Scalable quantum information processing with atomic ensembles and flying photons
Scalable quantum information processing with atomic ensembles and flying photons
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利用原子系综和飞行光子进行可扩展的量子信息处理
DOI：
10.1103/physreva.80.042319
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发表时间：
2009-10
影响因子：
2.9
通讯作者：
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
提出了一种基于原子系综和飞行光子的可扩展量子信息处理方案。利用Rydberg封锁，我们在集体原子状态下编码量子比特，与单原子情况相比，由于相互作用的增强，可以更快更容易地操纵量子比特。我们证明了我们提出的门控可以应用于基于测量的量子计算的二维簇态的生成。此外，原子系综还可以作为量子中继器，用于远距离量子态转移。我们证明了该方案可以在坏腔或弱耦合状态下工作，从而大大放宽了实验要求。集成量子比特上的高效相干操作使我们的方案能够在使用原子集成的量子计算和量子通信之间切换。
We present a scheme for scalable quantum information processing with atomic ensembles and flying photons. Using the Rydberg blockade, we encode the qubits in the collective atomic states, which could be manipulated fast and easily due to the enhanced interaction in comparison to the single-atom case. We demonstrate that our proposed gating could be applied to generation of two-dimensional cluster states for measurement-based quantum computation. Moreover, the atomic ensembles also function as quantum repeaters useful for long-distance quantum state transfer. We show the possibility of our scheme to work in bad cavity or in weak coupling regime, which could much relax the experimental requirement. The efficient coherent operations on the ensemble qubits enable our scheme to be switchable between quantum computation and quantum communication using atomic ensembles.
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