論文の概要: A Wavelength-Insensitive, Multispecies Entangling Gate for Group-2
Atomic Ions
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2010.04526v1
- Date: Fri, 9 Oct 2020 12:27:41 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-29 13:30:32.275742
- Title: A Wavelength-Insensitive, Multispecies Entangling Gate for Group-2
Atomic Ions
- Title（参考訳）: Group-2原子イオンに対する波長非感受性多種ゲート
- Authors: Brian C. Sawyer and Kenton R. Brown
- Abstract要約: 同一または異種アルカリ土類原子イオン間の絡み合いを発生させる光学的手法を提案する。
本稿では,このゲート方式の原理と基本的な誤り源について詳細に解析する。
量子情報処理とシミュレーションにおける多種イオン結晶の応用について論じる。
- 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: We propose an optical scheme for generating entanglement between co-trapped
identical or dissimilar alkaline earth atomic ions ($^{40}\text{Ca}^+$,
$^{88}\text{Sr}^+$, $^{138}\text{Ba}^+$, $^{226}\text{Ra}^+$) which exhibits
fundamental error rates below $10^{-4}$ and can be implemented with a broad
range of laser wavelengths spanning from ultraviolet to infrared. We also
discuss straightforward extensions of this technique to include the two
lightest Group-2 ions ($\text{Be}^+$, $\text{Mg}^+$) for multispecies
entanglement. The key elements of this wavelength-insensitive geometric phase
gate are the use of a ground ($S_{1/2}$) and a metastable ($D_{5/2}$)
electronic state as the qubit levels within a $\sigma^z \sigma^z$ light-shift
entangling gate. We present a detailed analysis of the principles and
fundamental error sources for this gate scheme which includes photon scattering
and spontaneous emission decoherence, calculating two-qubit-gate error rates
and durations at fixed laser beam intensity over a large portion of the optical
spectrum (300 nm to 2 $\mu \text{m}$) for an assortment of ion pairs. We
contrast the advantages and disadvantages of this technique against previous
trapped-ion entangling gates and discuss its applications to quantum
information processing and simulation with like and multispecies ion crystals.
- Abstract（参考訳）: 同一または異種アルカリ土類原子イオン(^{40}\text{Ca}^+$, $^{88}\text{Sr}^+$, $^{138}\text{Ba}^+$, $^{226}\text{Ra}^+$)間の絡み合いを発生させる光学的手法を提案する。
また,多種間の絡み合いに最も軽い2つのgroup-2イオン(\text{be}^+$,$\text{mg}^+$)を含むように,この技術の簡単な拡張についても論じる。
この波長不感な幾何学的位相ゲートの鍵となる要素は、地上(S_{1/2}$)と準安定(D_{5/2}$)の電子状態が、$\sigma^z \sigma^z$光シフトエンタングゲート内の量子ビットレベルとして用いられることである。
本稿では,光子散乱と自発的発光のデコヒーレンスを含むこのゲートスキームの原理と基本的な誤差源の詳細な解析を行い,イオン対のソートのために光スペクトル(300 nmから2 $\mu \text{m}$)の大部分の固定レーザービーム強度における2量子ゲート誤差率と持続時間を計算する。
本手法の利点と欠点を従来の閉じ込めイオン絡みゲートと比較し,その量子情報処理およびシミュレーションへの応用について,等種多種イオン結晶を用いて論じる。
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