Frankfurt 2006 – wissenschaftliches Programm

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Q: Quantenoptik und Photonik

Q 77: Poster Quantencomputer

Q 77.5: Poster

Donnerstag, 16. März 2006, 16:30–18:30, Labsaal

Quantenprozesstomografie als Werkzeug zur Diagnose eines Ionenfallen-Quantencomputers — •Mark Riebe¹, C. Roos^1,2, M. Chwalla¹, D. Chek-al-kar¹, K. Kim¹, H. Häffner^1,2, W. Hänsel¹, P. Schmidt¹ und R. Blatt^1,2 — ¹Institut für Experimentalphysik, Universität Innsbruck, Technikerstraße 25, A-6020 Innsbruck — ²Institut für Quantenoptik und Quanteninformation der Österreichischen Akademie der Wissenschaften, Technikerstraße 21a, A-6020 Innsbruck

Quantenprozesstomografie erlaubt die vollständige Charakterisierung der an einem Quantensystem durchgeführten Operationen. In unseren Experimenten werden in einer Ionenfalle gespeicherte Ketten von ⁴⁰Ca⁺-Ionen verwendet, um Quanteninformation zu speichern und zu verarbeiten. In diesem System wurden bereits die für einen Quantencomputer grundlegenden Operationen, wie Einzelqubit-Rotationen und Quantengatter zwischen zwei Ionenqubits, demonstriert und zur Realisierung einiger einfacher Quantenalgorithmen verwendet. Ein zentraler Baustein ist dabei die CNOT-Gatteroperation [1]. Dieser Baustein wurde mittels Prozesstomografie vollständig charakterisiert. Dadurch wurde es möglich die Wirkungsweise des Gatters in Hinblick auf dessen Fähigkeit zur Verschränkung von Qubits zu untersuchen. Ferner wurde untersucht inwieweit der Zustand des Qubitregisters nach Anwendung des Quantengatters aufgrund von experimentellen Imperfektionen gemischt ist.

[1] F. Schmidt-Kaler, H. Häffner, M. Riebe, S. Gulde, G. P. T. Lancaster, T. Deuschle, C. Becher, C. F. Roos, J. Eschner and R. Blatt, Nature 422, 408 (2003): Realization of the Cirac-Zoller controlled-NOT quantum gate