論文の概要: Eliminating Leakage Errors in Hyperfine Qubits
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/1912.13131v2
- Date: Sun, 3 May 2020 16:05:58 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-16 21:00:43.685599
- Title: Eliminating Leakage Errors in Hyperfine Qubits
- Title(参考訳): 超微細量子ビットにおける漏洩エラーの除去
- Authors: D. Hayes, D. Stack, B. Bjork, A. C. Potter, C. H. Baldwin and R. P.
Stutz
- Abstract要約: キュービット部分空間の外側の集団リークは、特に有害なエラーの原因を示す。
原子超微細量子ビットにおける漏れ誤差を抑制するための光ポンピング方式を示す。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Population leakage outside the qubit subspace presents a particularly harmful
source of error that cannot be handled by standard error correction methods.
Using a trapped $^{171}$Yb$+$ ion, we demonstrate an optical pumping scheme to
suppress leakage errors in atomic hyperfine qubits. The selection rules and
narrow linewidth of a quadrupole transition are used to selectively pump
population out of leakage states and back into the qubit subspace. Each pumping
cycle reduces the leakage population by a factor of $\sim3$, allowing for an
exponential suppression in the number of cycles. We use interleaved randomized
benchmarking on the qubit subspace to show that this pumping procedure has
negligible side-effects on un-leaked qubits, bounding the induced qubit memory
error by $\leq2.0(8)\times10^{-5}$ per cycle, and qubit population decay to
$\leq1.4(3)\times10^{-7}$ per cycle. These results clear a major obstacle for
implementations of quantum error correction and error mitigation protocols.
- Abstract(参考訳): キュービット部分空間外の集団リークは、標準の誤り訂正法では処理できない特に有害なエラー源を示している。
トラップされた$^{171}$Yb$+$イオンを用いて、原子超微細量子ビットの漏れ誤差を抑制するための光ポンピング方式を実証する。
四極子遷移の選択規則と狭い線幅は、リーク状態から人口を選択的に押し出し、キュービット部分空間に戻すために用いられる。
各ポンプサイクルはリーク集団を$\sim3$の係数で減少させ、サイクル数の指数的な抑制を可能にする。
我々は、キュービット部分空間上のインターリーブ付きランダム化ベンチマークを用いて、このポンプ処理が未開のキュービットに対して無視できる副作用を持つことを示し、誘導されたキュービットメモリ誤差をサイクル当たり$\leq2.0(8)\times10^{-5}$、キュービット人口はサイクル当たり$\leq1.4(3)\times10^{-7}$と制限している。
これらの結果は、量子誤差補正とエラー緩和プロトコルの実装において大きな障害となる。
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