利用单个皮秒laser脉冲完全控制物质量子比特
Complete control of a matter qubit using a single picosecond laser pulse
摘要：
我们第一次证明了一个物质物理两级系统，量子比特，可以完全控制使用一个超快的步骤。我们表明，自旋态的光激发电子，激子，限制在一个量子点，可以旋转任何所需的角度，围绕任何所需的轴，在这样的步骤。为此，我们使用一个单一的，共振调谐，皮秒长，偏振光脉冲。脉冲的偏振定义了旋转轴，而与非简并吸收共振的脉冲失谐定义了旋转角的大小。因此，我们实现了高保真度，通用的门操作，适用于其他自旋系统，仅使用一个短的光脉冲。操作持续时间等于脉冲时间宽度，比量子比特演化寿命和相干时间短几个数量级。
英文摘要：
We demonstrate for the first time that a matter physical two level system, a qubit, can be fully controlled using one ultrafast step. We show that the spin state of an optically excited electron, an exciton, confined in a quantum dot, can be rotated by any desired angle, about any desired axis, during such a step. For this we use a single, resonantly tuned, picosecond long, polarized optical pulse. The polarization of the pulse defines the rotation axis, while the pulse detuning from a non-degenerate absorption resonance, defines the magnitude of the rotation angle. We thereby achieve a high fidelity, universal gate operation, applicable to other spin systems, using only one short optical pulse. The operation duration equals the pulse temporal width, orders of magnitude shorter than the qubit evolution life and coherence times.
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