운동과 방사의 양자 라비 간섭계

운동과 방사의 양자 라비 간섭계

타임 스탬프 : 31 년 2023 월 10 일 오전 03시 XNUMX 분
소스 노드 : 2691521

박기민1,2, 페트르 마렉1, 울리크 L. 안데르센2및 라딤 필립1

1Palacky University 광학학과, 77146 Olomouc, Czech Republic
2거시적 양자 상태 센터(bigQ), 덴마크 기술 대학교 물리학과, 건물 307, Fysikvej, 2800Kgs. 덴마크 링비

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추상

기계식 발진기의 변위 또는 위상 공간에서 미리 결정된 방향의 마이크로파 장의 정확한 결정은 발진기를 앤실라 큐비트와 결합함으로써 각각 트랩된 이온 또는 초전도 회로를 사용하여 수행될 수 있습니다.

이러한 결합을 통해 변위 정보는 큐비트로 전송된 다음 나중에 판독됩니다. 그러나 이러한 발진기-큐비트 시스템에서는 위상 공간에서 알 수 없는 방향의 변위를 명확하게 추정하는 것이 시도되지 않았습니다. 여기서는 회전파 근사를 넘어 가능한 Rabi 상호 작용을 기반으로 임의 방향의 위상 공간 변위를 명확하게 추정하기 위한 하이브리드 발진기-큐비트 간섭계 설정을 제안합니다. 양자 감지를 위해 이러한 하이브리드 Rabi 간섭계를 사용하면 단일 모드 추정 방식과 Jaynes-Cummings 상호 작용을 기반으로 하는 기존 간섭계보다 성능이 우수하다는 것을 보여줍니다. 또한 Rabi 간섭계의 감도는 발진기 모드의 열 점유와 무관하므로 감지하기 전에 접지 상태로 냉각할 필요가 없음을 확인했습니다. 또한 큐비트 디페이싱 및 발진기 열화의 효과에 대한 철저한 조사를 수행합니다. 우리는 간섭계가 상당히 강력하고 대규모 디페이징 및 열화에 대해서도 다양한 벤치마크 추정 방식보다 성능이 뛰어남을 확인했습니다.

인기 요약

우리는 모든 방향에서 위상 공간 변위를 명확하게 추정할 수 있는 새로운 하이브리드 오실레이터-큐비트 간섭계 설정을 개발하여 미리 결정된 방향으로 제한되었던 이전 방법을 개선했습니다. Rabi 간섭계라고 불리는 이 혁신적인 접근 방식은 단일 모드 추정 방식 및 기존 간섭계에 비해 뛰어난 성능을 제공합니다. 특히 발진기를 접지 상태로 냉각할 필요가 없으며 큐비트 디페이싱 및 발진기 열화가 있는 경우에도 견고성을 유지합니다. 양자 감지의 이러한 발전은 다양한 응용 분야에 중요한 영향을 미칠 수 있습니다.

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