論文の概要: Batch Optimization of Frequency-Modulated Pulses for Robust Two-qubit Gates in Ion Chains

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2104.06887v2
• Date: Mon, 20 Dec 2021 16:38:03 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-03 21:13:21.554819
• Title: Batch Optimization of Frequency-Modulated Pulses for Robust Two-qubit Gates in Ion Chains
• Title（参考訳）: イオン鎖におけるロバスト2ビットゲートの周波数変調パルスのバッチ最適化
• Authors: Mingyu Kang, Qiyao Liang, Bichen Zhang, Shilin Huang, Ye Wang, Chao Fang, Jungsang Kim, Kenneth R. Brown
• Abstract要約: 捕捉イオン量子コンピュータにおける2量子ビットゲートは、スピン依存力を適用して、イオンの内部状態をその運動と一時的に絡み合わせることによって生成される。 レーザーパルスは、運動とイオンの間の残差を最小限に抑えながら、イオン間の最大エンタングルゲートを生成するよう慎重に設計されている。 周波数変調されたモルマー・ソレンセンゲートの動作モード周波数オフセットに対するロバスト性を向上させる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.0916705331600047
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Two-qubit gates in trapped-ion quantum computers are generated by applying spin-dependent forces that temporarily entangle the internal state of the ion with its motion. Laser pulses are carefully designed to generate a maximally entangling gate between the ions while minimizing any residual entanglement between the motion and the ion. The quality of the gates suffers when the actual experimental parameters differ from the ideal case. Here, we improve the robustness of frequency-modulated M{\o}lmer-S{\o}rensen gates to motional mode-frequency offsets by optimizing the average performance over a range of systematic errors using batch optimization. We then compare this method with frequency-modulated gates optimized for ideal parameters that include an analytic robustness condition. Numerical simulations show good performance up to 12 ions, and the method is experimentally demonstrated on a two-ion chain.
• Abstract（参考訳）: 閉じ込められたイオン量子コンピュータの2量子ビットゲートは、イオンの内部状態とその運動を一時的に絡むスピン依存力を適用することによって生成される。 レーザーパルスは、運動とイオンの間の残差を最小限に抑えながら、イオン間の最大エンタングルゲートを生成するよう慎重に設計されている。 実際の実験パラメータが理想的な場合と異なる場合、ゲートの品質が低下する。 本稿では,バッチ最適化による系統的誤りに対する平均性能を最適化することにより,周波数変調型m{\o}lmer-s{\o}rensenゲートの動作モード周波数オフセットに対するロバスト性を向上させる。 次に,解析的ロバスト性条件を含む理想的なパラメータに最適化された周波数変調ゲートと比較する。 数値シミュレーションにより12イオンまでの優れた性能を示し、2イオン鎖上で実験を行った。

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