Vi föreslår ett system i ett steg för att generera GHZ-tillstånd för supraledande flöden eller laddningsqubits i en krets QED-inställning. GHZ-tillståndet kan produceras inom koherenstiden för multi-qubit-systemet. Vårt schema är oberoende av det initiala tillståndet hos överföringsledningens resonator och fungerar i närvaro av högre harmoniska lägen. Vår analys visar också att systemet är robust mot olika driftfel och miljöbuller. Intrång är den viktigaste resursen för kvantinformationsbehandling. Därför är frågan om hur man förbereder maximalt insnärjda stater, dvs. GHZ-staten, eller Bell-staten i tvåkvadratfallet, i olika system fortfarande en viktig fråga. Superledande Josephson korsning qubits är en av de lovande solid-state kandidater för ett fysiskt förverkligande av byggstenarna i en kvantinformationsprocessor, se t.ex. 1,2,3,4. De genomgår en snabb utveckling experimentellt, i synnerhet i krets QED-konfigurationer. Två-qubit Bell tillstånd har visats experimentellt 5,6,7. Det finns också några teoretiska förslag på hur man kan generera maximalt insnärjda stater för två eller tre qubits 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16. Men hur man skalar upp till multi-qubit GHZ state generation är fortfarande en öppen fråga. Vissa allmänna system som bygger på fullt anslutna qubit-nätverk föreslås, men ingen specifik kretsdesign tillhandahålls 17. Senast, förberedelse av multi-qubit GHZ stater föreslogs baserat på mätning 18, 19. Denna typ av stat förberedelse är probabilistisk och sannolikheten för att uppnå en GHZ-tillstånd minskar exponentiellt med antalet qubits. I detta dokument föreslår vi ett system för att förbereda GHZ-stater baserat på den icke-perturbativa dynamiska utvecklingen av qubitresonatorsystemet. Beredningstiden är kort och förberedelsen är robust för miljödekoherens och driftfel. GHZ state preparationsschemat som beskrivs nedan är baserat på en krets QED setup där supraledande qubits är starkt kopplade till en 1D supraledande transmissionsresonator (TRR). Figur 1 är en antinod av det magnetiska fältet där det elektriska fältet är noll, kvadrerna är endast kopplade till den magnetiska komponenten, som inducerar ett magnetiskt flöde 0 ′ genom den supraledande slinga som ges av med Här, M (i) är den ömsesidiga induktansen mellan resonatorn och den i-th qubit,  ska = π/(LC) 1/2 är frekvensen av det grundläggande resonatorläget, 0 = h/2e är den magnetiska flödeskvanten och L (C) är den totala självinduktansen (kapaciteten) för stripline. Här har vi antagit att qubit array att endast kopplas med ett enda läge av resonatorn, och en (a † ) är förintelse (skapande) operatör av detta grundläggande läge. Stripline resonator kan användas för att koppla både laddningsqubits och flöde qubits som beskrivs nedan.
Utöver trefaldig insnärjning har en krets QED-inställning föreslagits för snabb förberedelse av en N-qubit GHZ-tillstånd i supraledande flöde eller laddning qubits REF.
One-step multi-qubit GHZ state generation in a circuit QED system
{'venue': 'Phys. Rev. B 81, 104524 (2010)', 'journal': None, 'mag_field_of_study': ['Physics']}