論文の概要: Fast Preparation and Detection of a Rydberg Qubit using Atomic Ensembles

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2105.11050v1
• Date: Mon, 24 May 2021 00:11:24 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-29 23:27:04.994971
• Title: Fast Preparation and Detection of a Rydberg Qubit using Atomic Ensembles
• Title（参考訳）: 原子アンサンブルを用いたRydberg量子ビットの高速作成と検出
• Authors: Wenchao Xu, Aditya V. Venkatramani, Sergio H. Cant\'u, Tamara \v{S}umarac, Valentin Kl\"usener, Mikhail D. Lukin, Vladan Vuleti\'c
• Abstract要約: 我々は,原子ライドバーグ状態量子ビットの高速な準備,操作,集合的読み出しのための新しいアプローチを示す。 小さな原子アンサンブル内でRydbergブロッキングを利用することで、成功確率が$F_p=0.93 pm 0.02$の1量子ビットを3$mu$sで作成する。 我々は、15$mu$sの量子ビットコヒーレンス時間を観察し、90nsのpi$回転時間よりもはるかに長い。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.53772134817876
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We demonstrate a new approach for fast preparation, manipulation, and collective readout of an atomic Rydberg-state qubit. By making use of Rydberg blockade inside a small atomic ensemble, we prepare a single qubit within 3~$\mu$s with a success probability of $F_p=0.93 \pm 0.02$, rotate it, and read out its state in $6$ $\mu s$ with a single-shot fidelity of $F_d=0.92 \pm 0.04$. The ensemble-assisted detection is $10^3$ times faster than imaging of a single atom with the same optical resolution, and enables fast repeated non-destructive measurement. We observe qubit coherence times of 15~$\mu$s, much longer than the $\pi$ rotation time of 90~ns. Potential applications ranging from faster quantum information processing in atom arrays to efficient implementation of quantum error correction are discussed.
• Abstract（参考訳）: 我々は,原子リドバーグ状態キュービットの高速合成,操作,集合的読み出しのための新しいアプローチを示す。 小さな原子アンサンブル内でRydbergブロッキングを使用することで、成功確率が$F_p=0.93 \pm 0.02$で3~$\mu$s内の単一量子ビットを作成し、それを回転させ、その状態は$F_d=0.92 \pm 0.04$で6$\mu s$で読み取る。 アンサンブルアシスト検出は、同じ光学解像度の単一原子の撮像よりも10^3$の速さで、高速に繰り返し非破壊測定を行うことができる。 我々は、15~$\mu$sのキュービットコヒーレンス時間を観察し、90~nsの$\pi$回転時間よりもはるかに長い。 原子配列における高速な量子情報処理から量子誤り訂正の効率的な実装に至るまでの潜在的な応用について論じる。

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