Generation of multimode entanglement with a Josephson Parametric Oscillator

Loading...
Thumbnail Image
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Perustieteiden korkeakoulu | Master's thesis
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