Hamiltonian engineering for robust quantum state transfer and qubit readout in cavity QED
Notice bibliographique
Résumé
Quantum state transfer into a memory, state shuttling over long distances via a quantum bus, and high-fidelity readout are important tasks for quantum technology. Realizing these tasks is challenging in the presence of realistic couplings to an environment. Here, we introduce and assess protocols that can be used in cavity QED to perform high-fidelity quantum state transfer and fast quantum nondemolition qubit readout through Hamiltonian engineering. We show that high-fidelity state transfer between a cavity and a single qubit can be performed, even in the limit of strong dephasing due to inhomogeneous broadening. We generalize this result to state transfer between a cavity and a logical qubit encoded in a collective mode of a large ensemble of $N$ physical qubits. Under a decoupling sequence, we show that inhomogeneity in the ensemble couples two collective bright states to only two other collective modes, leaving the remaining $N-3$ single-excitation states dark. Moreover, we show that large signal-to-noise and high single-shot fidelity can be achieved in a cavity-based qubit readout, even in the weak-coupling limit. These ideas may be important for novel systems coupling single spins to a microwave cavity.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».