Hasil Pencarian  ::  Simpan CSV :: Kembali

"Komputer kuantum sangat penting dalam merevolusi berbagai teknologi, seperti nanoteknologi, keamanan informasi, dan bioinformatika dengan efisiensi pemrosesan informasi dan kecepatan komputasi yang belum pernah terjadi sebelumnya. Dekohesi, yang disebabkan oleh lingkungan atau sifat intrinsik sistem kuantum, mengganggu informasi dan mengurangi akurasi komputasi. Untuk meminimalkan dekohesi, metode dan algoritma koreksi kesalahan kuantum (QEC) telah diusulkan dan didemonstrasikan pada berbagai platform fisik pada suhu rendah, seperti sirkuit superkonduktor, atom Rydberg, dan ion terperangkap. Pada suhu kamar, realisasi QEC dengan pusat-pusat nitrogen-vakansi (NV) di dalam berlian menjadi sangat menarik karena sifat pusat-pusat ini yang menjanjikan, memiliki waktu koherensi spin yang relatif lama dan dapat diinisialisasi serta dibaca secara optik. Di sini, kami menyelidiki potensi realisasi skema QEC tiga-qubit sederhana berulang di mana kami menggunakan tiga qubit NV yang digabungkan bersama melalui kopling dipolar. Kami telah menggunakan sirkuit yang sudah dikembangkan untuk menghubungkan tiga NV yang dapat dianggap sebagai titik awal untuk skema koreksi kesalahan yang disebut proses pengkodean. Setelah bagian ini, bagian dekoding telah dikembangkan dengan dan tanpa kesalahan. Dekomposisi yang sesuai telah dipilih untuk realisasi gerbang Toffoli tiga-qubit untuk proses koreksi. Sirkuit lengkap ini dapat memperbaiki kesalahan flip bit atau flip fase dalam satu putaran koreksi kesalahan. Pekerjaan ini akan membuka jalan untuk mewujudkan QEC lima-qubit dengan NV pada suhu kamar untuk melindungi qubit dari kesalahan qubit tunggal yang sewenang-wenang.

---

Quantum computers are vital in revolutionizing various technologies, such as nanotechnologies, information security, and bioinformatics with their efficient information processing and unprecedented computation speed. The decoherence, caused by the environment or intrinsic properties of quantum systems, disturbs the information and reduces computation accuracy. To minimize decoherence quantum error correction (QEC) methods and algorithms have been proposed and demonstrated in various physical platforms at low temperatures, such as superconducting circuits, Rydberg's atoms, and trapped ions. At room temperature, the QEC realization with nitrogen-vacancy (NV) centers in diamond has become very attractive due to the promising nature of the centers that have a relatively long spin coherence time and can be initialized and read out optically. Here, we investigate the potential realization of a simple repetitive three-qubit QEC scheme in which we have used three NV qubits coupled together via dipolar coupling. We have used an already-developed circuit for the coupling of three NVs which can be regarded as the starting point for the error correction scheme called encoding process. Following this part, the decoding part has been developed with and without errors. A suitable decomposition has been chosen for the realization of the Three-qubit Toffoli gate for the correction process. This complete circuit can correct either bit flip or phase flip errors in a single round of error correction. This work will pave the way for realizing a five-qubit QEC with NVs at room temperature to protect a qubit against any arbitrary single-qubit error."

"The present book provides to the main ideas and techniques of the rapid progressing field of quantum information and quantum computation using isotope, mixed materials. It starts with an introduction to the isotope physics and then describes of the isotope, based quantum information and quantum computation. The ability to manipulate and control electron and/or nucleus spin in semiconductor devices provides a new route to expand the capabilities of inorganic semiconductor-based electronics and to design innovative devices with potential application in quantum computing. One of the major challenges towards these objectives is to develop semiconductor-based systems and architectures in which the spatial distribution of spins and their properties can be controlled. For instance, to eliminate electron spin decoherence resulting from hyperfine interaction due to nuclear spin background, isotopically controlled devices are needed (i.e., nuclear spin-depleted). In other emerging concepts, the control of the spatial distribution of isotopes with nuclear spins is a prerequisite to implement the quantum bits (or qbits). Therefore, stable semiconductor isotopes are important elements in the development of solid-state quantum information. There are not only different algorithms of quantum computation discussed but also the different models of quantum computers are presented. With numerous illustrations this small book is of great interest for undergraduate students taking courses in mesoscopic physics or nanoelectronics as well as quantum information, and academic and industrial researches working in this field."

"Pengendalian sistem kuantum hibrid melalui penerapan medan eksternal merupakan bidang penelitian yang berkembang pesat untuk pengembangan aplikasi dan teknologi kuantum. Kami memodelkan dan mengoptimalkan dinamika sistem kuantum hibrid yang terdiri dari dua kumpulan pusat kekosongan nitrogen (NV Centers) non-lokal dan qubit transmon superkonduktor yang dimediasi oleh dua resonator saluran transmisi.Kami menerapkan serangkaian bidang penggerak eksternal yang bergantung pada waktu dan dioptimalkan untuk meningkatkan kinerja sistem agar berfungsi sebagai transfer antar negara dengan ketelitian tinggi. Hamiltonian dari resonator saluran transmisi yang digerakkan secara eksternal dimodelkan dengan mempertimbangkan transmon non-linier. Simulasi numerik sistem dilakukan dengan menggunakan parameter optimal dari bidang eksternal. Dengan menerapkan pulsa yang dioptimalkan, kami telah meningkatkan fidelitas transfer status dari 0,7 menjadi 1,0 dalam waktu 100 ns. Dengan memvariasikan nilai setengah maksimum gelombang penuh (FWHM) dari pulsa Gaussian, hal ini mengakibatkan penurunan amplitudo keadaan osilasi cepat dari ansambel transmon dan kekosongan nitrogen. Pulsa eksternal yang dioptimalkan ini juga menciptakan hubungan yang kuat antara komponen-komponen sistem kuantum fisik yang sedang dipertimbangkan, yang pada akhirnya akan meningkatkan fidelitas sistem dalam waktu yang relatif lebih cepat.

---

The control of hybrid quantum systems via the application of external fields is rapidly evolving field of research for the development of quantum applications and technologies. We model and optimize the dynamics of a hybrid quantum system consists of two non-local ensembles of nitrogen-vacancy centers and a superconducting transmon qubit mediated by two transmission line resonators. We apply a set of optimized time-dependent external driving field to enhance the system performance to function as a high fidelity state-to-state transfer. The Hamiltonian of the externally driven transmission line resonators is modelled by considering the non-linear transmons. The numerical simulation of the system is done using the optimized parameters of the external fields. By applying the optimized pulses, we have increased the fidelity of the state transfer from 0.7 to 1.0 within 100 ns. By varying the full wave half maxima value (FWHM) of the Gaussian pulse, it results in decreasing the amplitude of the fast oscillating states of the transmon and nitrogen-vacancy ensembles. These optimized external pulses also created a strong coupling between the components of under-consideration physical quantum system, which will eventually increase the fidelity of the system in a relatively faster time."

"Optimasi kontrol kuantum merupakan teknik untuk mengontrol suatu sistem kuantum melalui pulsa medan eksternal. Teori tersebut digunakan untuk mencapai tujuan tertentu pada pengukuran kuantum hingga menghasilkan presisi yang maksimum. Penelitian ini berfokus pada optimasi kontrol pada sistem kuantum hibrida antara sirkuit Qubit Superkonduktor Transmon dengan Nitrogen Vacancy Centers Ensemble. Sirkuit tersebut dihubungkan dengan Transmission Line Resonator yang dibantu oleh driving field. Metode optimasi pulsa yang diterapkan pada sistem ini menggunakan algoritma Chopped RAndom Basis. Hasil penelitian menunjukkan bahwa optimasi kontrol yang diterapkan pada driving field dapat meningkatkan nilai fidelitas transfer state dari 92% sampai 100% untuk menghasilkan gerbang kuantum c-phase dalam waktu 1.1 ns.

---

Quantum control optimization is a technique for controlling a quantum system through external field pulses. The theory is used to achieve certain goals in quantum measurements to produce maximum precision. This research focuses on control optimization on a hybrid quantum system between the Transmon Superconducting Qubit circuit and the Nitrogen Vacancy Centers Ensemble. The circuit is connected to a Transmission Line Resonator assisted by a driving field. The pulse optimization method applied to this system uses the Chopped Random Basis algorithm. The results show that the control optimization applied to the driving field can increase the transfer state fidelity value from 92% until 100% to produce a c-phase quantum gate in 1.1 ns."

"Sebuah sistem kuantum terbuka rentan terhadap dekoherensi. Pada sebuah nitrogen-vacancy (NV) center qubit, dekoherensi disebabkan karena noise acak pada frekuensi Larmor yang muncul akibat interaksi dengan spin bath di sekitarnya. Peluruhan yang terjadi bersifat Gaussian, yang berarti proses ini secara matematik dapat dimodelkan dengan proses Ornstein-Uhlenbeck (OU). Kalkulasi teoretik dilakukan untuk menentukan parameter OU yang cocok berdasarkan besaran yang diperoleh dari eksperimen. Penulis mempelajari efek delta noise yang mengakibatkan dekoherensi dan menemukan bahwa ia mengganggu pulsa dengan durasi panjang. Sementara itu, ketidakpastian amplitudo kontrol, yang disebut epsilon noise dan dimodelkan pula dengan proses OU, bertanggung jawab mengakibatkan dephasing pada pulsa kontrol, yang menganggu operasi dengan banyak pulsa. Bersama-sama, keduanya mengganggu operasi qubit sebagaimana ditunjukkan dengan hasil simulasi beberapa dynamical decoupling (DD) sequences. Untuk melawan efek dari kedua OU noise ini, penulis mempelajari performa algoritma quantum optimal control (QOC) yang bernama Dressed Chopped Random Basis (dCRAB) dalam membentuk pulsa kontrol, dengan meminimasi sebuah cost function yang dirumuskan dengan sesuai. Pengurangan cost function rata-rata sebesar 37% diperoleh dengan optimisasi cepat dari pulsa kontrol. Pulsa-pulsa teroptimisasi ini, dipalikasikan pada DD sequences yang sama, menunjukkan peningkatan performa yang lebih dekat dengan versi idealnya.

---

Open quantum systems are vulnerable to decoherence. In a nitrogen-vacancy (NV) center qubit, decoherence is caused by a random noise on the Larmor frequency resulting from the interaction with the surrounding spin bath. The resulting decay is Gaussian, which suggests that the Ornstein-Uhlenbeck (OU) process may be used to model the decoherence mathematically. A theoretical calculation is done to find the appropriate OU parameters based on experimentally obtained quantities and serves as the foundation for the numerical simulations. The author studies the effect of the decoherence-inducing delta noise and finds that it interrupts pulses with long durations. Meanwhile, the pulse amplitude uncertainty, called the epsilon noise and likewise modeled as an OU process, is responsible for the dephasing of control pulses, interrupting the qubit for operations with many pulses. Together, these noises interrupt the qubit operations, as exhibited by the simulation results of several dynamical decoupling (DD) sequences. To counteract the effect of the OU noises, the author studies the performance of the Dressed Random Choppedc Basis (dCRAB) quantum optimal control (QOC) algorithm in shaping the control pulses, by minimizing an aptly formulated cost function. An average cost function reduction of 37% is obtained from quick optimizations of the control pulses. These optimized pulses, applied to the same DD sequences, show increased performance closer to the ideal version."

"Quantum Well Solar Cell (QWSC) ditujukan untuk mendapatkan efisiensi lebih linggi dibanding struktur konvensional monolitic solar cell. Quantum well dibentuk dengan menambahkan lapisan material yang memiliki bandgap lebih rendah pada daerah inirinsik dari p-i-n solar sel dengan ketebalan kurang dari 100 A°. Penambahan lapisan quantum well pada solar cell terbukti dapat meningkatkan quantum efisiensi solar cell. Quantum efisiensi didefinisikan sebagai perbandingan jumlah foton yang diserap oleh semikondulctor dengan jumlah foton yang masuk dalam devais pada panjang gelombang tertentu. Pada penelitian ini dirancang lima struktur devais QWSC dengan ketebalan daerah quantum well yang berbeda. Masing-masing struktur disimulasikan dengan fraksi mol SiGe yang berbeda untuk mendapatkan pengaruh perubahan fraksi mol terhadap efisiensi quantum. Parameter SiGe dalam simulasi diperoleh dari formulasi yang didapatkan dari berbagai referensi dan disimulasikan menggunakan perangkat lunak PC1D dan SimWin. Dari hasil simulasi didapatkan bahwa efisiensi quantum akan terus meningkat dari fraksi mol 0,2 sebesar 84,5135 % hingga mencapai efisiensi maksimum pada fraksi mol 0,75 sebesar 91,5703 %. Setelah itu efisiensi quantum menurun secara tajam untuk fraksi mol lebih besar dari 0,75. Pada fraksi mol 0,85 efisiensi kuantum maksimum sebesar 90,4830 % dan pada fraksi mol 0,95 efisiensi kuantum maksimum menurun tajam menjadi 71,6327 %.

---

Quantum Well Solar Cell ( QWSC) was proposed as a means to achieve higher efficiencies compare with conventional monolithic solar cell structures. Quantum well formed by adding lower band gap material within intrinsic region of p-i-n solar cell with less than 100 A° thicknesses, Addition of quantum well, proved to improve quantum efficiency of solar cell. Quantum Efficiency is defined as the comparison number of photon that absorbed by semiconductor with number of photon which enter in device at a selected wavelength. In this research, five structure of QWSC device were designed with different quantum well thickness. Each structure using different SiGe mole fraction in order to achieve the influence of mole fraction variation to quantum efficiency. Parameters of SiGe in simulations were obtained from various reference to use with PC1D and Simwin Software. From simulation result, quantum efficiency will increase from mole fraction 0.2 (84.5135 %) until reaching maximum efficiency at mole fraction 0.75 (91.5703 %). Quantum efficiency begin to decrease at mole fraction higher than 0.75. At mole fraction 0.85 quantum efficiency equal to 90.4830 % and at mole fraction 0.95 quantum efficiency sharply become 71.6327 %."

"Pada kondisi medan lemah gaya gravitasi memiliki bentuk yang analogi dengan gaya elektromagnetik, sehingga melalui analogi tersebut dapat diajukan suatu rumusan yang disebut dengan efek gravitoelektromagnetisme. Layaknya medan elektromagnetik, gravitasi juga diprediksi memiliki medan gravitoelektrik dan medan gravitomagnetik. Artikel ini mencoba menurunkan ungkapan gaya gravitasi sebagai gaya entropik berdasarkan koreksi dari generalized uncertainty principle (GUP) sesuai kajian gravitasi kuantum. Gaya gravitasi Newton muncul secara alami karena adanya perubahan informasi (entropi) dari layar holografik yang dihasilkan oleh objek bermassa M dan terdeteksi oleh objek lain yang bermassa m. Dari rumusan gaya gravitasi yang diperoleh tampak bahwa di sekitar objek bermassa M terdapat densitas massa tambahan yang dapat dipandang sebagai quantum ■ foam. Dengan adanya indikasi tersebut artikel ini menghitung medan gravitoelektrik dan gravitomagnetik pada objek yang berotasi dan ternyata kedua medan yang dihasilkan juga dipengaruhi oleh adanya fluktuasi kuantum."