論文の概要: Fast entangling gates in long ion chains

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2004.04372v5
• Date: Wed, 13 Jan 2021 05:21:11 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-25 08:51:53.165973
• Title: Fast entangling gates in long ion chains
• Title（参考訳）: 長鎖イオン鎖における高速エンタングリングゲート
• Authors: Zain Mehdi, Alexander K. Ratcliffe, and Joseph J. Hope
• Abstract要約: 任意長イオン鎖における超高速パルスを用いた高速エンタングリングゲートの実装モデルを提案する。 達成可能なゲートの忠実度は、鎖内のイオンの数とは独立である。 個々の超高速パルスから99.9%以上の人口移動効率が、高忠実度ゲートの実現のしきい値であることがわかった。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 62.997667081978825
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We present a model for implementing fast entangling gates (${\sim}1~\mu$s) with ultra-fast pulses in arbitrarily long ion chains, that requires low numbers of pulses and can be implemented with laser repetition rates well within experimental capability. We demonstrate that we are able to optimise pulse sequences that have theoretical fidelities above $99.99\%$ in arbitrarily long ion-chains, for laser repetition rates on the order of $100-300$~MHz. Notably, we find higher repetition rates are not required for gates in longer ion chains, which is in contrast to scaling analyses with other gate schemes. When pulse imperfections are considered in our calculations, we find that achievable gate fidelity is independent of the number of ions in the chain. We also show that pulse control requirements do not scale up with the number of ions. We find that population transfer efficiencies of above $99.9\%$ from individual ultra-fast pulses is the threshold for realising high-fidelity gates, which may be achievable in near-future experiments.
• Abstract（参考訳）: 本稿では,超高速パルスを用いた高速絡み込みゲート({\sim}1~\mu$s)を任意に長鎖イオン鎖に実装するモデルを提案する。 任意の長さのイオン鎖において99.99\%以上の理論的忠実度を持つパルス列を、100-300$~MHzの順序でレーザー繰り返し速度で最適化できることを実証した。 特に、より長いイオン鎖のゲートに対して高い繰り返し速度は不要であり、他のゲートスキームとのスケーリング解析とは対照的である。 我々の計算でパルス不完全性を考えると、達成可能なゲートの忠実度は鎖内のイオンの数に依存しないことが分かる。 また,パルス制御の要求はイオン数に比例しないことを示した。 個々の超高速パルスから99.9\%以上の人口移動効率が、近未来の実験で達成可能な高密度ゲートの実現のしきい値であることがわかった。

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