ е общият коефициент на системата . Спомагателните PDBS (PDBSa), с предавания (T), подчиняващи се на T TE/T TM = 1: 2, се използват за балансиране на приноса на двете поляризации. Използвахме дизайн на хибриден вълновод (HW), а именно диелектрично зареден вълновод Surface Plasmon Polariton (SPP), който поддържа TM (SPP) и TE (фотон) 10 режима. Показано е, че SPP са валиден носител на квантова информация 11, 12. Наскоро експериментите допълнително потвърдиха бозонната природа на SPP чрез некласическа интерференция на чипа 13, 14, 15, 16, 17 .

Изображение в пълен размер

Квантовата характеристика на HW-базирана CNOT порта

Изображение в пълен размер

( да се ) Моделът на HOM интерференция на двойките източници на фотони. ( б ) Моделът на HOM интерференция на SPP в базиран на HW PDBS. Черните точки са данни, а червените линии съответстват на подходящите криви. Грешките са изчертани, за да представят стандартно отклонение на разпределението на Поасон.

Изображение в пълен размер

Измерени експлоатационни вероятности на портата CNOT на изчислителна основа ZZ ( да се ) Y XX ( б ), съответно.

Изображение в пълен размер

След това разглеждаме допълващата диагонална основа XX дадена от

Портата CNOT може да се използва като заплетена порта, произвеждаща изходно състояние от две кубита от отделно входно състояние. Долната граница на верността на процеса също така определя долна граница на капацитета на преплитане на портата, тъй като верността на генерирането на преплитане е най-малко равна на верността на процеса 7. По отношение на паралелността C, която портата може да генерира от входовете за състоянието на продукта, минималният капацитет на заплитане се дава от C C2 F процес -1 (справка 7). Тъй като нашите експериментални резултати показват, че минималната точност на процеса на затваряне е 0,638, долната граница на капацитета на заплитане може да бъде съответно C  0,276. Също така създадохме следизбрана пристрастна плетеница от отделно входно състояние (вж. Допълнителна бележка 3 и допълнителна фигура 3 за подробности). Високата видимост се отличава и с добрата функция на заплитане на вратите.

Дискусия

Методи

Кодиран с поляризация CNOT порта

Портата CNOT, базирана на поляризационно кодиране, е показана схематично на фиг. 1а. Централната част на портата е PDBS, обозначен като PDBS 0, който перфектно предава TE поляризирана светлина и позволява 1/3 (2/3) предаване (отражение) на TM поляризирана светлина. На практика, когато PDBS изтича, портата CNOT все още работи, ако пропускливостта (T) и отражателната способност (R) за поляризираните светлини TE и TM отговарят на T TE = ξ, R TE = 0 и T TM = ξ/3, R TM = 2 ξ/3, съответно. ξ е свързан с обща загуба, включително загуби от разпространение и преобразуване и т.н. Спомагателните PDBS (PDBSa), с T TE/T TM = 1: 2, се използват за балансиране на приноса на двете поляризации. За въвеждане и извличане на сигнали на чипа, конструкцията на единичен CNOT порта изисква входните и изходните съединители (фиг. 1а), както се използва в тази работа. Тук ξ се изчислява на ∼ 1% от експерименталните данни на фигура 1d-f.

Експериментална настройка

Допълнителна информация

PDF файлове

Допълнителна информация

Допълнителни фигури 1-4, допълнителни бележки 1-4 и допълнителни референции

Файл за партньорска проверка

Коментари

Изпращайки коментар, вие се съгласявате да спазвате нашите Общи условия и насоки. Ако откриете нещо злоупотребяващо или което не отговаря на нашите условия или насоки, моля, маркирайте го като неподходящо.