Podgotovka mnogochastichnykh sostoyaniy Grinberga–Khorna–Tsaylingera (GHZ) na ionakh 171Yb+ dlya primeneniya v standartakh chastoty

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Продемонстрирована подготовка состояний Гринберга-Хорна-Цайлингеоа (GHZ) на двух-восьми кубитах в цепочке из 10 ионов 171 Yb+ в линейной ловушке Пауля, для чего выполнялась последовательность однокубитных и двухкубитных операций на соответствующих ионах. Проведен анализ полученных состояний с оценкой их достоверности, которая составила 58.9 ± 0.6 % для GHZ-состояния на 8 кубитах. Также продемонстрировано ожидаемое увеличение чувствительности осцилляций четности в зависимости от фазы анализирующего лазерного импульса. Этот результат является важным шагом на пути к созданию многочастичных оптических часов на ионах иттербия с усреднением частоты согласно закономерности 1/N в отличие от более медленной 1/√N для ансамбля независимых частиц в случае, когда декогеренция обусловлена спонтанным распадом.

References

  1. N. Huntemann, B. Lipphardt, C. Tamm, V. Gerginov, S. Weyers, and E. Peik, Phys. Rev. Lett. 113(21), 210802 (2014).
  2. R. Godun, P. Nisbet-Jones, J. Jones, S. King, L. Johnson, H. Margolis, K. Szymaniec, S. Lea, K. Bongs, and P. Gill, Phys. Rev. Lett. 113(21), 210801 (2014).
  3. T. Pruttivarasin, M. Ramm, S. Porsev, I. Tupitsyn, M. Safronova, M. Hohensee, and H. H¨affner, Nature 517(7536), 592 (2015).
  4. V. Dzuba, V. Flambaum, M. Safronova, S. Porsev, T. Pruttivarasin, M. Hohensee, and H. H¨affner, Nature Phys. 12(5), 465 (2016).
  5. P. Delva, J. Lodewyck, S. Bilicki et al. (Collaboration), Phys. Rev. Lett. 118(22), 221102 (2017).
  6. T. E. Mehlst¨aubler, G. Grosche, C. Lisdat, P. O. Schmidt, and H. Denker, Rep. Prog. Phys. 81(6), 064401 (2018).
  7. C.-w. Chou, D. Hume, J. Koelemeij, D. J. Wineland, and T. Rosenband, Phys. Rev. Lett. 104(7), 070802 (2010).
  8. N. Huntemann, C. Sanner, B. Lipphardt, C. Tamm, and E. Peik, Phys. Rev. Lett. 116(6), 063001 (2016).
  9. S. M. Brewer, J.-S. Chen, A. M. Hankin, E. R. Clements, C.-w. Chou, D.J. Wineland, D. B. Hume, and D. R. Leibrandt, Phys. Rev. Lett. 123(3), 033201 (2019).
  10. W. M. Itano, J. C. Bergquist, J. J. Bollinger, J. Gilligan, D. Heinzen, F. Moore, M. Raizen, and D. J. Wineland, Phys. Rev. A 47(5), 3554 (1993).
  11. E. Peik, T. Schneider, and C. Tamm, Journal of Physics B: Atomic, Molecular and Optical Physics 39(1), 145 (2005).
  12. D. Meiser, J. Ye, D. Carlson, and M. Holland, Phys. Rev. Lett. 102(16), 163601 (2009).
  13. J. Millo, D. V. Magalhaes, C. Mandache, Y. Le Coq, E. M. English, P. G. Westergaard, J. Lodewyck, S. Bize, P. Lemonde, and G. Santarelli, Physical Review A – Atomic, Molecular, and Optical Physics 79(5), 053829 (2009).
  14. E. A. Burt, L. Yi, B. Tucker, R. Hamell, and R. L. Tjoelker, IEEE Trans. Ultrason. Ferroelectr. Freq. Control 63(7), 1013 (2016).
  15. N. Herschbach, K. Pyka, J. Keller, and T. E. Mehlst¨aubler, Applied Physics B 107, 891 (2012).
  16. J. Keller, T. Burgermeister, D. Kalincev, A. Didier, A. Kulosa, T. Nordmann, J. Kiethe, and T. Mehlst¨aubler, Phys. Rev. A 99(1), 013405 (2019).
  17. H. Hausser, J. Keller, T. Nordmann et al. (Collaboration), Phys. Rev. Lett. 134(2), 023201 (2025).
  18. J. J. Bollinger, W. M. Itano, D. J. Wineland, and D. J. Heinzen, Phys. Rev. A 54(6), R4649 (1996).
  19. V. Giovannetti, S. Lloyd, and L. Maccone, Science 306(5700), 1330 (2004).
  20. P. Kok, S. L. Braunstein, and J. P. Dowling, Journal of Optics B: Quantum and Semiclassical Optics 6(8), S811 (2004).
  21. D. Leibfried, M. D. Barrett, T. Schaetz, J. Britton, J. Chiaverini, W. M. Itano, J. D. Jost, C. Langer, and D. J. Wineland, Science 304(5676), 1476 (2004).
  22. S. F. Huelga, C. Macchiavello, T. Pellizzari, A. K. Ekert, M. B. Plenio, and J. I. Cirac, Phys. Rev. Lett. 79(20), 3865 (1997).
  23. T. Kielinski, P. O. Schmidt, and K. Hammerer, Sci. Adv. 10(43), eadr1439 (2024).
  24. D. Matei, T. Legero, S. Hafner, C. Grebing, R. Weyrich, W. Zhang, L. Sonderhouse, J. Robinson, J. Ye, F. Riehle, and U. Sterr, Phys. Rev. Lett. 118(26), 263202 (2017).
  25. P. Wang, C.-Y. Luan, M. Qiao, M. Um, J. Zhang, Y. Wang, X. Yuan, M. Gu, J. Zhang, and K. Kim, Nat. Commun. 12(1), 233 (2021).
  26. C. D. Bruzewicz, J. Chiaverini, R. McConnell, and J. M. Sage, Appl. Phys. Rev. 6(2), 21314 (2019).
  27. System model h2 | quantinuum quantum computers, https://www.quantinuum.com/productssolutions/ quantinuum-systems/system-model-h2.
  28. I. Zalivako, I. Semerikov, A. Borisenko, V. Smirnov, P. Vishnyakov, M. Aksenov, P. Sidorov, N. Kolachevsky, and K. Khabarova, Journal of Russian Laser Research 40, 375 (2019).
  29. I. V. Zalivako, A. S. Nikolaeva, A. S. Borisenko, A. E. Korolkov, P. L. Sidorov, K. P. Galstyan, N. V. Semenin, V. N. Smirnov, M. A. Aksenov, K. M. Makushin, E. O. Kiktenko, A. K. Fedorov, I. A. Semerikov, K. Y. Khabarova, and N. N. Kolachevsky, arXiv preprint arXiv:2402.03121 (2024).
  30. K. Johnson, J. Wong-Campos, A. Restelli, K. Landsman, B. Neyenhuis, J. Mizrahi, and C. Monroe, Rev. Sci. Instrum. 87(5), 053110 (2016).
  31. I. V. Zalivako, I. A. Semerikov, A. S. Borisenko, M. D. Aksenov, P. A. Vishnyakov, P. L. Sidorov, N. V. Semenin, A. A. Golovizin, K. Y. Khabarova, and N. N. Kolachevsky, Quantum Electron. 50(9), 850 (2020).
  32. K. Galstyan, I. Zalivako, D. Kryuchkov, and N. Kolachevsky, Radiophys. Quantum Electron. 67, 13 (2024).
  33. N. V. Semenin, A. S. Borisenko, I. V. Zalivako, I. A. Semerikov, M. D. Aksenov, K. Y. Khabarova, and N. N. Kolachevsky, JETP Lett. 116(2), 77 (2022).
  34. C. Monroe, D. M. Meekhof, B. E. King, S. R. Jefferts, W. M. Itano, D. J. Wineland, and P. Gould, Phys. Rev. Lett. 75(22), 4011 (1995); ISBN: 0031-9007.
  35. R. W. P. Drever, J. L. Hall, F. V. Kowalski, J. Hough, G. M. Ford, A. J. Munley, and H. Ward, Applied Physics B 31(2), 97 (1983).
  36. N. V. Semenin, A. S. Borisenko, I. V. Zalivako, I. A. Semerikov, K. Y. Khabarova, and N. N. Kolachevsky, JETP Lett. 114, 486 (2021).
  37. E. Knill, D. Leibfried, R. Reichle, J. Britton, R. B. Blakestad, J. D. Jost, C. Langer, R. Ozeri, S. Seidelin, and D. J. Wineland, Physical Review A – Atomic, Molecular, and Optical Physics 77(1), 012307 (2008).
  38. D. C. McKay, C. J. Wood, S. Sheldon, J. M. Chow, and J. M. Gambetta, Phys. Rev. A 96(2), 022330 (2017).
  39. A. Sørensen and K. Mølmer, Phys. Rev. Lett. 82(9), 1971 (1999).
  40. K. Mølmer and A. Sørensen, Phys. Rev. Lett. 82(9), 1835 (1999).
  41. A. Sørensen and K. Mølmer, Phys. Rev. A 62(2), 022311 (2000).
  42. T. Monz, P. Schindler, J. T. Barreiro, M. Chwalla, D. Nigg, W. A. Coish, M. Harlander, W. H¨aansel, M. Hennrich, and R. Blatt, Phys. Rev. Lett. 106(13), 130506 (2011).
  43. D. Leibfried, E. Knill, S. Seidelin, J. Britton, R. B. Blakestad, J. Chiaverini, D. B. Hume, W. M. Itano, J. D. Jost, C. Langer, R. Ozeri, R. Reichle, and D. J. Wineland, Nature 438(7068), 639 (2005).
  44. R. Blu¨mel, N. Grzesiak, N. Pisenti, K. Wright, and Y. Nam, npj Quantum Inf. 7(1), 147 (2021).
  45. C. R. Clark, H. N. Tinkey, B. C. Sawyer, A. M. Meier, K. A. Burkhardt, C. M. Seck, C. M. Shappert, N. D. Guise, C. E. Volin, S. D. Fallek, H. T. Hayden, W. G. Rellergert, and K. R. Brown, Phys. Rev. Lett. 127(13), 130505 (2021).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Российская академия наук

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».