論文の概要: Scalable quantum computation with fast gates in two-dimensional microtrap arrays of trapped ions

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2005.00367v2
• Date: Thu, 2 Jul 2020 06:32:24 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-21 15:00:43.400061
• Title: Scalable quantum computation with fast gates in two-dimensional microtrap arrays of trapped ions
• Title（参考訳）: 捕捉イオンの2次元マイクロトラップアレイにおける高速ゲートを用いたスケーラブル量子計算
• Authors: Zain Mehdi and Alexander K. Ratcliffe and Joseph J. Hope
• Abstract要約: 本研究では,2次元マイクロトラップアーキテクチャにおけるイオン量子コンピューティングにおける高速パルス2量子ゲートの利用について検討する。 高速パルスゲートは、トラップ時間よりも高速に、隣接するトラップにおけるイオン間の高忠実な絡み合い動作を実現することができることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 68.8204255655161
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We theoretically investigate the use of fast pulsed two-qubit gates for trapped ion quantum computing in a two-dimensional microtrap architecture. In one dimension, such fast gates are optimal when employed between nearest neighbours, and we examine the generalisation to a two-dimensional geometry. We demonstrate that fast pulsed gates are capable of implementing high-fidelity entangling operations between ions in neighbouring traps faster than the trapping period, with experimentally demonstrated laser repetition rates. Notably, we find that without increasing the gate duration, high-fidelity gates are achievable even in large arrays with hundreds of ions. To demonstrate the usefulness of this proposal, we investigate the application of these gates to the digital simulation of a 40-mode Fermi-Hubbard model. This also demonstrates why shorter chains of gates required to connect arbitrary pairs of ions makes this geometry well suited for large-scale computation.
• Abstract（参考訳）: 2次元マイクロトラップアーキテクチャにおけるイオン量子コンピューティングにおける高速パルス2量子ゲートの利用について理論的に検討する。 一次元において、そのような高速ゲートは、近接する隣り合うときに最適であり、2次元幾何学への一般化を検討する。 高速パルスゲートは、レーザー繰り返し速度を実験的に実証し、近傍トラップにおけるイオン間の高忠実な絡み合い動作をトラッピング期間よりも早く実施できることを実証する。 特に、ゲート長を増加させることなく、数百イオンの大型配列でも高忠実度ゲートは実現可能であることが判明した。 本提案の有用性を示すために,40モードフェルミ・ハバードモデルのディジタルシミュレーションにおけるゲートの適用について検討する。 これはまた、任意のイオン対を接続するために必要な短いゲート鎖が、この幾何学を大規模計算に適していることを示す。

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