Experimental Realization of an Order-Finding Algorithm with an NMR Quantum Computer

Vandersypen, L. M. K.; Steffen, Matthias; Breyta, Gregory; Yannoni, C. S.; Cleve, Richard; Chuang, Isaac L.

doi:10.1103/physrevlett.85.5452

Cited by 158 publications

(143 citation statements)

References 25 publications

Supporting

Mentioning

136

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Several QC implementations have been proposed based on the use of the spin degree of freedom, such as using the nuclear spins in a molecule 2 and in crystal lattices, 3 the nuclear spins of donors in Si 4 and in endohedral fullerenes, 5 and the spin of electrons confined in quantum dots 6,7 or donors. 8 While small-scale quantum computing has been demonstrated with a few qubits using the nuclear spin [9][10][11] or trapped ions, 12 large-scale quantum computing with many qubits used in parallel is yet to be demonstrated.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Effect of electron-nuclear spin interactions for electron-spin qubits localized in InGaAs self-assembled quantum dots

Lee

Allmen

Oyafuso

et al. 2005

Journal of Applied Physics

View full text Add to dashboard Cite

Lee, Seungwon; von Allmen, Paul; Oyafuso, Fabiano; and Klimeck, Gerhard, "Effect of electron-nuclear spin interactions for electronspin qubits localized in InGaAs self-assembled quantum dots" (2005 The effect of electron-nuclear spin interactions on qubit operations is investigated for a qubit represented by the spin of an electron localized in an InGaAs self-assembled quantum dot. The localized electron wave function is evaluated within the atomistic tight-binding model. The electron Zeeman splitting induced by the electron-nuclear spin interaction is estimated in the presence of an inhomogeneous environment characterized by a random nuclear spin configuration, by the dot-size distribution, alloy disorder, and interface disorder. Due to these inhomogeneities, the electron Zeeman splitting varies from one qubit to another by the order of 10 −6 , 10 −6 , 10 −7 , and 10 −9 eV, respectively. Such fluctuations cause errors in exchange operations due to the inequality of the Zeeman splitting between two qubits. However, the error can be made lower than the quantum error threshold if an exchange energy larger than 10 −4 eV is used for the operation. This result shows that the electron-nuclear spin interaction does not hinder quantum-dot based quantum computer architectures from being scalable even in the presence of inhomogeneous environments.

show abstract

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Effect of electron-nuclear spin interactions for electron-spin qubits localized in InGaAs self-assembled quantum dots

Lee

Allmen

Oyafuso

et al. 2005

Journal of Applied Physics

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Мы покажем, как следует изменить предложенный в работе [6] вариант, чтобы упростить эксперимент. Взяв в качестве примера алгоритм определения по-рядка подстановки, квантовая сеть для которого в стандартной форме была реа-лизована в работе [8] на пяти спинах (кубитах), мы выполним моделирование на компьютере адиабатического алгоритма для этой сети при различных вариантах изменения гамильтониана во времени и исследуем зависимость результата от пара-метров.…”

Section: Introductionunclassified

О Реализации Стандартных Квантовых Вычислительных Сетей Посредством Адиабатической Эволюции

Zobov¹,

Ermilov²

2007

ТМФ

View full text Add to dashboard Cite

О РЕАЛИЗАЦИИ СТАНДАРТНЫХ КВАНТОВЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СЕТЕЙ ПОСРЕДСТВОМ АДИАБАТИЧЕСКОЙ ЭВОЛЮЦИИИсследуется адиабатический эквивалент для стандартной квантовой сети из элементарных логических операторов. Предложена схема изменения гамильто-ниана во времени, допускающая простую реализацию, например, на ядерных спинах, управляемых радиочастотными импульсами. В качестве иллюстрации выполнено численное моделирование адиабатического квантового алгоритма, определяющего порядок подстановки, для системы из пяти спинов (кубитов).Ключевые слова: квантовые алгоритмы, адиабатическая эволюция, ядерный магнит-ный резонанс. ВВЕДЕНИЕПри стандартном квантовом вычислении алгоритмы реализуются в виде последо-вательности дискретных унитарных преобразований (элементарных квантовых ло-гических операторов, или вентилей, образующих сеть) [1], [2]. Такое представление удобно для сравнения с работой классических компьютеров. Квантовые вычисле-ния можно проводить и иначе, например, посредством адиабатической эволюции [3]. Адиабатический алгоритм осуществляется с помощью зависящего от времени га-мильтониана. Этот гамильтониан непрерывно изменяется от начального гамиль-тониана H(0), у которого легко приготовить основное состояние |0 , к конечному гамильтониану H(1), у которого основное состояние |Ψ кодирует решение постав-ленной задачи. Если гамильтониан изменяется достаточно медленно, то квантовая адиабатическая теорема гарантирует, что квантовый компьютер будет с большой вероятностью находиться в основном состоянии. С устойчивостью основного со-стояния к помехам связывают надежды [4]

show abstract

“…Starting from thermal equilibrium, many methods have been used to prepare a standard PPS in NMR, including spatial averaging, [19][20][21] temporal averaging 22,23 and logical labeling. 24 -26 For a LPPS such as…”

Section: Creation Of a Labeled Pseudo-pure Statementioning

confidence: 99%

“Spectral implementation” for creating a labeled pseudo-pure state and the Bernstein–Vazirani algorithm in a four-qubit nuclear magnetic resonance quantum processor

Peng

Zhu

Fang

et al. 2004

The Journal of Chemical Physics

View full text Add to dashboard Cite

A quantum circuit is introduced to describe the preparation of a labeled pseudo-pure state by multiplet-component excitation scheme which has been experimentally implemented on a 4-qubit nuclear magnetic resonance quantum processor. Meanwhile, we theoretically analyze and numerically investigate the low-power selective single-pulse implementation of a controlled-rotation gate, which manifests its validity in our experiment. Based on the labeled pseudo-pure state prepared, a 3-qubit Bernstein-Vazirani algorithm has been experimentally demonstrated by spectral implementation. The ''answers'' of the computations are identified from the split peak positions in the spectra of the observer spin, which are equivalent to projective measurements required by the algorithms.

show abstract

Experimental Realization of an Order-Finding Algorithm with an NMR Quantum Computer

Cited by 158 publications

References 25 publications

Effect of electron-nuclear spin interactions for electron-spin qubits localized in InGaAs self-assembled quantum dots

Effect of electron-nuclear spin interactions for electron-spin qubits localized in InGaAs self-assembled quantum dots

О Реализации Стандартных Квантовых Вычислительных Сетей Посредством Адиабатической Эволюции

“Spectral implementation” for creating a labeled pseudo-pure state and the Bernstein–Vazirani algorithm in a four-qubit nuclear magnetic resonance quantum processor

Contact Info

Product

Resources

About