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使用悬垂态的极性分子实现量子逻辑门。

Implementation of quantum logic gates using polar molecules in pendular states.

机构信息

Department of Chemistry, Physics and Birck Nanotechnology Center, Purdue University, West Lafayette, Indiana 47907, USA.

出版信息

J Chem Phys. 2013 Jan 14;138(2):024104. doi: 10.1063/1.4774058.

DOI:10.1063/1.4774058
PMID:23320665
Abstract

We present a systematic approach to implementation of basic quantum logic gates operating on polar molecules in pendular states as qubits for a quantum computer. A static electric field prevents quenching of the dipole moments by rotation, thereby creating the pendular states; also, the field gradient enables distinguishing among qubit sites. Multi-target optimal control theory is used as a means of optimizing the initial-to-target transition probability via a laser field. We give detailed calculations for the SrO molecule, a favorite candidate for proposed quantum computers. Our simulation results indicate that NOT, Hadamard and CNOT gates can be realized with high fidelity, as high as 0.985, for such pendular qubit states.

摘要

我们提出了一种系统的方法,用于实现基本的量子逻辑门操作,这些操作以悬摆状态下的极性分子作为量子计算机的量子位。静电场通过旋转防止偶极矩猝灭,从而产生悬摆状态;此外,场梯度可以区分量子位位置。多目标最优控制理论被用作通过激光场优化初始到目标跃迁概率的手段。我们对 SrO 分子进行了详细计算,SrO 分子是提出的量子计算机的首选候选者。我们的模拟结果表明,对于这种悬摆量子位状态,可以实现具有高保真度的 NOT、Hadamard 和 CNOT 门,高达 0.985。

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