Photonic Qubits(광자 큐비트)란 무엇입니까?
Photonic Qubits 광자 큐비트 - For a practical communication platform, the photons also need to be manipulated at the local level at nodes or exchange points across the network, and this requires information to be reliably encoded, stored, and retrieved from the photonic qubits. [1] Such a detector is envisioned to facilitate protocols in which distributed tasks depend on the successful dissemination of photonic qubits4,5, improve loss-sensitive qubit measurements6,7 and enable certain quantum key distribution attacks8. [2] The challenge in optical quantum information processing has been the realization of two-qubit gates for photonic qubits due to the lack of highly efficient optical Kerr nonlinearities at the single-photon level. [3] Arbitrary quantum circuits are deterministically constructed from rotations teleported from the atom onto the photonic qubits. [4] This capability opens prospects for the realization of efficient nanoscale quantum interfaces between solid-state spins and single telecom photons with controllable waveform, for non-destructive detection of photonic qubits, and for the realization of quantum gates between rare-earth ion qubits coupled to an optical cavity. [5] In the present paper, we show that the quantum swap gates of photonic qubits can be implemented only by one step with a three-level Λ-type atom trapped in a bimodal optical cavity. [6] Defect centers in solid-state materials have emerged as potential intermediaries between other physical manifestations of qubits, such as superconducting qubits and photonic qubits, to leverage their complementary advantages. [7] We compute the secure key rates and find that GKP repeaters can achieve a comparative performance relative to methods based on photonic qubits while using orders-of-magnitude fewer qubits. [8] Entanglement links between distant ions are mediated with photonic qubits, necessitating the need for efficient ion-photon interfaces. [9] We report an experiment in which nearly pure partially entangled states of photonic qubits are produced to investigate these tasks in a practical scenario. [10] Here we also pose an experimental setup with photons to verify our findings with photonic qubits. [11] However, large-scale implementation of photonic quantum computing has been hindered by its intrinsic difficulties, such as probabilistic entangling gates for photonic qubits and lack of scalable ways to build photonic circuits. [12] Photonic qubits can represent an ideal choice in quantum- information science since photons travel at the speed of light and interact weakly with the environment over long distances. [13] This demonstrates the ability of integrated multimode circuits to mediate the entanglement of remote stationary nodes in a quantum network interlinked by photonic qubits. [14] With this basic background in hand, we then review the main experimental achievements, from photonic qubits and qudits to optical modes, nuclear magnetic resonance, and atomic systems. [15] Light-matter entanglement combines the long-distance transmission advantage of photonic qubits with the storage and processing capabilities of atomic qubits. [16] Elementary excitations of electronic devices have potential use in quantum information but control and readout capabilities are not as developed as they are for more mature systems such as photonic qubits. [17] Light-matter entanglement combines the long-distance transmission advantage of photonic qubits with the storage and processing capabilities of atomic qubits. [18] We evaluated the quantum state of photonic qubits in order to characterize the impact of the storage on the transmitted signal. [19] The second scheme, as a resource-conserving one, adopts a kind of hybrid controlled-NOT gate between spin and photonic qubits but only needs one single copy of initial states. [20] Here we explore a photonic error-detection technique, based on W-state encoding of photonic qubits, which is entirely passive, based on post-selection, and compatible with these near-term photonic architectures of interest. [21]실용적인 통신 플랫폼의 경우 광자는 네트워크 전체의 노드 또는 교환 지점에서 로컬 수준에서 조작되어야 하며, 이를 위해서는 정보가 광자 큐비트에서 안정적으로 인코딩, 저장 및 검색되어야 합니다. [1] 이러한 탐지기는 분산 작업이 광자 큐비트4,5의 성공적인 보급에 의존하는 프로토콜을 용이하게 하고 손실에 민감한 큐비트 측정6,7을 개선하며 특정 양자 키 배포 공격8을 가능하게 하는 것으로 계획됩니다. [2] 광학 양자 정보 처리의 과제는 단일 광자 수준에서 고효율 광학 Kerr 비선형성이 없기 때문에 광자 큐비트에 대한 2큐비트 게이트를 실현하는 것입니다. [3] 임의의 양자 회로는 원자에서 광자 큐비트로 순간이동된 회전으로 결정론적으로 구성됩니다. [4] 이 기능은 제어 가능한 파형을 가진 고체 상태 스핀과 단일 통신 광자 사이의 효율적인 나노스케일 양자 인터페이스의 실현, 광자 큐비트의 비파괴적 검출 및 희토류 이온 큐비트 사이의 양자 게이트 실현에 대한 가능성을 열어줍니다. 광학 캐비티. [5] 본 논문에서 우리는 광자 큐비트의 양자 스왑 게이트가 바이모달 광 공동에 갇힌 3레벨 Λ형 원자를 사용하여 한 단계로만 구현될 수 있음을 보여줍니다. [6] 고체 상태 물질의 결함 센터는 초전도 큐비트 및 광자 큐비트와 같은 큐비트의 다른 물리적 표현 사이의 잠재적 매개체로 등장하여 상호 보완적인 이점을 활용합니다. [7] 우리는 보안 키 비율을 계산하고 GKP 리피터가 광자 큐비트를 기반으로 하는 방법과 비교하여 성능이 훨씬 더 적은 큐비트를 사용할 수 있음을 발견했습니다. [8] 먼 이온 사이의 얽힘 링크는 광자 큐비트로 매개되므로 효율적인 이온-광자 인터페이스가 필요합니다. [9] 우리는 실제 시나리오에서 이러한 작업을 조사하기 위해 광자 큐비트의 거의 순수한 부분적으로 얽힌 상태가 생성되는 실험을 보고합니다. [10] 여기에서 우리는 또한 광자 큐비트로 우리의 발견을 검증하기 위해 광자를 사용한 실험 설정을 제시합니다. [11] 그러나 광자 양자 컴퓨팅의 대규모 구현은 광자 큐비트에 대한 확률적 얽힘 게이트와 광자 회로를 구축하는 확장 가능한 방법의 부족과 같은 본질적인 어려움으로 인해 방해를 받았습니다. [12] 광자 큐비트는 광자가 빛의 속도로 이동하고 장거리에서 환경과 약하게 상호 작용하기 때문에 양자 정보 과학에서 이상적인 선택을 나타낼 수 있습니다. [13] 이것은 광자 큐비트로 상호 연결된 양자 네트워크에서 원격 고정 노드의 얽힘을 중재하는 통합 다중 모드 회로의 능력을 보여줍니다. [14] 이 기본 배경을 바탕으로 광자 큐비트 및 큐딧에서 광학 모드, 핵 자기 공명 및 원자 시스템에 이르기까지 주요 실험 성과를 검토합니다. [15] 광물질 얽힘은 광자 큐비트의 장거리 전송 이점과 원자 큐비트의 저장 및 처리 기능을 결합합니다. [16] 전자 장치의 기본 여기는 양자 정보에서 잠재적으로 사용되지만 제어 및 판독 기능은 광자 큐비트와 같은 보다 성숙한 시스템에서만큼 개발되지 않았습니다. [17] 광물질 얽힘은 광자 큐비트의 장거리 전송 이점과 원자 큐비트의 저장 및 처리 기능을 결합합니다. [18] 전송된 신호에 대한 저장소의 영향을 특성화하기 위해 광자 큐비트의 양자 상태를 평가했습니다. [19] 두 번째 방식은 자원을 절약하는 방식으로 스핀과 광자 큐비트 사이에 일종의 하이브리드 제어 NOT 게이트를 채택하지만 초기 상태의 단일 복사본만 있으면 됩니다. [20] 여기에서 우리는 사후 선택을 기반으로 하고 관심 있는 이러한 단기 광자 아키텍처와 호환되는 완전히 수동적인 광자 큐비트의 W-상태 인코딩을 기반으로 하는 광자 오류 감지 기술을 탐구합니다. [21]
Encoded Photonic Qubits
Up to now, the controlled-NOT (CNOT) gate, the key two-qubit quantum gate, has been realized only for polarization-encoded photonic qubits, which consists of three partially polarizing directional couplers (DCs) or two polarizing DCs. [1] In this project we are working towards using trapped 171Yb+ ions as memory qubits and frequency encoded photonic qubits as communication qubits to realise long distance quantum communication protocols. [2]지금까지 핵심 2큐비트 양자 게이트인 CNOT(controlled-NOT) 게이트는 3개의 부분 편광 방향성 커플러(DC) 또는 2개의 편광 DC로 구성된 편광 인코딩된 광자 큐비트에 대해서만 구현되었습니다. [1] 이 프로젝트에서 우리는 장거리 양자 통신 프로토콜을 실현하기 위해 갇힌 171Yb+ 이온을 메모리 큐비트로 사용하고 주파수 인코딩된 광자 큐비트를 통신 큐비트로 사용하기 위해 노력하고 있습니다. [2]
Two Photonic Qubits
Two photonic qubits, initially maximally entangled in OAM modes of Hermite-Gaussian HG vortex beam, propagating through non-Kolmogorov turbulence are investigated numerically. [1] We propose a non-deterministic CNOT gate based on a quantum cloner, a quantum switch based on all optical routing of single photon by single photon, a quantum dot spin in a double-sided optical microcavity with two photonic qubits, delay lines and other linear optical photonic devices. [2]초기에 Hermite-Gaussian HG 와류 빔의 OAM 모드에서 최대로 얽혀 있는 두 개의 광자 큐비트는 비-콜모고로프 난류를 통해 전파됩니다. [1] 우리는 양자 복제기를 기반으로 한 비결정적 CNOT 게이트, 단일 광자에 의한 단일 광자의 모든 광학 라우팅에 기반한 양자 스위치, 두 개의 광자 큐비트, 지연 라인 및 기타 선형이 있는 양면 광학 미세 공간의 양자점 스핀을 제안합니다. 광학 광자 장치. [2]
Polarization Photonic Qubits
Trade-offs between the photonic generation rate and the memory-photon entanglement fidelity for the case of polarization photonic qubits are also examined and optimized by tailoring the spatial mode of the collected light. [1] We further optimize the tradeoff between the photonic generation rate and the memory-photon entanglement fidelity for the case of polarization photonic qubits by tailoring the spatial mode of the collected light. [2]편광 광자 큐비트의 경우에 대한 광자 생성 속도와 메모리 광자 얽힘 충실도 간의 균형도 조사하고 수집된 빛의 공간 모드를 조정하여 최적화합니다. [1] 우리는 수집된 빛의 공간 모드를 조정하여 편광 광자 큐비트의 경우 광자 생성 속도와 메모리 광자 얽힘 충실도 간의 균형을 더욱 최적화합니다. [2]
photonic qubits encoded 인코딩된 광자 큐비트
We propose a scheme for implementing the CNOT gate in which the photonic qubits encoded on the cavity modes and a four-level atom passes through the cavity. [1] In this paper, we report the storage and retrieval of photonic qubits encoded with OAM state in an elongated cold rubidium atomic ensemble, achieving a storage efficiency around 65% with an average conditional fidelity above 98%. [2]우리는 캐비티 모드에 인코딩된 포토닉 큐비트와 4레벨 원자가 캐비티를 통과하는 CNOT 게이트를 구현하는 방식을 제안합니다. [1] 이 논문에서 우리는 긴 콜드 루비듐 원자 앙상블에서 OAM 상태로 인코딩된 광자 큐비트의 저장 및 검색을 보고하여 98% 이상의 평균 조건부 충실도와 함께 약 65%의 저장 효율성을 달성했습니다. [2]