Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Рис.1. Антисимметричная и симметричная координатные волновые функции двух частиц.

Двухкубитные операции с нейтральными атомами в оптической решетке

Ключевые слова:  квантовый компьютер, кубиты, периодика

Опубликовал(а):  Гудилин Евгений Алексеевич

16 сентября 2007

Системы нейтральных атомов, охлажденных до низких температур и находящихся в узлах оптической решетки (которая образуется при интерференции лазерных пучков), считаются перспективными кандидатами для хранения квантовой информации из-за их очень слабого взаимодействия с внешним окружением и, следовательно, большого времени декогерентизации. При этом с каждым атомом ассоциируется один квантовый бит (кубит), логические состояния которого отвечают различным проекциям полного спина.

В работе [1] предложен и реализован способ контролируемого перепутывания спиновых состояний двух атомов 87Rb, расположенных в соседних минимумах потенциала оптической решетки. Он основан на использовании симметрии волновой функции двух тождественных бозонов (каковыми являются атомы 87Rb) относительно их перестановки (обмена местами). Полная двухчастичная волновая функция представляет собой произведение спиновой (описывающей внутренние состояния атомов) и координатной (описывающей их расположение в пространстве) компонент. Симметрия полной волновой функции накладывает определенные ограничения на симметрии этих компонент: если спиновая часть симметрична, то координатная – тоже симметрична, а если антисимметрична, то и координатная – антисимметрична. Существенно, что в состоянии с антисимметричной координатной волновой функцией два атома не могут находиться в одной точке, а вероятность того, что они окажутся близко друг к другу, очень мала. Напротив, симметричная координатная волновая функция благоприятствует сближению атомов (см. рис.1), а значит – и их взаимодействию между собой.

Такую взаимозависимость спиновой и координатной функций авторы [1] и использовали для осуществления двухкубитных операций: при понижении барьера между двумя минимумами потенциала решетки оба атома 87Rb оказываются в одной потенциальной яме, занимая в ней основной и первый возбужденный колебательные уровни. При этом они находятся в суперпозиции состояний с разными спиновыми (и, соответственно, координатными) волновыми функциями. Взаимодействие атомов имеет место только в состоянии с симметричной координатной функцией, что приводит к квантовым осцилляциям между различными спиновыми состояниями. В результате удается осуществить двухкубитную операцию SWAP. Время этой операции в [1] составило tSWAP ~ 0.1 мс, что на два порядка меньше времени декогерентизации (~ 10 мс). Эволюция двух кубитов при операции SWAP происходит таким образом, что через время tSWAP/2 формируется запутанное состояние. Совместно с однокубитными поворотами она образует набор универсальных операций для квантовых вычислений. Сделан еще один шаг по пути к квантовому компьютеру.

[1] M.Anderlini et al., Nature 448, 452 (2007).


Источник: Перст




Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Личная жизнь атомов под пучком
Личная жизнь атомов под пучком

Премии Правительства Москвы молодым ученым за 2019 год
Объявлены лауреаты премии Правительства Москвы молодым ученым за 2019 год. Премией отмечены 50 работ молодых столичных ученых. Среди лауреатов 12 сотрудников МГУ имени М.В.Ломоносова. Конкурс на получение премий Правительства Москвы молодым ученым проводится с 2013 года. Торжественное награждение победителей состоится 7 февраля 2020 года в Государственном Кремлевском дворце.

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Перерождение кремния: от полупроводника к металлу. Морская губка – основа для создания новых наноструктурных композитов. Нитрид-борные аналоги углеродных колец. Лучшие научные сюжеты года по версии APS. Сверхпроводимость ставит новый температурный рекорд. Звук переносит массу? Всяко-разно.

Наносистемы: физика, химия, математика (2019, том 10, № 6)
Опубликован новый номер журнала "Наносистемы: физика, химия, математика". Ознакомиться с его содержанием, а также скачать необходимые Вам статьи можно по адресу: http://nanojournal.ifmo.ru/articles/volume10/10-6
Там же можно скачать номер журнала целиком.

Да пребудет с вами сила плазмонов!
А.А.Семенова, Э.Н.Никельшпарг, Е.А.Гудилин, Н.А.Браже
Ученые Московского университета приблизились к решению проблем современной медицинской диагностики с использованием единичных клеток и их органелл путем разработки новых неинвазивных оптических методов анализа.

Юрий Добровольский: «Через 50 лет вся энергия будет вырабатываться биоорганизмами»
Андрей Бабицкий, Юрий Добровольский
Главный редактор ПостНауки Андрей Бабицкий побеседовал с химиком Юрием Добровольским о науке о материалах, будущем энергетики и новых аккумуляторах

Константин Жижин, член-корреспондент РАН: «Бор безграничен»
Наталия Лескова
Беседа с К.Ю. Жижиным, заместителем директора Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова по научной работе, главным научным сотрудником лаборатории химии легких элементов и кластеров.

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.