JP2013529038A - 共振器媒介結合を利用する量子論理ゲート - Google Patents
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Abstract
量子ゲート動作を実施するためのシステムおよび方法が提供される。第1の量子ビットの関連付けられた周波数を同調するように構成されている第1の古典的制御パラメータは、第1の値から第2の値に調節される。第1の値は、第1の量子ビットが関連付けられた共振器の特性周波数から遠くなるよう同調されるように選択され、第2の値は、第1の量子ビットが、共振器の特性周波数に近くなるよう同調されるように選択される。第2の量子ビットの関連付けられた周波数を同調するように構成されている第2の古典的制御パラメータは、第3の値から第4の値に調節される。第3の値は、第2の量子ビットが、共振器の特性周波数から遠くなるよう同調されるように選択される。第1の古典的制御パラメータは、第1の値に戻される。第2の古典的制御パラメータは、第3の値に戻される。
Description
Claims (22)
- 量子ゲート動作を実施する方法であって、
第1の量子ビットの関連付けられた周波数を同調するように構成されている第1の古典的制御パラメータを第1の値から第2の値に調節することであって、前記第1の値は、前記第1の量子ビットが関連付けられた共振器の特性周波数から遠い第1の周波数に同調されるように選択され、前記第2の値は、前記第1の量子ビットが前記共振器の特性周波数に近い第2の周波数に同調されるように選択される、ことと、
第2の量子ビットの関連付けられた周波数を同調するように構成されている第2の古典的制御パラメータを第3の値から第4の値に調節することであって、前記第3の値は、前記第2の量子ビットが前記共振器の特性周波数から遠い第3の周波数に同調されるように選択される、ことと、
前記第1の古典的制御パラメータを前記第1の値に戻すことと、
前記第2の古典的制御パラメータを前記第3の値に戻すことと
を含む、方法。 - 前記第2の古典的制御パラメータを前記第3の値から前記第4の値に調節することは、前記第1の量子ビット、前記第2の量子ビット、および前記共振器によって形成されるシステムのエネルギーが前記システムの第1および第2の励起エネルギー状態の交差回避を通して遷移されるように、前記第2の古典的制御パラメータを調節することを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記第1および第2の励起エネルギー状態の交差回避は、前記共振器を通る前記第1の量子ビットと前記第2の量子ビットの結合の積である、請求項2に記載の方法。
- 前記第2の古典的制御パラメータを前記第3の値から前記第4の値に調節することは、前記第1の量子ビット、前記第2の量子ビット、および前記共振器によって形成されるシステムのエネルギーが前記システムの第2および第3の励起エネルギー状態の交差回避を通して遷移されるように、前記第2の古典的制御パラメータを調節することを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記第2および第3の励起エネルギー状態の交差回避は、前記共振器を通る前記第1の量子ビットと前記第2の量子ビットの結合の積である、請求項4に記載の方法。
- 前記第1の値、前記第2の値、前記第3の値、および前記第4の値の各々は、前記方法が、前記第1の量子ビットと前記第2の量子ビットとの間のスワップ動作を提供するように選択される、請求項1に記載の方法。
- 前記第1の古典的制御パラメータおよび前記第2の古典的制御パラメータを調節することは、実質的に同時に生じる、請求項1に記載の方法。
- 前記第1の古典的制御パラメータを前記第1の値に戻すことおよび前記第2の古典的制御パラメータを前記第3の値に戻すことは、実質的に同時に生じる、請求項1に記載の方法。
- 第1の結合強度によって、前記第1の量子ビットを前記共振器に結合することと、第2の結合強度によって、前記第2の量子ビットを前記共振器に結合することとをさらに含み、前記第2の結合強度は、前記第1の結合強度より大きい、請求項1に記載の方法。
- 前記第1の古典的制御パラメータを調節することおよび前記第2の古典的制御パラメータを調節することの各々に先立って、第3の量子ビットの関連付けられた周波数を同調するように構成されている第3の古典的制御パラメータを第5の値から第6の値に調節することをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 前記第5および第6の値の各々は、前記第3の量子ビットが前記共振器の特性周波数から遠い周波数に同調されるように選択される、請求項10に記載の方法。
- 前記第5および第6の値の各々は、前記第3の量子ビットが励起状態にある場合、前記第3の古典的制御パラメータを前記第5の値から前記第6の値に調節することが、前記第3の量子ビットを接地状態に遷移させ、前記共振器を励起状態に遷移させるように選択される、請求項10に記載の方法。
- 前記第1の古典的制御パラメータを前記第1の値に戻すことおよび前記第2の古典的制御パラメータを前記第3の値に戻すことの各々の後、前記第3の古典的制御パラメータを前記第5の値に戻すことをさらに含む、請求項10に記載の方法。
- 前記第1の値、前記第2の値、前記第3の値、前記第4の値、前記第5の値、および前記第6の値の各々は、前記方法が、前記第3の量子ビットを制御として使用して、前記第1の量子ビットと前記第2の量子ビットとの間に逆Fredkinゲート動作を提供するように選択される、請求項10に記載の方法。
- 共振器媒介結合を利用して、逆Fredkinゲート動作を実施する方法であって、
第1の量子ビットの関連付けられた周波数を同調するように構成されている第1の古典的制御パラメータを第1の値から第2の値に調節することであって、前記第1の値は、前記第1の量子ビットが関連付けられた共振器の特性周波数から遠い第1の周波数に同調されるように選択され、前記第2の値は、前記第1の量子ビットが前記共振器の特性周波数から遠い第2の周波数に同調されるように選択される、ことと、
第2の量子ビットの関連付けられた周波数を同調するように構成されている第2の古典的制御パラメータを第3の値から第4の値に調節することであって、前記第3の値は、前記第2の量子ビットが前記共振器の特性周波数から遠い第3の周波数に同調されるように選択され、前記第4の値は、前記第2の量子ビットが前記共振器の特性周波数に近い第4の周波数に同調されるように選択される、ことと、
第3の量子ビットの関連付けられた周波数を同調するように構成されている第3の古典的制御パラメータを第5の値から第6の値に調節することであって、前記第5の値は、前記第3の量子ビットが前記共振器の特性周波数から遠い第5の周波数に同調されるように選択される、ことと、
前記第2の古典的制御パラメータを前記第3の値に戻すことと、
前記第3の古典的制御パラメータを前記第5の値に戻すことと、
前記第1の古典的制御パラメータを前記第1の値に戻すことと
を含む、方法。 - 前記第1の古典的制御値は、前記第2の古典的制御パラメータを前記第3の値に戻すことおよび前記第3の古典的制御パラメータを前記第5の値に戻すことの各々の後、前記第1の値に戻される、請求項15に記載の方法。
- 前記第1の制御値が第1の値に戻された後、スワップ動作を実施することをさらに含み、前記スワップ動作は、
前記第2の古典的制御パラメータを前記第3の値から前記第4の値に調節することと、
前記第3の古典的制御パラメータを前記第5の値から前記第6の値に調節することと、
前記第2の古典的制御パラメータを前記第3の値に戻すことと、
前記第3の古典的制御パラメータを前記第5の値に戻すことと
を含む、請求項15に記載の方法。 - 第1の結合強度によって、前記第2の量子ビットを前記共振器に結合することと、第2の結合強度によって、前記第3の量子ビットを前記共振器に結合することとをさらに含み、前記第2の結合強度は、前記第1の結合強度より大きい、請求項15に記載の方法。
- 量子論理ゲートであって、
共振器と、
第1の結合強度によって、前記共振器に結合されている第1の量子ビットと、
第2の結合強度によって、前記共振器に結合されている第2の量子ビットであって、前記第2の結合強度は、前記第1の結合強度より大きい、第2の量子ビットと、
前記第1の量子ビットに結合され、前記第1の量子ビットの関連付けられた周波数を同調するように構成されている第1の古典的制御機構と、
前記第2の量子ビットに結合され、前記第2の量子ビットの関連付けられた周波数を同調するように構成されている第2の古典的制御機構と
を備えている、量子論理ゲート。 - 前記共振器に結合されている第3の量子ビットと、前記第3の量子ビットに結合され、前記第3の量子ビットの関連付けられた周波数を同調する第3の古典的制御機構とをさらに備えている、請求項19に記載の量子論理ゲート。
- 前記共振器の関連付けられた周波数は、4から20ギガヘルツの範囲内であり、前記第1の古典的制御機構は、前記第1の量子ビットを前記共振器の周波数の周囲の周波数帯域内に同調するように構成され、前記周波数帯域は、1ギガヘルツ未満の幅を有する、請求項19に記載の量子論理ゲート。
- 前記第2の結合強度は、前記第1の結合強度より約50%大きい、請求項19に記載の量子論理ゲート。
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