論文の概要: High connectivity quantum processor nodes using single-ion-qubits in
rare-earth-ion-doped crystals
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2111.09016v1
- Date: Wed, 17 Nov 2021 10:15:29 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-07 21:55:32.492030
- Title: High connectivity quantum processor nodes using single-ion-qubits in
rare-earth-ion-doped crystals
- Title（参考訳）: 希土類イオンドープ結晶における単一イオン量子ビットを用いた高接続量子プロセッサノード
- Authors: Adam Kinos, Lars Rippe, Diana Serrano, Andreas Walther, Stefan Kr\"oll
- Abstract要約: ランダムにドープされた希土類イオン結晶における量子プロセッサノード構築のための2つのプロトコルを提案する。
ドーピング濃度とレーザーアクセス性の変化により、プロセッサノードは数十から1,000ドル近い量子ビットを含むことができる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.519980744168714
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We present two protocols for constructing quantum processor nodes in randomly
doped rare-earth-ion crystals and analyze their properties. By varying the
doping concentration and the accessible laser tunability, the processor nodes
can contain anywhere from only a few tens to almost $1000$ qubits. Furthermore,
the average number of qubits each qubit can interact with, denoted by the
connectivity, can be partly tailored to lie between just a few and roughly one
hundred. We also study how a limited tunability of the laser affects the
results, and conclude that a tuning range of $100$ GHz limits the results to
roughly $100$ qubits with around $50$ connections per qubit on average. In
order to construct an even larger processor, the vision is that several of
these quantum processor nodes should be connected to each other in a multi-node
architecture via, e.g., optical interfaces or flying qubits in the form of
light. Our results are encouraging for establishing the rare-earth-ion-based
systems as a quantum computing platform with strong potential and can serve to
focus the efforts within the field.
- Abstract（参考訳）: ランダムにドープされた希土類イオン結晶に量子プロセッサノードを構築し,その特性を解析するための2つのプロトコルを提案する。
ドーピング濃度とアクセス可能なレーザー調整性を変えることで、プロセッサノードは数十から1,000ドル近い量子ビットしか持たない。
さらに、各キュービットが相互作用できる平均キュービット数は、接続によって表され、ほんの数から約100の間にあるように部分的に調整することができる。
また、レーザーの波長の制限が結果にどのように影響するかを研究し、100$ ghzのチューニング範囲は、平均して1キュービットあたり50ドルの接続を持つ約100ドルのキュービットに制限されていると結論づけた。
さらに大きなプロセッサを構築するために、これらの量子プロセッサノードのいくつかは、光インタフェースや空飛ぶ量子ビットといった、マルチノードアーキテクチャで相互に接続されるべきである、というビジョンがある。
私たちの結果は、強力なポテンシャルを持つ量子コンピューティングプラットフォームとしてレアアースイオンベースのシステムを確立することを奨励しています。
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