Skip to main content
Erschienen in: Quantum Information Processing 6/2013

01.06.2013

Control and manipulation of entanglement between two coupled qubits by fast pulses

verfasst von: Ferdi Altintas, Resul Eryigit

Erschienen in: Quantum Information Processing | Ausgabe 6/2013

Einloggen

Aktivieren Sie unsere intelligente Suche, um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.

search-config
loading …

Abstract

We have investigated the analytical and numerical dynamics of entanglement for two qubits that interact with each other via Heisenberg XXX-type interaction and subject to local time-specific external kick and Gaussian pulse-type magnetic fields in \(x\)\(y\) plane. The qubits have been assumed to be initially prepared in different pure separable and maximally entangled states and the effect of the strength and the direction of external fast pulses on concurrence has been investigated. The carefully designed kick or pulse sequences are found to enable one to obtain constant long-lasting entanglement with desired magnitude. Moreover, the time ordering effects are found to be important in the creation and manipulation of entanglement by external fields.

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 102.000 Bücher
  • über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Maschinenbau + Werkstoffe
  • Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 390 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Maschinenbau + Werkstoffe




 

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Wirtschaft"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 340 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Versicherung + Risiko




Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Anhänge
Nur mit Berechtigung zugänglich
Literatur
1.
Zurück zum Zitat Nielson, M., Chuang, I.: Quantum Computation and Quantum Communication. Cambridge University Press, England (2000) Nielson, M., Chuang, I.: Quantum Computation and Quantum Communication. Cambridge University Press, England (2000)
2.
Zurück zum Zitat Bennett, C.H., Brassard, G., Crepeau, C., Jozsa, R., Peres, A., Wootters, W.K.: Teleporting an unknown quantum state via dual classical and Einstein-Podolsky-Rosen channels. Phys. Rev. Lett. 70, 1895 (1993)MathSciNetADSMATHCrossRef Bennett, C.H., Brassard, G., Crepeau, C., Jozsa, R., Peres, A., Wootters, W.K.: Teleporting an unknown quantum state via dual classical and Einstein-Podolsky-Rosen channels. Phys. Rev. Lett. 70, 1895 (1993)MathSciNetADSMATHCrossRef
4.
Zurück zum Zitat Gruska, J.: Quantum Computing. McGraw-Hill, New York (1999) Gruska, J.: Quantum Computing. McGraw-Hill, New York (1999)
5.
Zurück zum Zitat Loss, D., Di-Vicenzo, D.P.: Quantum computation with quantum dots. Phys. Rev. A 57, 120 (1998)ADSCrossRef Loss, D., Di-Vicenzo, D.P.: Quantum computation with quantum dots. Phys. Rev. A 57, 120 (1998)ADSCrossRef
6.
Zurück zum Zitat Kane, B.: A silicon-based nuclear spin quantum computer. Nature (London) 393, 133 (1998)ADSCrossRef Kane, B.: A silicon-based nuclear spin quantum computer. Nature (London) 393, 133 (1998)ADSCrossRef
7.
Zurück zum Zitat Vrijen, R., et al.: Electron-spin-resonance transistors for quantum computing in silicon-germanium heterostructures. Phys. Rev. A 62, 012306 (2000)ADSCrossRef Vrijen, R., et al.: Electron-spin-resonance transistors for quantum computing in silicon-germanium heterostructures. Phys. Rev. A 62, 012306 (2000)ADSCrossRef
8.
Zurück zum Zitat Sorensen, A., et al.: Many-particle entanglement with Bose-Einstein condensates. Nature (London) 409, 63 (2001)ADSCrossRef Sorensen, A., et al.: Many-particle entanglement with Bose-Einstein condensates. Nature (London) 409, 63 (2001)ADSCrossRef
9.
Zurück zum Zitat Wu, L.A., Lidar, D.A., Friesen, M.: One-spin quantum logic gates from exchange interactions and a global magnetic field. Phys. Rev. Lett. 93, 030501 (2004)ADSCrossRef Wu, L.A., Lidar, D.A., Friesen, M.: One-spin quantum logic gates from exchange interactions and a global magnetic field. Phys. Rev. Lett. 93, 030501 (2004)ADSCrossRef
10.
Zurück zum Zitat Imamoglu, A., et al.: Quantum information processing using quantum dot spins and cavity QED. Phys. Rev. Lett. 83, 4204 (1999)ADSCrossRef Imamoglu, A., et al.: Quantum information processing using quantum dot spins and cavity QED. Phys. Rev. Lett. 83, 4204 (1999)ADSCrossRef
12.
Zurück zum Zitat Sadiek, G., Lashin, E.I., Abdalla, M.S.: Entanglement of a two-qubit system with anisotropic XYZ exchange coupling in a nonuniform time-dependent external magnetic field. Physica B 404, 1719 (2009)ADSCrossRef Sadiek, G., Lashin, E.I., Abdalla, M.S.: Entanglement of a two-qubit system with anisotropic XYZ exchange coupling in a nonuniform time-dependent external magnetic field. Physica B 404, 1719 (2009)ADSCrossRef
13.
Zurück zum Zitat Wang, X., Bayat, A., Schirmer, S.G., Bose, S.: Robust entanglement in antiferromagnetic Heisenberg chains by single-spin optimal control. Phys. Rev. A 81, 032312 (2010)ADSCrossRef Wang, X., Bayat, A., Schirmer, S.G., Bose, S.: Robust entanglement in antiferromagnetic Heisenberg chains by single-spin optimal control. Phys. Rev. A 81, 032312 (2010)ADSCrossRef
14.
Zurück zum Zitat Abliz, A., Gao, J.H., Xie, X.C., Wu, Y.S., Liu, W.M.: Entanglement control in an anisotropic two-qubit Heisenberg XYZ model with external magnetic fields. Phys. Rev. A 74, 052105 (2006)ADSCrossRef Abliz, A., Gao, J.H., Xie, X.C., Wu, Y.S., Liu, W.M.: Entanglement control in an anisotropic two-qubit Heisenberg XYZ model with external magnetic fields. Phys. Rev. A 74, 052105 (2006)ADSCrossRef
15.
Zurück zum Zitat Wang, X.: Entanglement in the quantum Heisenberg XY model. Phys. Rev. A 64, 012313 (2001)ADSCrossRef Wang, X.: Entanglement in the quantum Heisenberg XY model. Phys. Rev. A 64, 012313 (2001)ADSCrossRef
16.
Zurück zum Zitat Sainz, I., Burlak, G., Klimov, A.B.: Transient entanglement in a spin chain stimulated by phase pulses. ArXiv:quant-ph/1008.2784 (2010) Sainz, I., Burlak, G., Klimov, A.B.: Transient entanglement in a spin chain stimulated by phase pulses. ArXiv:quant-ph/1008.2784 (2010)
17.
Zurück zum Zitat Huang, Z., Kais, S.: Dynamics of entanglement for one-dimensional spin systems in an external time-dependent magnetic field. Int. J. Quantum Inf. 3, 483 (2005)MATHCrossRef Huang, Z., Kais, S.: Dynamics of entanglement for one-dimensional spin systems in an external time-dependent magnetic field. Int. J. Quantum Inf. 3, 483 (2005)MATHCrossRef
18.
Zurück zum Zitat Huang, Z., Kais, S.: Entanglement evolution of one-dimensional spin systems in external magnetic fields. Phys. Rev. A 73, 022339 (2006)ADSCrossRef Huang, Z., Kais, S.: Entanglement evolution of one-dimensional spin systems in external magnetic fields. Phys. Rev. A 73, 022339 (2006)ADSCrossRef
19.
Zurück zum Zitat Blaauboer, M., Di-Vincenzo, D.P.: Detecting entanglement using a double-quantum-dot turnstile. Phys. Rev. Lett. 95, 160402 (2005)ADSCrossRef Blaauboer, M., Di-Vincenzo, D.P.: Detecting entanglement using a double-quantum-dot turnstile. Phys. Rev. Lett. 95, 160402 (2005)ADSCrossRef
20.
Zurück zum Zitat Altintas, F., Eryigit, R.: Entanglement dynamics of two qubits under the influence of external kicks and Gaussian pulses. J. Phys. A Math. Theor. 44, 405302 (2011)MathSciNetCrossRef Altintas, F., Eryigit, R.: Entanglement dynamics of two qubits under the influence of external kicks and Gaussian pulses. J. Phys. A Math. Theor. 44, 405302 (2011)MathSciNetCrossRef
21.
Zurück zum Zitat Alkurtas, B., Sadiek, G., Kais, S.: Entanglement dynamics of one-dimensional driven spin systems in time-varying magnetic fields. Phys. Rev. A 84, 022314 (2011)ADSCrossRef Alkurtas, B., Sadiek, G., Kais, S.: Entanglement dynamics of one-dimensional driven spin systems in time-varying magnetic fields. Phys. Rev. A 84, 022314 (2011)ADSCrossRef
22.
Zurück zum Zitat Kaplan, L., Shakov, K.K., Chalastaras, A., Maggio, M., Burin, A.L., McGuire, J.H.: Time ordering in kicked qubits. Phys. Rev. A 70, 063401 (2004)ADSCrossRef Kaplan, L., Shakov, K.K., Chalastaras, A., Maggio, M., Burin, A.L., McGuire, J.H.: Time ordering in kicked qubits. Phys. Rev. A 70, 063401 (2004)ADSCrossRef
23.
Zurück zum Zitat Shakov, K.K., McGuire, J.H., Kaplan, L., Uskov, D., Chalastaras, A.: Sudden switching in two-state systems. J. Phys. B At. Mol. Opt. Phys. 39, 1361 (2006)ADSCrossRef Shakov, K.K., McGuire, J.H., Kaplan, L., Uskov, D., Chalastaras, A.: Sudden switching in two-state systems. J. Phys. B At. Mol. Opt. Phys. 39, 1361 (2006)ADSCrossRef
24.
Zurück zum Zitat Wei, L.F., Johansson, J.R., Cen, L.X., Ashhab, S., Nori, F.: Controllable coherent population transfers in superconducting qubits for quantum computing. Phys. Rev. Lett. 100, 113601 (2008) Wei, L.F., Johansson, J.R., Cen, L.X., Ashhab, S., Nori, F.: Controllable coherent population transfers in superconducting qubits for quantum computing. Phys. Rev. Lett. 100, 113601 (2008)
25.
Zurück zum Zitat Wang, Y., Cao, J., Wang, Y.: Tunable entanglement of two-qubit XY model with in-plane magnetic fields. Phys. Lett. A 342, 375 (2005)ADSMATHCrossRef Wang, Y., Cao, J., Wang, Y.: Tunable entanglement of two-qubit XY model with in-plane magnetic fields. Phys. Lett. A 342, 375 (2005)ADSMATHCrossRef
26.
Zurück zum Zitat Leandro, J.F., de-Castro, A.S.M., Munhoz, P.P., Semiao, F.L.: Active control of qubit-qubit entanglement evolution. Phys. Lett. A 374, 4199 (2010) Leandro, J.F., de-Castro, A.S.M., Munhoz, P.P., Semiao, F.L.: Active control of qubit-qubit entanglement evolution. Phys. Lett. A 374, 4199 (2010)
27.
Zurück zum Zitat Godunov, A.L., McGuire, J.H.: Independent time approximation for dynamically interacting multi-electron systems. J. Phys. B At. Mol. Opt. Phys. 34, L223 (2001)ADSCrossRef Godunov, A.L., McGuire, J.H.: Independent time approximation for dynamically interacting multi-electron systems. J. Phys. B At. Mol. Opt. Phys. 34, L223 (2001)ADSCrossRef
28.
Zurück zum Zitat Wootters, W.K.: Entanglement of formation of an arbitrary state of two qubits. Phys. Rev. Lett. 80, 2245 (1998)ADSCrossRef Wootters, W.K.: Entanglement of formation of an arbitrary state of two qubits. Phys. Rev. Lett. 80, 2245 (1998)ADSCrossRef
30.
Zurück zum Zitat Jones, J.A., Hansen, R.H., Mosca, M.: Quantum logic gates and nuclear magnetic resonance pulse sequences. J. Magn. Reson. 135, 353 (1998) Jones, J.A., Hansen, R.H., Mosca, M.: Quantum logic gates and nuclear magnetic resonance pulse sequences. J. Magn. Reson. 135, 353 (1998)
31.
Zurück zum Zitat Vandersypen, L.M.K., et al.: Experimental realization of Shor’s quantum factoring algorithm using nuclear magnetic resonance. Nature 414, 883 (2001)ADSCrossRef Vandersypen, L.M.K., et al.: Experimental realization of Shor’s quantum factoring algorithm using nuclear magnetic resonance. Nature 414, 883 (2001)ADSCrossRef
32.
Zurück zum Zitat Slichter, C.P.: Principles of Magnetic Resonance. Springer, Berlin (1996) Slichter, C.P.: Principles of Magnetic Resonance. Springer, Berlin (1996)
33.
Zurück zum Zitat Kosloff, R., Hammerich, A.D., Tannor, D.: Excitation without demolition: radiative excitation of ground-surface vibration by impulsive stimulated Raman scattering with damage control. Phys. Rev. Lett. 69, 2172 (1992)ADSCrossRef Kosloff, R., Hammerich, A.D., Tannor, D.: Excitation without demolition: radiative excitation of ground-surface vibration by impulsive stimulated Raman scattering with damage control. Phys. Rev. Lett. 69, 2172 (1992)ADSCrossRef
34.
Zurück zum Zitat Shi, S., Woody, A., Rabitz, H.: Optimal control of selective vibrational excitation in harmonic linear chain molecules. J. Chem. Phys. 88, 6870 (1988)ADSCrossRef Shi, S., Woody, A., Rabitz, H.: Optimal control of selective vibrational excitation in harmonic linear chain molecules. J. Chem. Phys. 88, 6870 (1988)ADSCrossRef
35.
Zurück zum Zitat Palao, J., Kosloff, R.: Quantum computing by an optimal control algorithm for unitary transformations. Phys. Rev. Lett. 89, 188301 (2002)ADSCrossRef Palao, J., Kosloff, R.: Quantum computing by an optimal control algorithm for unitary transformations. Phys. Rev. Lett. 89, 188301 (2002)ADSCrossRef
36.
Zurück zum Zitat Ollivier, H., Zurek, W.: Quantum discord: a measure of the quantumness of correlations. Phys. Rev. Lett. 88, 017901 (2001)ADSCrossRef Ollivier, H., Zurek, W.: Quantum discord: a measure of the quantumness of correlations. Phys. Rev. Lett. 88, 017901 (2001)ADSCrossRef
Metadaten
Titel
Control and manipulation of entanglement between two coupled qubits by fast pulses
verfasst von
Ferdi Altintas
Resul Eryigit
Publikationsdatum
01.06.2013
Verlag
Springer US
Erschienen in
Quantum Information Processing / Ausgabe 6/2013
Print ISSN: 1570-0755
Elektronische ISSN: 1573-1332
DOI
https://doi.org/10.1007/s11128-012-0522-4

Weitere Artikel der Ausgabe 6/2013

Quantum Information Processing 6/2013 Zur Ausgabe

Neuer Inhalt