O poartă de 14 × 14 μm2 cu codificare cuantică necontrolată codificată cuantică

  • Subiecte
  • rezumat
  • Introducere
  • Rezultate
  • Caracterizare clasică a PDBS bazat pe HW
  • Caracterizarea cuantică a porții CNOT bazate pe HW
  • Discuţie
  • Metode
  • Poarta CNOT codificată prin polarizare
  • Setare experimentala
  • Informatie suplimentara
  • Fișiere PDF
  • Informatie suplimentara
  • Fișier de evaluare inter pares
  • Comentarii

Subiecte

  • Fizică aplicată
  • Informații cuantice
  • Optică cuantică

rezumat

Introducere

Poarta cuantică controlată cu NO (CNOT) este una dintre componentele de bază pentru sistemul de informații cuantice care inversează starea qubitului țintă condițional în starea qubitului de control.

necontrolată

Mai jos, raportăm implementarea unui PDBS hibrid care combină strategic ghidul de undă dielectric și plasmonic dedicat fiecăruia pentru manipularea modului polarizat TE (electric transversal) și TM (transvers magnetic), toate în aceeași componentă. Cu un design precis al sloturilor de ieșire, poarta CNOT codificată prin polarizare poate fi implementată folosind doar un PDBS cu reducerea semnificativă a dimensiunii amprentei generale a dispozitivului la 14 × 14 μm 2. Poarta demonstrează buna funcționalitate cuantică a CNOT cu înaltă fidelitate.

Rezultate

Caracterizare clasică a PDBS bazat pe HW

Poarta CNOT 6, 7, 8 codificată prin polarizare este prezentată schematic în Figura 1a. Partea centrală a porții este un PDBS (PDBS 0) care permite transmiterea 100% a luminii polarizate TE și transmiterea (reflectarea) ξ/3 (2 ξ/3) a luminii polarizate TM, unde ξ este coeficientul total al sistemului . PDBS-ul auxiliar (PDBSa), cu transmisii (T) care respectă T TE/T TM = 1: 2, sunt utilizate pentru a echilibra contribuțiile celor două polarizări. Am folosit un proiect de ghid de undă hibrid (HW), și anume un ghid de undă cu suprafață încărcată dielectric cu plasmon polarizare (SPP), care acceptă modurile TM (SPP) și TE (foton) 10. SPP s-a dovedit a fi un purtător valid de informații cuantice 11, 12. Recent, experimentele au verificat în continuare natura bosonică a SPP-urilor prin interferențe non-clasice pe cipul 13, 14, 15, 16, 17 .