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

 

Макаронные изделия
Макаронные изделия

4 февраля объявили лауреатов V Всероссийской премии «За верность науке»
4 февраля в здании Минобрнауки РФ состоялась торжественное награждение лауреатов V Всероссийской премии «За верность науке». 11 научно-просветительских проектов были отмечены престижной наградой.

Всероссийский съезд учителей и преподавателей химии
5 февраля в Московском университете в Шуваловском корпусе МГУ состоится Всероссийский съезд учителей и преподавателей химии, посвященный Международному году Периодической таблицы химических элементов, начало - 10 часов.

II Всероссийский химический диктант пройдет 18 мая 2019 года
В 2019 году периодическому закону Дмитрия Менделеева исполнится 150 лет! В честь великого открытия этот год объявлен Международным годом Периодической таблицы химических элементов. Одним из наиболее ярких событий, приуроченных к этому году, станет II Всероссийский химический диктант, который пройдет 18 мая и который в этом году выходит на международный уровень. Мероприятие было анонсировано в рамках церемонии открытия Международного года Периодической таблицы химических элементов 29 января 2019 года в Париже, в штаб-квартире ЮНЕСКО.

Самые необычные таблицы Менделеева на выставке Международного года Периодической таблицы химических элементов

6-8 февраля в Российской академии наук состоялось торжественное открытие Международного года периодической таблицы химических элементов в России и приуроченная к этому масштабная интерактивная выставка

Почувствовать живое...
Е.А.Гудилин, А.А.Семенова, Н.А.Браже
Неразрушающее исследование живых клеток и клеточных структур является в настоящее время важным направлением научных изысканий, которые во многих зарубежных и российских научных группах направлены на достижение вполне прагматической цели – разработку новых принципов биомедицинской диагностики и эффективных подходов в нарождающейся персональной медицине.

Российская газета: Перевернуть пирамиду. Президент РАН: как повысить наши шансы на Нобеля
Юрий Медведев
Почему Россия по числу Нобелей отстает от ведущих стран мира, уступая, например, даже маленькой Швейцарии? Замалчиваются ли достижения отечественных ученых? Почему без привлечения в науку российского бизнеса мы не сможем успешно конкурировать в борьбе за престижную научную премию? Об этом корреспондент "РГ" беседует с президентом РАН Александром Сергеевым, который побывал в Стокгольме на вручении Нобелевских премий и поделился своими впечатлениями.

Инновационные системы: достижения и проблемы
Олег Фиговский, Валерий Гумаров

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!

Опыт обучения в области нанотехнологического технопредпринимательства

В этом опросе мы просим поделиться опытом и Вашим отношением к нанотехнологическому технопредпринимательству и смежным областям. Заранее спасибо за Ваше неравнодушие!



 
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.