Generation of multimode entanglement with a Josephson parametric oscillator

Thumbnail Image

Files

master_Lilja_Ilari_2021.pdf (1.76 MB)

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

Perustieteiden korkeakoulu | Master's thesis
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.

Authors

Date

2021-12-14

Department

Major/Subject

Engineering Physics

Mcode

SCI3056

Degree programme

Master’s Programme in Engineering Physics

Language

en

Pages

66

Series

Abstract

Quantum information theory studies how quantum mechanics can be used to solve information processing tasks. The explotation of quantum mechanical properties can lead to quantum information protocols being more efficient than their classical counterparts. Continuous-Variable states offer an attractive platform for implementing various quantum information continuous variable protocols. In this thesis we show how Josephson Parametric Oscillators (JPO) can be used to generate multipartite entangled CV states for the use as a quantum resource in quantum information protocols. By simultaneously driving the JPO with two different pump tones, a tripartite entangled state is generated. The entanglement properties of the tripartite state are entirely contained in its 6-by-6 covariance matrix. Various entanglement measures are applied to the covariance matrix to demonstrate that the generated state exhibits genuine tripartite entanglement.

Kvantti-inormaatioteoriassa tutkitaan, kuinka kvanttimekaniikan ilmiöitä voidaan käyttää tietojenkäsittelytehtävien ratkaisemiseen. Kvanttimekaanisten ominaisuuksien hyödyntäminen voi johtaa siihen, että kvantti-informaatioprotokollat ovat tehokkaampia kuin niiden klassiset vastineet. Jatkuvan muuttujan tilat tarjoavat houkuttelevan alustan erilaisten kvanttitietoprotokollien toteuttamiseen. Tässä Msc työssä osoitamme, miten Josephsonin liitokseen perustuvien Parametristen Oskillaattoreiden (JPO) avulla voidaan tuottaa moniosaisia lomittuneita jatkuvan muuttujan tiloja, joita voidaan käyttää kvanttiresurssina kvantti-informaatioprotokollissa. Kun JPO:ta ajetaan samanaikaisesti kahdella eri pumpputaajuudella, saadaan aikaan kolmiosainen lomittunut tila. Kolmiosaisen tilan lomittumisominaisuudet sisältyvät kokonaisuudessaan 6x6-kovarianssimatriisiin. Sovellamme kovarianssimatriisiin erilaisia lomittumiskriteerejä osoittaaksemme, että luotu tila on aidosti kolmijakoisesti lomittunut.

Description

Supervisor

Hakonen, Pertti

Thesis advisor

Hakonen, Pertti

Keywords

Josephson effect, entanglement, superconductivity, noise

Other note

Citation

Permanent link to this item

https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-2021121910951

Collections

[dipl] Perustieteiden korkeakoulu / SCI