Adiabatikus kontroll a kvantumoptikában és a kvantuminformatikában
Title in English
Adiabatic control in quantum optics and in quantum informatics
Panel
Physics 1
Department or equivalent
Quantum Optics and Quantum Information Dept. (Research Institute for Solid State Physics and Optics Hung. Acad. Sci.)
Participants
Ádám, Péter Kárpáti, Attila Kiss, Tamás Koniorczyk, Mátyás
Starting date
2003-01-01
Closing date
2006-12-31
Funding (in million HUF)
5.668
FTE (full time equivalent)
0.00
state
closed project
Final report
Results in Hungarian
Kiterjesztettük a STIRAP eljárást impulzusmomentum-állapotokból álló
sokszintes degenerált kvantumrendszerekre, továbbá eljárást dolgoztunk
ki állapotuk rekonstruálására. Alapvető kvantumkapu műveleteket
implementáltunk a STIRAP módszer felhasználásával félvezető
nanostruktúrákban.
Disszipatív rendszerekben alkalmazható robusztus eljárást mutattunk be
tetszőleges kevert állapot előállítására, mely kvantumbitek
preparálására is használható. A kvantumtrajektória megközelítést
felhasználva hatékony módszereket dolgoztunk ki az időfejlesztő
operátor valamint kétidős korrelációs függvények meghatározására.
Módszert javasoltunk fény nemlineáris frekvenciakonverziójára
fáziskoherens közegekben. Bebizonyítottuk, hogy a fáziskoherens
közegben modellezett hullámkatasztrófákra jellemző logaritmikus
fázisszingularitásnál a fáziskitevő valós része egész vagy félegész
szám. Megmutattuk, hogy Bose-Einstein kondenzátumban
kvázi-egydimenziós áramlásnál az analóg Hawking-sugárzás hőmérséklete
csak a csapdázó potenciáltól függhet.
Összefonódott állapot létrehozására alkalmas algoritmust
fejlesztettünk ki a STIRAP módszer alkalmazásával. Eljárást dolgoztunk
ki összefonódott kvantumállapotok preparálására
spin-láncokban. Numerikus optimalizációt végeztünk a végesen korrelált
állapotok körében a végtelen, transzlációinvariáns spin-láncban a
legközelebbi szomszéd összefonódottság maximumának meghatározására.
Results in English
We have extended the STIRAP (Stimulated Raman Adiabatic Passage) method to
degenerate systems consisting of angular momentum states. Moreover, we have
developed a reconstruction scheme to retrieve their quantum state. We have
applied our quantum state control schemes to nanostructures for implementing
basic quantum logic gates.
We have developed a robust method to prepare pure and mixed states in
dissipative systems. We have developed efficient methods using the quantum
trajectory approach for numerically determining two-time correlation functions
and the time-evolution operator in open quantum systems.
We have developed a method for efficient nonlinear frequency conversion in
phase coherent media. We have proved that by logarithmic phase singularities,
modeled in phase coherent media, at wave catastrophes the wave amplitude
grows with a half-integer power. In a quasi one dimensional flow of
Bose-Einstein condensed atoms the Hawking temperature is entirely determined
by the curvature of the trapping potential.
We have developed a method based on the STIRAP scheme for creating entangled
states in compound systems. We have proposed a scheme to create entangled
states in spin-chains. We have performed a numerical optimization to
determine the maximum nearest neighbor entanglement in a translationally
invariant infinite qubit chain based on finitely correlated states.
Kiss T; Leonhardt U: Towards the classification of wave catastrophes, J. Opt A: Pure and Applied Optics 6: S246-S247, 2004
Barthel C;Kis Z; Schneider U; Bergmann K: Tomographic reconstruction of the quantum state in degenerate atomic systems, Phys. Rev. A submitted, 2007
Sangouard N; Paspalakis E; Kis Z; Janszky J; Fleischhauer M: High fidelity logic gates for SQUID-qubits coupled to LC esonators, Phys. Rev. A submitted, 2007
Kiss T; Jex I; Alber G; Vymetal S: Complex chaos in the conditional dynamics of qubits, Phys. Rev. A 74: 040301R, 2006
Kis Z; Paspalakis E: Enhancing nonlinear frequency conversion using spatially dependent coherence, Phys. Rev. A 68: 043817/1-9, 2003
Paspalakis E; Kis Z: Novel Nonlinear Optical Response of Phase Coherent Media, Recent Res. Devel. Optics 3: 419-439, 2003
Vitanov NV; Kis Z; Shore BW: Coherent excitation of a degenerate two-level system by an elliptically polarized laser pulse, Phys. Rev. A 68: 063414/1-16, 2003
Kis Z; Paspalakis E: Arbitrary rotation and entanglement of flux SQUID qubits, Phys. Rev. B 69: 024510/1-6, 2004
Kis Z; Paspalakis E; Renzoni F; Stenholm S: Controlling material by light and light by material via adiabatic processes, Acta Phys. Hun. B 20: 161-164, 2004
Giovanazzi S; Farrell C; Kiss T; Leonhardt U: Conditions for one-dimensional supersonic flow of quantum gases, Phys. Rev. A 70: 063602, 2004
Karpati A; Adam P; Janszky J: A method for calculating two-time correlation functions in the quantum trajectory approach, J. Opt. B 6: S79-S83, 2004
Gabris A; Adam P; Koniorczyk M; Janszky J: Distinguishing Schroedinger cats in a lossy environment, J. Opt. B 6: S84-S89, 2004
Paspalakis E; Kis Z ; Voutsinas E; Terzis AF: Controlled rotation in a double quantum dot structure, Phys. Rev. B 69: 155316/1-5, 2004
Kis Z; Paspalakis E: Controlled creation of entangled states of excitons in coupled quantum dots, J. Appl. Phys. 96: 3435-3439, 2004
Kis Z; Karpati A; Shore BW; Vitanov NV: Stimulated Raman adiabatic passage (STIRAP) among degenerate-level manifolds, Phys. Rev. A 70: 053405/1-20, 2004
Karpati A; Kis Z; Adam P: Engineering mixed states in a degenerate four-state system, Phys. Rev. Lett. 93: 193003/1-4, 2004
Thanopulos I; Paspalakis E; Kis Z: Laser-driven coherent manipulation of molecular chirality, Chem. Phys. Lett. 390: 228-235, 2004
Asboth JK; Adam P; Koniorczyk M; Janszky J: Coherent-state qubits: entanglement and decoherence, Eur. Phys. J. D 30: 403-410, 2004
Stefanak M; Kiss T; Jex I; Mohring B: The meeting problem in the quantum walk, J. Phys. A: Math. Gen. 39: 14965-14983, 2006
Koniorcyzk M; Buzek V; Adam P: Simulation of generators of Markovian dynamics on programmable quantum processors, Eur. Phys. J. D 37: 275-281, 2006
Novotny J; Stefanak M; Kiss T; Jex I: Control of entanglement in Ising-type networks with one and two excitations, J. Phys. A: Math. Gen. 38: 9087, 2005
Koniorczyk M; Rapcan P; Buzek V: Direct versus measurement-assisted bipartite entanglement in multiqubit systems and their dynamical generation in spin systems, Phys. Rev. A 72: 022321, 2005
Koniorczyk M; Buzek V: Nonmaximally entangled bases and their application in entanglement purification via swapping, Phys. Rev. A 71: 032331, 2005
Kis Z; Vitanov NV; Karpapti A; Barthel C; Bergmann K: Creation of arbitrary coherent superposition states by stimulated Raman adiabatic passage, Phys. Rev. A 72: 033403, 2005
Kurucz Z; Adam P; Kis Z; Janszky J: Continuous variable remote state preparation, Phys. Rev. A 72: 052315, 2005
Kiss T; Jex I; Alber G; Vymetal S: Complex chaos in conditional qubit dynamics and purification, Acta Phys. Hung. B, accepted for publication, 2006
Karpati A; Adam P; Kis Z; Janszky J: Stochastic unraveling of the time-evolution operator of open quantum system, Europhys. Lett. 75: 209, 2006
Hiesmayr B; Koniorczyk M; Narnhofer H: Maximizing nearest-neighbor entanglement in finitely correlated qubit chain, Phys. Rev. A 73, 032310, 2006
