Selective excitation of qubits and transfer of quantum information from one qubit to another

Актуальность и цели. Предлагается конструкция кубитов как фрагментов композитного наноструктурного материала с квазинулевым показателем преломления, которая позволяет реализовать резонансную передачу энергии на большие расстояния при селективном возбуждении одного из кубитов непрерывным ультрафиолетовым излучением Материалы и методы. Представлена новая конструкция кубита из синтезируемого нами композитного материала с квазинулевым показателем преломления. Кубит представляет собой фрагмент этого материала с одной наночастицей серебра внутри цилиндра с площадью основания $\pi (28нм)^2$ и высотой 56 нм, что соответствует 3$\%$ весовому содержанию серебра в композитном материале при равномерном распределении наночастиц радиусом 2,5 нм. Результаты. На основе уравнений движения для связанных квантовых диполей и интегродифференциального уравнения для напряженности электрического поля решена нелокальная задача, в которой один из кубитов возбуждается непрерывным излучением, а вместе расположения другого кубита индуцируется локальное поле. Расстояние между кубитами равно 5 м. Передача квантовой информации обусловлена перепутыванием (еntаnglеmеnt) квантовых состояний кубитов. Выводы. Показано, что система из двух кубитов, представляющих собой фрагменты композитного материала, обладающего квазинулевым показателем преломления, является идеальным транспортером энергии от одного кубита к другому на большие расстояния. Представлена новая конструкция кубита с нановолокном, позволяющая реализовать селективное возбуждение кубитов внешним излучением.