論文の概要: Scalable and Parallel Tweezer Gates for Quantum Computing with Long Ion Strings

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2008.11389v2
• Date: Thu, 14 Jan 2021 08:28:18 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-04 21:57:32.357358
• Title: Scalable and Parallel Tweezer Gates for Quantum Computing with Long Ion Strings
• Title（参考訳）: 長いイオン弦を持つ量子コンピューティングのためのスケーラブルで並列なツイーザーゲート
• Authors: Tobias Olsacher, Lukas Postler, Philipp Schindler, Thomas Monz, Peter Zoller and Lukas M. Sieberer
• Abstract要約: ローカライズされたフォノンモードを用いて,スケーラブルで並列なエンタングゲートを実現する手法を考案した。 この手法を最適コヒーレント制御手法と組み合わせることで、最大密度の普遍並列化量子回路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）: 1.554996360671779
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Trapped-ion quantum computers have demonstrated high-performance gate operations in registers of about ten qubits. However, scaling up and parallelizing quantum computations with long one-dimensional (1D) ion strings is an outstanding challenge due to the global nature of the motional modes of the ions which mediate qubit-qubit couplings. Here, we devise methods to implement scalable and parallel entangling gates by using engineered localized phonon modes. We propose to tailor such localized modes by tuning the local potential of individual ions with programmable optical tweezers. Localized modes of small subsets of qubits form the basis to perform entangling gates on these subsets in parallel. We demonstrate the inherent scalability of this approach by presenting analytical and numerical results for long 1D ion chains and even for infinite chains of uniformly spaced ions. Furthermore, we show that combining our methods with optimal coherent control techniques allows to realize maximally dense universal parallelized quantum circuits.
• Abstract（参考訳）: トラップイオン量子コンピュータは、約10量子ビットのレジスタにおける高性能ゲート演算を実証している。 しかし、長い1次元(1D)イオン弦による量子計算のスケールアップと並列化は、量子ビットと量子ビットのカップリングを媒介するイオンの運動モードのグローバルな性質のため、顕著な課題である。 本稿では,局所化フォノンモードを用いて,スケーラブルで並列な絡み合いゲートを実現する手法を考案する。 個々のイオンの局所ポテンシャルをプログラム可能な光トワイザーで調整することにより,そのような局所化モードを調整することを提案する。 量子ビットの小さな部分集合の局所化モードは、これらの部分集合に並列に絡み合うゲートを実行する基礎を形成する。 長い1次元イオン鎖および一様間隔のイオン鎖の無限鎖に対して解析的および数値的結果を示し,本手法の固有スケーラビリティを示す。 さらに,本手法を最適コヒーレント制御手法と組み合わせることで,最大密度の並列化量子回路を実現することができることを示す。

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