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2017-05-29 17:00
離れた超伝導量子ビット間の決定論的量子もつれ生成の理論
○越野和樹（東京医科歯科大）・猪股邦宏（産総研）・リン ツーロン（理研）・徳永裕己（NTT）・山本 剛（NEC）・中村泰信（東大） |
| 抄録 |
（和） |
空間的に離れた量子ビット間に量子もつれを生成することは
分散型量子情報処理において必須の要素技術である．
我々は，伝播マイクロ波光子を介して，離れた超伝導量子ビット間に
決定論的に量子もつれを生成する手法を理論的に提案する．
本手法の基になるのは，周波数にエンコードした光子量子ビットと
超伝導量子ビット間の二量子ビットゲートである．
本ゲートには，(i)~光子を超伝導量子ビットに反射させることでゲート操作が決定論的に行われる，
(ii)~超伝導量子ビットに照射するドライブ波の制御により，
SWAP, $sqrt{rm SWAP}$, Identity などの様々なゲート動作
を達成できる，という利点がある．
この超伝導量子ビット－光子ゲートを異なる超伝導量子ビットに対して次々と行うことにより，
離れた超伝導量子ビット間に様々な量子操作を行うことができる．空間的に離れた量子ビット間に量子もつれを生成することは
分散型量子情報処理において必須の要素技術である．
我々は，伝播マイクロ波光子を介して，離れた超伝導量子ビット間に決定論的に量子もつれを生成する手法を理論的に提案する．本手法の基になるのは，周波数にエンコードした光子量子ビットと超伝導量子ビット間の二量子ビットゲートである．
本ゲートには，(i)~光子を超伝導量子ビットに反射させることでゲート操作が決定論的に行われる，(ii)~超伝導量子ビットに照射するドライブ波の制御により，
SWAP, $sqrt{rm SWAP}$, Identity などの様々なゲート動作
を達成できる，という利点がある．
この超伝導量子ビット－光子ゲートを異なる超伝導量子ビットに対して次々と行うことにより，
離れた超伝導量子ビット間に様々な量子操作を行うことができる． |
| （英） |
Entangling remote qubits is an essential technological element
in the distributed quantum information processing.
Here, we propose a deterministic scheme to generate
maximal entanglement between remote superconducting atoms,
using a propagating microwave photon as a flying qubit.
The building block of this scheme is an atom-photon two-qubit gate,
in which the photon qubit is encoded on its carrier frequencies.
The gate operation completes deterministically upon reflection of a photon,
and the gate type can be continuously varied
(including SWAP, $sqrt{rm SWAP}$, and Identity)
through {it in situ} control of the drive field.
Applying such atom-photon gates sequentially,
we can perform various gate operations between remote superconducting atoms. |
| キーワード |
（和） |
エンタングルメント生成 / マイクロ波量子光学 / 超伝導回路電気量子力学 / / / / / |
| （英） |
Remote entanglement / Microwave quantum optics / Circuit QED / / / / / |
| 文献情報 |
信学技報 |
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