• Nie Znaleziono Wyników

Manipulating a spin qubit by the backaction of sequential partial adaptive measurements

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2021

Share "Manipulating a spin qubit by the backaction of sequential partial adaptive measurements"

Copied!
1
0
0

Pełen tekst

(1)

QTh4A.6.pdf Research in Optical Sciences © OSA 2014

Manipulating a spin qubit by the backaction of

sequential partial adaptive measurements

C. Bonato1, M. S. Blok1, M. L. Markham2, D. J. Twitchen2, V. V. Dobrovitski3, R. Hanson1

1Kavli Institute of Nanoscience Delft, Delft University of Technology, PO Box 5046, 2600 GA Delft, The Netherlands 2Element Six Ltd, Kings Ride Park, Ascot, Berkshire SL5 8BP, UK

3Ames Laboratory and Iowa State University, Ames, Iowa 50011, USA

c.bonato@tudelft.nl

Abstract: We report the control-free manipulation of a nuclear spin qubit in diamond, using only the backaction of sequential partial measurements with real-time feedback.

OCIS codes: 270.5585, 270.5570.

Quantum measurements not only extract information from a system but also alter its state [1]. Although the outcome of the measurement is probabilistic, the backaction imparted on the measured system is accurately described by quan-tum theory. Therefore, quanquan-tum measurements can be exploited for manipulating quanquan-tum systems without the need for control fields [2]. We demonstrate measurement-only state manipulation on a nuclear spin qubit in diamond by adaptive partial measurements. We implement the partial measurement via tunable correlation with an electron ancilla qubit and subsequent ancilla readout. We vary the measurement strength to observe controlled wavefunction collapse and find post-selected quantum weak values beyond 10 [3, 4]. By combining a novel quantum non-demolition readout on the ancilla with real-time adaptation of the measurement strength, we realize steering of the nuclear spin to a target state by measurements alone. Besides being of fundamental interest, adaptive measurements can improve metrology applications [5] and are key to measurement-based quantum computing [6].

1. References References

1. H. M. Wiseman, and G. J. Milburn, Quantum Measurement and Control, Cambridge University Press (2009). 2. S. Ashab, F. Nori, ”Control-free control: Manipulating a quantum system using only a limited set of

measure-ments,” Phys. Rev. A 82, 062103 (2010).

3. Y. Aharonov, D. Z. Albert and L. Vaidman, How the result of a measurement of a component of the spin of a spin- 1/2 particle can turn out to be 100, Phys. Rev. Lett. 60, 1351 (1988)

4. J. P. Groen, et al., ”Partial-Measurement Backaction and Nonclassical Weak Values in a Superconducting Cir-cuit,” Phys. Rev. Lett. 111, 090506 (2013).

5. B. L. Higgins, et al., Entanglement-free Heisenberg-limited phase estimation,Nature 450, 393 (2007). 6. R. Raussendorf, and H. J. Briegel, A One-Way Quantum Computer, Phys. Rev. Lett. 86, 5188 (2001).

Cytaty

Powiązane dokumenty

Thus, in general and for the conditions considered in this paper, trailing–edge serrations seem to be a better approach for reducing the annoyance experienced due to wind turbine

Odpowiadając na pytanie nr 11: „Czy chciałabyś coś jesz‑ cze dodać czy skomentować?” dziewczęta pisały, że „zajęcia podnoszą samoocenę i poprawiają komunikację

W tym celu wysłaliśmy mailowo CV oraz list motywacyjny do losowo wybranych czasopism z zakresu nauk humanistycznych i społecznych: do 120 czasopism z Journal Citation Reports

Poczynając od maja 1917 г., do powołanej przy Uniwersytecie w Rostowie Komisji Likwi- dacyjnej Uniwersytetu Warszawskiego zaczęły wpływać pisma od po- szczególnych

w Warsaaiwie (Szpital Bródnowski) dokonano pierwszej operacji przeszczepiania tkanki mózgowej, pobranej z płodu, 57-,letniem u pacjentowi z przewlekłą chorobą

kwestionariusza psy- chologicznego, a reakcja emocjonalna (zmienna zale$na) jest równie$ zmienn! ci!g !, mierzon! przy u$yciu innego kwestionariusza. Analiza takiego przypadku by

Сопилко, що зазначила: «Розгляд інформаційного суспільства відбувається за допомогою методології різних

Jak w iadom o wybór, jakiego M iłosz dokonał decydując się w roku 1951 na los politycznego em igranta, był w ów czas krytycznie osądzany z wielu stron naraz: i przez