論文の概要: Atom-Orbital Qubits under Holonomic Quantum Control
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2104.08794v2
- Date: Thu, 9 Dec 2021 10:53:11 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-03 06:53:59.814365
- Title: Atom-Orbital Qubits under Holonomic Quantum Control
- Title（参考訳）: ホロノミック量子制御による原子軌道量子ビット
- Authors: Hongmian Shui, Shengjie Jin, Zhihan Li, Fansu Wei, Xuzong Chen,
Xiaopeng Li, Xiaoji Zhou
- Abstract要約: 我々は、光学格子内の原子ボース・アインシュタイン凝縮の$s$-および$d$-orbitalsを演算することにより、原子軌道量子ビットを構築する。
ノイズ耐性量子ゲート演算はホロノミック量子制御によって達成される。
我々の研究は原子軌道に基づく量子情報処理の幅広い機会を開く。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.6137239960677268
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Quantum computing has been attracting tremendous efforts in recent years. One
prominent application is to perform quantum simulations of electron
correlations in large molecules and solid-state materials, where orbital
degrees of freedom are crucial to quantitatively model electronic properties.
Electron orbitals unlike quantum spins obey crystal symmetries, making the
atomic orbital in optical lattices a natural candidate to emulate electron
orbitals. Here, we construct atom-orbital qubits by manipulating $s$- and
$d$-orbitals of atomic Bose-Einstein condensation in an optical lattice.
Noise-resilient quantum gate operations are achieved by performing holonomic
quantum control, which admits geometrical protection. We find it is critical to
eliminate the orbital leakage error in the system. The gate robustness is
tested by varying the intensity of the laser forming the lattice. Our work
opens up wide opportunities for atom-orbital based quantum information
processing, of vital importance to programmable quantum simulations of
multi-orbital physics in molecules and quantum materials.
- Abstract（参考訳）: 近年、量子コンピューティングは膨大な努力を集めている。
顕著な応用の一つは、大きな分子や固体材料の電子相関の量子シミュレーションを行うことであり、軌道の自由度は電子物性を定量的にモデル化するのに不可欠である。
量子スピンとは異なり、電子軌道は結晶対称性に従い、光学格子内の原子軌道は電子軌道をエミュレートする自然な候補となる。
ここでは、光学格子内の原子ボース・アインシュタイン凝縮の$s$-および$d$-orbitalsを演算して原子軌道量子ビットを構築する。
ノイズ耐性量子ゲート演算は、幾何学的保護を認めるホロノミック量子制御によって達成される。
システム内の軌道リークエラーを除去することが重要である。
格子を形成するレーザの強度を変化させてゲートロバスト性をテストする。
分子・量子材料における多軌道物理のプログラム可能な量子シミュレーションにおいて,我々は原子軌道に基づく量子情報処理の幅広い機会を開く。
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