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

 

Двойняшки
Двойняшки

Интервью с участниками, авторами задач и организаторами XIII Олимпиады
Предлагаем ознакомиться с подборкой видеороликов - миниинтервью, взятых в течение очного тура XIII Всероссийской Интернет-олимпиады по нанотехнологиям "Нанотехнологии - прорыв в будущее!" (25 - 30 марта 2019 года).

Неделя Олега Лосева
Портал RSCI.RU и инициаторы проведения "Недель Олега Лосева" приглашают все вузы и факультеты физико-технологического и радиоэлектронного профиля к участию в первой Неделе Олега Лосева в Рунете, посвященной Олегу Владимировичу Лосеву - признанному пионеру полупроводниковой электроники и оптоэлектроники.

Магистратура Московского университета по химической технологии
Химический факультет МГУ имени М.В.Ломоносова объявляет о приеме в магистратуру "Химическая технология" для подготовки специалистов в области полимерных композиционных материалов, углеродных материалов, защитных покрытий.

Интервью с Константином Козловым - абсолютным победителем XIII Наноолимпиады
Семенова Анна Александровна
Школьник 11 класса Константин Козлов (г. Москва) стал абсолютным победителем Олимпиады "Нанотехнологии - прорыв в будущее!" 2018/2019 по комплексу предметов "физика, химия, математика, биология". О своих впечатлениях, увлечениях и немного о планах на будущее Константин поделился с нами в интервью.

Микроэлементарно, Ватсон: как микроэлементы действуют на организм
Алексей Тиньков
Как на нас воздействуют кадмий, ртуть, цинк, медь и другие элементы таблицы Менделеева рассказал сотрудник кафедры медицинской элементологии РУДН Алексей Тиньков в интервью Indicator.Ru

Зимняя научная конференция студентов 4 курса ФНМ МГУ 22-23 января 2019 г.
Сафронова Т.В.
Настоящий сборник содержит тезисы докладов зимней научной студенческой конференции студентов 4-го курса ФНМ

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.