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Quantum Information Processing
Erschienen in: Quantum Information Processing 10/2015

01.10.2015

Quantum walks on a circle with optomechanical systems

verfasst von: Jalil Khatibi Moqadam, Renato Portugal, Marcos Cesar de Oliveira

Erschienen in: Quantum Information Processing | Ausgabe 10/2015

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Abstract

We propose an implementation of a quantum walk on a circle in an optomechanical system by encoding the walker on the phase space of a radiation field and the coin on a two-level state of a mechanical resonator. The dynamics of the system is obtained by applying Suzuki–Trotter decomposition. We numerically show that the system displays typical behaviors of quantum walks, namely the probability distribution evolves ballistically and the standard deviation of the phase distribution is linearly proportional to the number of steps. We also analyze the effects of decoherence by using the phase-damping channel on the coin space, showing the possibility to implement the quantum walk with present-day technology.
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Fußnoten
1
Usually in Hamiltonian (1) a linearization procedure is performed by assuming an undepleted cavity field, where the field operator is given by \(a\approx \alpha +\Delta a\), being \(\alpha \) a coherent amplitude and \(\Delta a\) a quantum fluctuation. Had we considered this linearization we would have ended up with the interaction term \(-\hbar g_0 (\alpha \Delta a^{\dagger }+\alpha ^* \Delta a) (b^{\dagger } + b)\), which turns out to lead to a quantum walk on a line given the displacement operator for the field \((\Delta a^{\dagger }+ \Delta a)\) for \(\alpha \) real. In this paper, we do not consider this procedure.
 
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Metadaten
Titel
Quantum walks on a circle with optomechanical systems
verfasst von
Jalil Khatibi Moqadam
Renato Portugal
Marcos Cesar de Oliveira
Publikationsdatum
01.10.2015
Verlag
Springer US
Erschienen in
Quantum Information Processing / Ausgabe 10/2015
Print ISSN: 1570-0755
Elektronische ISSN: 1573-1332
DOI
https://doi.org/10.1007/s11128-015-1079-9

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