Two-qubit decoherence mechanisms revealed via quantum process tomography

Physical Review A - Atomic, Molecular, and Optical Physics

Volumn 80, Issue 4, 2009, Pages

  Kofman, A G ^a   Korotkov, A N ^a  

^a United States   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

DECOHERENCE; DECOHERENCE PROCESS; MATRIX; NONLOCAL; QUANTUM PROCESS TOMOGRAPHY; SUPERCONDUCTING PHASE QUBITS; TWO-QUBIT;

TOMOGRAPHY;

EID: 70349772217     PISSN: 10502947     EISSN: 10941622     Source Type: Journal    
DOI: 10.1103/PhysRevA.80.042103     Document Type: Article

References (67)

1. M. A. Nielsen and I. L. Chuang, Quantum Computation and Quantum Information (Cambridge University Press, Cambridge, England, 2000).
2. J. F. Poyatos, J. I. Cirac, and P. Zoller, Phys. Rev. Lett. 78, 390 (1997). 10.1103/PhysRevLett.78.390
3. I. L. Chuang and M. A. Nielsen, J. Mod. Opt. 44, 2455 (1997).
4. D. W. Leung, Ph.D. thesis, Stanford University, 2000
5. D. W. Leung, J. Math. Phys. 44, 528 (2003). 10.1063/1.1518554
6. G. M. D'Ariano and P. Lo Presti, Phys. Rev. Lett. 86, 4195 (2001). 10.1103/PhysRevLett.86.4195
7. G. M. D'Ariano and P. Lo Presti, Phys. Rev. Lett. 91, 047902 (2003). 10.1103/PhysRevLett.91.047902
8. J. B. Altepeter, D. Branning, E. Jeffrey, T. C. Wei, P. G. Kwiat, R. T. Thew, J. L. O'Brien, M. A. Nielsen, and A. G. White, Phys. Rev. Lett. 90, 193601 (2003). 10.1103/PhysRevLett.90.193601
9. M. Mohseni and D. A. Lidar, Phys. Rev. Lett. 97, 170501 (2006). 10.1103/PhysRevLett.97.170501
10. M. Mohseni, A. T. Rezakhani, and D. A. Lidar, Phys. Rev. A 77, 032322 (2008). 10.1103/PhysRevA.77.032322
11. M. W. Mitchell, C. W. Ellenor, S. Schneider, and A. M. Steinberg, Phys. Rev. Lett. 91, 120402 (2003). 10.1103/PhysRevLett.91.120402
12. A. Mazzei, M. Ricci, F. De Martini, and G. M. D'Ariano, Fortschr. Phys. 51, 342 (2003). 10.1002/prop.200310047
13. J. L. O'Brien, G. J. Pryde, A. Gilchrist, D. F. V. James, N. K. Langford, T. C. Ralph, and A. G. White, Phys. Rev. Lett. 93, 080502 (2004). 10.1103/PhysRevLett.93.080502
14. Y. Nambu and K. Nakamura, Phys. Rev. Lett. 94, 010404 (2005). 10.1103/PhysRevLett.94.010404
15. N. K. Langford, T. J. Weinhold, R. Prevedel, K. J. Resch, A. Gilchrist, J. L. O'Brien, G. J. Pryde, and A. G. White, Phys. Rev. Lett. 95, 210504 (2005). 10.1103/PhysRevLett.95.210504
16. N. Kiesel, C. Schmid, U. Weber, R. Ursin, and H. Weinfurter, Phys. Rev. Lett. 95, 210505 (2005). 10.1103/PhysRevLett.95.210505
17. Z.-W. Wang, Y.-S. Zhang, Y.-F. Huang, X.-F. Ren, and G.-C. Guo, Phys. Rev. A 75, 044304 (2007). 10.1103/PhysRevA.75.044304
18. A. M. Childs, I. L. Chuang, and D. W. Leung, Phys. Rev. A 64, 012314 (2001). 10.1103/PhysRevA.64.012314
19. Y. S. Weinstein, T. F. Havel, J. Emerson, N. Boulant, M. Saraceno, S. Lloyd, and D. G. Cory, J. Chem. Phys. 121, 6117 (2004). 10.1063/1.1785151
20. H. Kampermann and W. S. Veeman, J. Chem. Phys. 122, 214108 (2005). 10.1063/1.1904595
21. M. Riebe, K. Kim, P. Schindler, T. Monz, P. O. Schmidt, T. K. Körber, W. Hänsel, H. Häffner, C. F. Roos, and R. Blatt, Phys. Rev. Lett. 97, 220407 (2006). 10.1103/PhysRevLett.97.220407
22. T. Monz, K. Kim, W. Hänsel, M. Riebe, A. S. Villar, P. Schindler, M. Chwalla, M. Hennrich, and R. Blatt, Phys. Rev. Lett. 102, 040501 (2009). 10.1103/PhysRevLett.102.040501
23. M. Howard, J. Twamley, C. Wittmann, T. Gaebel, F. Jelezko, and R. Wrachtrup, New J. Phys. 8, 33 (2006). 10.1088/1367-2630/8/3/033
24. M. Neeley, M. Ansmann, R. C. Bialczak, M. Hofheinz, N. Katz, E. Lucero, A. O'Connell, H. Wang, A. N. Cleland, and J. M. Martinis, Nat. Phys. 4, 523 (2008). 10.1038/nphys972
25. N. Katz, M. Neeley, M. Ansmann, R. C. Bialczak, M. Hofheinz, E. Lucero, A. O'Connell, H. Wang, A. N. Cleland, J. M. Martinis, and A. N. Korotkov, Phys. Rev. Lett. 101, 200401 (2008). 10.1103/PhysRevLett.101.200401
26. R. C. Bialczak, M. Ansmann, N. Katz, E. Lucero, R. McDermott, M. Neeley, A. D. O'Connell, M. Steffen, E. Weig, A. Cleland, and J. M. Martinis, Bull. Am. Phys. Soc. 52, P33.00010 (2007)
27. R. C. Bialczak, M. Ansmann, M. Hofheinz, E. Lucero, M. Neeley, A. O'Connell, D. Sank, M. Steffen, H. Wang, J. Wenner, A. Cleland, and J. M. Martinis, Bull. Am. Phys. Soc. 54, J17.00002 (2009).
28. N. Boulant, T. F. Havel, M. A. Pravia, and D. G. Cory, Phys. Rev. A 67, 042322 (2003). 10.1103/PhysRevA.67.042322
29. J. Emerson, M. Silva, O. Moussa, C. Ryan, M. Laforest, J. Baugh, D. G. Cory, and R. Laflamme, Science 317, 1893 (2007). 10.1126/science.1145699
30. A. Bendersky, F. Pastawski, and J. P. Paz, Phys. Rev. Lett. 100, 190403 (2008). 10.1103/PhysRevLett.100.190403
31. M. M. Wolf, J. Eisert, T. S. Cubitt, and J. I. Cirac, Phys. Rev. Lett. 101, 150402 (2008). 10.1103/PhysRevLett.101.150402
32. M. Mohseni, A. T. Rezakhani, and A. Aspuru-Guzik, Phys. Rev. A 77, 042320 (2008). 10.1103/PhysRevA.77.042320
33. M. Mohseni and A. T. Rezakhani, Phys. Rev. A 80, 010101 (R) (2009). 10.1103/PhysRevA.80.010101
34. J. M. Martinis, S. Nam, J. Aumentado, and C. Urbina, Phys. Rev. Lett. 89, 117901 (2002) 10.1103/PhysRevLett.89.117901
35. Y. Yu, S. Han, X. Chu, S.-I. Chu, and Z. Wang, Science 296, 889 (2002) 10.1126/science.1069452
36. A. J. Berkley, H. Xu, R. C. Ramos, M. A. Gubrud, F. W. Strauch, P. R. Johnson, J. R. Anderson, A. J. Dragt, C. J. Lobb, and F. C. Wellstood, Science 300, 1548 (2003) 10.1126/science.1084528
37. J. Claudon, F. Balestro, F. W. J. Hekking, and O. Buisson, Phys. Rev. Lett. 93, 187003 (2004). 10.1103/PhysRevLett.93.187003
38. R. McDermott, R. W. Simmonds, M. Steffen, K. B. Cooper, K. Cicak, K. D. Osborn, S. Oh, D. P. Pappas, and J. M. Martinis, Science 307, 1299 (2005). 10.1126/science.1107572
39. M. Steffen, M. Ansmann, R. C. Bialczak, N. Katz, E. Lucero, R. McDermott, M. Neeley, E. Weig, A. Cleland, and J. M. Martinis, Science 313, 1423 (2006). 10.1126/science.1130886
40. E. B. Davis, Quantum Theory of Open Systems (Academic, London, 1976).
41. A. Fujiwara and P. Algoet, Phys. Rev. A 59, 3290 (1999). 10.1103/PhysRevA.59.3290
42. Y.-x. Liu, L. F. Wei, and F. Nori, EPL 67, 874 (2004) 10.1209/epl/i2004-10154-1
43. Y.-x. Liu, L. F. Wei, and F. Nori, Phys. Rev. B 72, 014547 (2005). 10.1103/PhysRevB.72.014547
44. A. Gilchrist, N. K. Langford, and M. A. Nielsen, Phys. Rev. A 71, 062310 (2005). 10.1103/PhysRevA.71.062310
45. M.-D. Choi, Linear Algebr. Appl. 10, 285 (1975). 10.1016/0024-3795(75) 90075-0
46. A. Jamiolkowski, Rep. Math. Phys. 3, 275 (1972). 10.1016/0034-4877(72) 90011-0
47. T. F. Havel, J. Math. Phys. 44, 534 (2003). 10.1063/1.1518555
48. D. Salgado, J. L. Sanchez-Gomez, and M. Ferrero, Open Syst. Inf. Dyn. 12, 55 (2005). 10.1007/s11080-005-0486-2
49. A. G. Kofman (unpublished).
50. C. Cohen-Tannoudji, J. Dupont-Roc, and G. Grynberg, Atom-Photon Interactions (Wiley, New York, 1992).
51. A. G. Kofman, Q. Zhang, J. M. Martinis, and A. N. Korotkov, Phys. Rev. B 75, 014524 (2007). 10.1103/PhysRevB.75.014524
52. M. J. Bremner, C. M. Dawson, J. L. Dodd, A. Gilchrist, A. W. Harrow, D. Mortimer, M. A. Nielsen, and T. J. Osborne, Phys. Rev. Lett. 89, 247902 (2002). 10.1103/PhysRevLett.89.247902
53. N. Schuch and J. Siewert, Phys. Rev. A 67, 032301 (2003). 10.1103/PhysRevA.67.032301
54. A. Imamoglu, D. D. Awschalom, G. Burkard, D. P. DiVincenzo, D. Loss, M. Sherwin, and A. Small, Phys. Rev. Lett. 83, 4204 (1999). 10.1103/PhysRevLett.83. 4204
55. P. Samuelsson, E. V. Sukhorukov, and M. Büttiker, Phys. Rev. Lett. 91, 157002 (2003). 10.1103/PhysRevLett.91.157002
56. C. W. J. Beenakker, C. Emary, M. Kindermann, and J. L. van Velsen, Phys. Rev. Lett. 91, 147901 (2003). 10.1103/PhysRevLett.91.147901
57. T. Yu and J. H. Eberly, Phys. Rev. Lett. 93, 140404 (2004) 10.1103/PhysRevLett.93.140404
58. T. Yu and J. H. Eberly, Phys. Rev. Lett. 97, 140403 (2006). 10.1103/PhysRevLett.97.140403
59. D. Tolkunov, V. Privman, and P. K. Aravind, Phys. Rev. A 71, 060308 (R) (2005). 10.1103/PhysRevA.71.060308
60. A. G. Kofman and A. N. Korotkov, Phys. Rev. A 77, 052329 (2008). 10.1103/PhysRevA.77.052329
61. A. G. Kofman, e-print arXiv:0804.4167.
62. K. Rabenstein and D. V. Averin, Turk. J. Phys. 27, 313 (2003).
63. L. F. Wei, Y.-X. Liu, M. J. Storcz, and F. Nori, Phys. Rev. A 73, 052307 (2006). 10.1103/PhysRevA.73.052307
64. A. G. Redfield, IBM J. Res. Dev. 1, 19 (1957).
65. K. Blum, Density Matrix Theory and Applications (Plenum, New York, 1981).
66. M. Hofheinz, E. M. Weig, M. Ansmann, R. C. Bialczak, E. Lucero, M. Neeley, A. D. O'Connell, H. Wang, J. M. Martinis, and A. N. Cleland, Nature (London) 454, 310 (2008). 10.1038/nature07136
67. J. M. Martinis, Quantum Inf. Process. 8, 81 (2009). 10.1007/s11128-009- 0105-1