Challenges
Datasets
Workspaces
Papers
Discussions
Leaderboard
Log inSign up
Challenges
Datasets
Workspaces
Papers
Discussions
Leaderboard
Blog
Job Board
Q3AS

© 2026 Aqora Quantum S.A.S.

TermsPrivacyLegal Notice

Physics of the Solid State

Селективные измерения состояний сверхпроводникового кубита нелинейным джозефсоновским осциллятором

В.П. Гергель, M. V. Denisenko, Alexey Liniov, Сатанин Аркадий Михайлович

Published Jan 1, 2016• 0 citations
Publisher

Abstract

Изучается процесс селективных измерений состояний единичной квантовой системы --- джозефсоновского кубита --- нелинейным осциллятором, работающим в мезоскопическом режиме, когда число квантов в процессе измерения варьируется от нескольких десятков до нескольких сотен. Квантовым методом Монте-Карло промоделированы диссипативная динамика системы кубит-осциллятор и процесс измерений состояний кубита по изменению числа квантов осциллятора. Показано, что для pi-импульсов записи состояний кубита возможно дискриминирование состояний в единичных реализациях (аналог "однократных" измерений), а для приготовленного суперпозиционного состояния --- проведение статистических проективных измерений. Работа поддержана проектами РФФИ N 16-57-51045 НИФ а и 16-07-01012 а и стипендией Президента РФ для молодых ученых и аспирантов, осуществляющих перспективные научные исследования и разработки по приоритетным направлениям модернизации российской экономики в 2016-2018 г.

DOI
10.21883/ftt.2016.11.43721.6k

Related papers

Непрерывные измерения в вероятностном представлении квантовой механики

Y.V. Przhiyalkovskiy

Исследуются непрерывные квантовые измерения в вероятностном представлении квантовой механики. Показано, что для каждого конкретного результата измерения квантовой системы можно ввести парциальный классический пропагатор симплектической томограммы, для чего используется представление непрерывного измерения через ограниченный интеграл по путям. В случае неселективного измерения классический пропагатор системы получается путем суммирования парциальных пропагаторов по множеству результатов измерений. Представленный подход проиллюстрирован на примерах неселективного измерения координаты квантового осциллятора и квантовой частицы.

Труды Математического института им Стеклова•Jun 1, 2021•1 citation

Перепутывание двух кубитов, взаимодействующих с одномодовым квантовым полем

Евгений Константинович Башкиров, Evgenii Konstantinovich Bashkirov, Михаил Сергеевич Мастюгин +1 more

В настоящей работе исследована динамика системы двух двухуровневых естественных или искусственных атомов, один из которых находится в идеальном резонаторе и взаимодействует с модой одномодового теплового поля, а второй свободно перемещается вне резонатора. Для описания динамики системы нами найдены собственные значения и собственные функции гамильтониана модели. С их помощью получено точное выражение для матрицы плотности в случае чистого начального состояния атомов и теплового состояния поля. Найдена редуцированная атомная матрица плотности. Проведено транспонирование атомной матрицы плотности по переменным одного кубита. С ее помощью рассчитан параметр Переса-Хородецких. Проведено численное моделирование параметра атомного перепутывания для различных начальных чистых состояний атомов и среднего числа фотонов в тепловой моде. Найдено, что тепловое поле может индуцировать высокую степень перепутывания кубитов в рассматриваемой модели. При этом имеется возможность управления и контроля за степенью перепутывания за счет изменения интенсивности диполь-дипольного взаимодействия кубитов и температуры резонатора. Показано, что максимальная степень перепутывания кубитов достигается для состояния, в котором возбужден только один из атомов.

Вестник Самарского государственного технического университета Серия Физико-математические науки•Jan 1, 2015•1 citation

Измерение параметров сверхпроводникового потокового кубита в квазидисперсионном режиме

И.Л. Новиков, Б.И. Иванов, A. N. Sultanov +2 more

Cообщается о результатах исследования сверхпроводникового потокового квантового бита (кубита) в квазидисперсионном режиме, когда частота пробного сигнала меньше, но тем не менее близка к частоте возбуждения кубита. В этом режиме, в отличие от известных экспериментов, взаимодействие кубита с волноводом приводит не только к смещению резонансной частоты, что характерно для дисперсионного режима, но также к заметному уширению резонансной линии, обусловленному спонтанным излучением кубита. Это позволяет на основе анализа амплитудно-частотной характеристики сигнала прохождения определить при одночастотном возбуждении характерные параметры кубита, индуктивно связанного с копланарным резонатором. Работа выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда в рамках проекта N 16-19-10069.

Physics of the Solid State•Jan 1, 2016•0 citations

Параметрическое преобразование частоты в сверхпроводящей волноводной линии с встроенным джозефсоновским осциллятором

M. V. Denisenko, В.О. Муняев, Сатанин Аркадий Михайлович

Обсуждается эффект параметрического деления частоты в копланарной линии с встроенным одноконтактным высокочастотным сквидом --- джозефсоновским осциллятором. Предполагается, что возбуждение осциллятора осуществляется импульсами накачки, несущая частота которых может быть кратна плазменной частоте осциллятора. Показано, что джозефсоновский осциллятор, возбуждаемый на частоте накачки, может осуществить деление частоты, излучая субгармоники, кратные основной (дробные резонансы). Определены параметры, при которых реализуется параметрическое преобразование частоты. Обсуждается возможное обобщение рассмотренного эффекта на квантовый случай, когда возможна генерация скоррелированных микроволновых фотонов (перепутанных состояний фотонов). Работа поддержана проектами РФФИ N 16-57-51045 НИФ а и 16-07-01012 а и стипендией Президента РФ для молодых ученых и аспирантов, осуществляющих перспективные научные исследования и разработки по приоритетным направлениям модернизации российской экономики в 2016-2018 г.

Physics of the Solid State•Jan 1, 2016•0 citations

Динамика теплового перепутывания в нерезонансной трехкубитной модели Тависа-Каммингса с керровской нелинейностью

Alexander R. Bagrov, Eugene K. Bashkirov

Рассматривается динамика трех идентичных кубитов, нерезонансно взаимодействующих с тепловым полем идеального резонатора со средой Керра. Найдены решения квантового временного уравнения Лиувилля для полной матрицы плотности системы из трех кубитов и поля резонатора для начальных сепарабельных, бисепарабельных и истинных перепутанных состояний кубитов и теплового начального состояния поля резонатора. Путем усреднения полной матрицы плотности по переменным поля резонатора и по переменным одного из кубитов найдена редуцированная матрица плотности пары оставшихся кубитов. Проведены вычисления для всех возможных пар кубитов. Двухкубитные матрицы плотности использованы для вычисления параметра перепутывания кубитов - отрицательности пар кубитов. Проведено численное моделирование временной зависимости отрицательности для различных начальных состояний кубитов и параметров модели. Результаты численного моделирования отрицательности пар кубитов показали, что наличие расстройки и керровской нелинейности в случае начального сепарабельного состояния пары кубитов может приводить к существенному увеличению степени их перепутывания. В случае начального перепутанного состояния пары кубитов расстройка и керровская среда могут значительно уменьшить амплитуды осцилляций Раби отрицательности и, соответственно, приводить к существенной стабилизации начального перепутывания кубитов. Показано также, что наличие расстройки и керровской нелинейности может приводить к исчезновению эффекта мгновенной смерти перепутывания кубитов.

Вестник Самарского государственного технического университета Серия Физико-математические науки•Jan 1, 2024•0 citations

Использование твердотельных фотоприемников в режиме счета фотонов для квантовой криптографии

Иван Романович Гулаков, А. О. Зеневич, В. Л. Козлов

В настоящее время для защиты информации, передаваемой по волоконно-оптическим линиям связи (ВОЛС), используют методы квантовой криптографии. Заключающей в том, если передача информации в ВОЛС осуществляется слабыми оптическими импульсами, содержащими десятки или сотни фотонов то любая попытка перехвата информации, будет обнаружена. Это связано с тем, что согласно квантовомеханической теории нельзя произвести измерения в системе, не изменив ее состояния. Тогда любая попытка перехвата информации приведет к появлению помех и обнаружению перехвата.

•Jan 1, 2003•0 citations
Изучается процесс селективных измерений состояний единичной квантовой системы --- джозефсоновского кубита --- нелинейным осциллятором, работающим в мезоскопическом режиме, когда число квантов в процессе измерения варьируется от нескольких десятков до нескольких сотен. Квантовым методом Монте-Карло промоделированы диссипативная динамика системы кубит-осциллятор и процесс измерений состояний кубита по изменению числа квантов осциллятора. Показано, что для pi-импульсов записи состояний кубита возможно дискриминирование состояний в единичных реализациях (аналог "однократных" измерений), а для приготовленного суперпозиционного состояния --- проведение статистических проективных измерений. Работа поддержана проектами РФФИ N 16-57-51045 НИФ а и 16-07-01012 а и стипендией Президента РФ для молодых ученых и аспирантов, осуществляющих перспективные научные исследования и разработки по приоритетным направлениям модернизации российской экономики в 2016-2018 г.
Исследуются непрерывные квантовые измерения в вероятностном представлении квантовой механики. Показано, что для каждого конкретного результата измерения квантовой системы можно ввести парциальный классический пропагатор симплектической томограммы, для чего используется представление непрерывного измерения через ограниченный интеграл по путям. В случае неселективного измерения классический пропагатор системы получается путем суммирования парциальных пропагаторов по множеству результатов измерений. Представленный подход проиллюстрирован на примерах неселективного измерения координаты квантового осциллятора и квантовой частицы.
В настоящей работе исследована динамика системы двух двухуровневых естественных или искусственных атомов, один из которых находится в идеальном резонаторе и взаимодействует с модой одномодового теплового поля, а второй свободно перемещается вне резонатора. Для описания динамики системы нами найдены собственные значения и собственные функции гамильтониана модели. С их помощью получено точное выражение для матрицы плотности в случае чистого начального состояния атомов и теплового состояния поля. Найдена редуцированная атомная матрица плотности. Проведено транспонирование атомной матрицы плотности по переменным одного кубита. С ее помощью рассчитан параметр Переса-Хородецких. Проведено численное моделирование параметра атомного перепутывания для различных начальных чистых состояний атомов и среднего числа фотонов в тепловой моде. Найдено, что тепловое поле может индуцировать высокую степень перепутывания кубитов в рассматриваемой модели. При этом имеется возможность управления и контроля за степенью перепутывания за счет изменения интенсивности диполь-дипольного взаимодействия кубитов и температуры резонатора. Показано, что максимальная степень перепутывания кубитов достигается для состояния, в котором возбужден только один из атомов.
Cообщается о результатах исследования сверхпроводникового потокового квантового бита (кубита) в квазидисперсионном режиме, когда частота пробного сигнала меньше, но тем не менее близка к частоте возбуждения кубита. В этом режиме, в отличие от известных экспериментов, взаимодействие кубита с волноводом приводит не только к смещению резонансной частоты, что характерно для дисперсионного режима, но также к заметному уширению резонансной линии, обусловленному спонтанным излучением кубита. Это позволяет на основе анализа амплитудно-частотной характеристики сигнала прохождения определить при одночастотном возбуждении характерные параметры кубита, индуктивно связанного с копланарным резонатором. Работа выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда в рамках проекта N 16-19-10069.
Обсуждается эффект параметрического деления частоты в копланарной линии с встроенным одноконтактным высокочастотным сквидом --- джозефсоновским осциллятором. Предполагается, что возбуждение осциллятора осуществляется импульсами накачки, несущая частота которых может быть кратна плазменной частоте осциллятора. Показано, что джозефсоновский осциллятор, возбуждаемый на частоте накачки, может осуществить деление частоты, излучая субгармоники, кратные основной (дробные резонансы). Определены параметры, при которых реализуется параметрическое преобразование частоты. Обсуждается возможное обобщение рассмотренного эффекта на квантовый случай, когда возможна генерация скоррелированных микроволновых фотонов (перепутанных состояний фотонов). Работа поддержана проектами РФФИ N 16-57-51045 НИФ а и 16-07-01012 а и стипендией Президента РФ для молодых ученых и аспирантов, осуществляющих перспективные научные исследования и разработки по приоритетным направлениям модернизации российской экономики в 2016-2018 г.
Рассматривается динамика трех идентичных кубитов, нерезонансно взаимодействующих с тепловым полем идеального резонатора со средой Керра. Найдены решения квантового временного уравнения Лиувилля для полной матрицы плотности системы из трех кубитов и поля резонатора для начальных сепарабельных, бисепарабельных и истинных перепутанных состояний кубитов и теплового начального состояния поля резонатора. Путем усреднения полной матрицы плотности по переменным поля резонатора и по переменным одного из кубитов найдена редуцированная матрица плотности пары оставшихся кубитов. Проведены вычисления для всех возможных пар кубитов. Двухкубитные матрицы плотности использованы для вычисления параметра перепутывания кубитов - отрицательности пар кубитов. Проведено численное моделирование временной зависимости отрицательности для различных начальных состояний кубитов и параметров модели. Результаты численного моделирования отрицательности пар кубитов показали, что наличие расстройки и керровской нелинейности в случае начального сепарабельного состояния пары кубитов может приводить к существенному увеличению степени их перепутывания. В случае начального перепутанного состояния пары кубитов расстройка и керровская среда могут значительно уменьшить амплитуды осцилляций Раби отрицательности и, соответственно, приводить к существенной стабилизации начального перепутывания кубитов. Показано также, что наличие расстройки и керровской нелинейности может приводить к исчезновению эффекта мгновенной смерти перепутывания кубитов.
В настоящее время для защиты информации, передаваемой по волоконно-оптическим линиям связи (ВОЛС), используют методы квантовой криптографии. Заключающей в том, если передача информации в ВОЛС осуществляется слабыми оптическими импульсами, содержащими десятки или сотни фотонов то любая попытка перехвата информации, будет обнаружена. Это связано с тем, что согласно квантовомеханической теории нельзя произвести измерения в системе, не изменив ее состояния. Тогда любая попытка перехвата информации приведет к появлению помех и обнаружению перехвата.