論文の概要: Coherent rotations of qubits within a multi-species ion-trap quantum
computer
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2001.02440v1
- Date: Wed, 8 Jan 2020 10:37:10 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-13 12:38:20.508800
- Title: Coherent rotations of qubits within a multi-species ion-trap quantum
computer
- Title（参考訳）: 多種イオントラップ量子コンピュータにおける量子ビットのコヒーレント回転
- Authors: Martin W. van Mourik, Esteban A. Martinez, Lukas Gerster, Pavel Hrmo,
Thomas Monz, Philipp Schindler, Rainer Blatt
- Abstract要約: セグメンテッド表面のポールトラップに閉じ込められたイオン鎖の物理的回転を行う手法を記述し,実現し,実験的に検討した。
トラップ電位の制御は、球面調和電位の観点から電極電圧をパラメトリゼーションすることで達成される。
シークエンスをフーリエ成分に拡張することで回転誘起加熱を最小化し、機械学習アプローチで結果のパラメータを最適化する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.4675095722281566
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We describe, realize, and experimentally investigate a method to perform
physical rotations of ion chains, trapped in a segmented surface Paul trap, as
a building block for large scale quantum computational sequences. Control of
trapping potentials is achieved by parametrizing electrode voltages in terms of
spherical harmonic potentials. Voltage sequences that enable crystal rotations
are numerically obtained by optimizing time-dependent ion positions and
motional frequencies, taking into account the effect of electrical filters in
our set-up. We minimize rotation-induced heating by expanding the sequences
into Fourier components, and optimizing the resulting parameters with a
machine-learning approach. Optimized sequences rotate $^{40}$Ca$^+$ -
$^{40}$Ca$^+$ crystals with axial heating rates of
$\Delta\bar{n}_{com}=0.6^{(+3)}_{(-2)}$ and $\Delta\bar{n}_{str}=3.9(5)$
phonons per rotation for the common and stretch modes, at mode frequencies of
1.24 and 2.15 MHz. Qubit coherence loss is 0.2(2)$\%$ per rotation. We also
investigate rotations of mixed species crystals ($^{40}$Ca$^+$ - $^{88}$Sr$^+$)
and achieve unity success rate.
- Abstract（参考訳）: 本研究では, セグメント状表面のポールトラップに閉じ込められたイオン鎖の物理的回転を大規模量子量子列構築ブロックとして記述し, 実現し, 実験的に検討する。
トラップ電位の制御は、球面調和電位の観点から電極電圧をパラメトリゼーションすることで達成される。
セットアップにおける電気フィルタの影響を考慮し、時間依存イオン位置と運動周波数を最適化することにより結晶回転を可能にする電圧列を数値的に得る。
回転誘導加熱を最小化し,フーリエ成分に展開し,得られたパラメータを機械学習手法で最適化する。
最適化されたシーケンスは、$^{40}$Ca$^+$$^{40}$Ca$^+$クリスタルを回転させ、その軸加熱速度は$\Delta\bar{n}_{com}=0.6^{(+3)}_{(-2)}$と$\Delta\bar{n}_{str}=3.9(5)$フォノンを1回転当たり1.24MHzと2.15MHzのモード周波数で回転させる。
qubitコヒーレンス損失は1回転あたり0.2(2)$\%$である。
また,混合種の結晶の回転(^{40}$Ca$^+$ - $^{88}$Sr$^+$)についても検討し,統一成功率を得た。
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