論文の概要: Long-lived Bell states in an array of optical clock qubits
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2111.14653v1
- Date: Mon, 29 Nov 2021 16:10:30 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-06 09:34:02.144002
- Title: Long-lived Bell states in an array of optical clock qubits
- Title（参考訳）: 光時計量子ビットアレイにおける長寿命ベル状態
- Authors: Nathan Schine, Aaron W. Young, William J. Eckner, Michael J. Martin,
Adam M. Kaufman
- Abstract要約: 我々は、光学的ツイーザと断熱的Rydbergドレッシングを用いた光時計遷移の絡み合わせを作成する。
ベル状態のコヒーレンスはパリティ相関による$tau_bc = 4.2(6)$ s の寿命を持つ。
このようなベル状態は、気象学的安定性と帯域幅を高めるのに有用である。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: The generation of long-lived entanglement on an optical clock transition is a
key requirement to unlocking the promise of quantum metrology. Arrays of
neutral atoms constitute a capable quantum platform for accessing such physics,
where Rydberg-based interactions may generate entanglement between individually
controlled and resolved atoms. To this end, we leverage the programmable state
preparation afforded by optical tweezers along with the efficient strong
confinement of a 3d optical lattice to prepare an ensemble of strontium atom
pairs in their motional ground state. We engineer global single-qubit gates on
the optical clock transition and two-qubit entangling gates via adiabatic
Rydberg dressing, enabling the generation of Bell states, $|\psi\rangle =
\frac{1}{\sqrt{2}}\left(|gg\rangle + i|ee\rangle \right)$, with a fidelity of
$\mathcal{F}= 92.8(2.0)$%. For use in quantum metrology, it is furthermore
critical that the resulting entanglement be long lived; we find that the
coherence of the Bell state has a lifetime of $\tau_{bc} = 4.2(6)$ s via parity
correlations and simultaneous comparisons between entangled and unentangled
ensembles. Such Bell states can be useful for enhancing metrological stability
and bandwidth. Further rearrangement of hundreds of atoms into arbitrary
configurations using optical tweezers will enable implementation of many-qubit
gates and cluster state generation, as well as explorations of the transverse
field Ising model and Hubbard models with entangled or finite-range-interacting
tunnellers.
- Abstract（参考訳）: 光時計転移における長寿命の絡み合いの発生は、量子力学の約束を解き放つための鍵となる要件である。
中立原子の配列はそのような物理学にアクセスするための有能な量子プラットフォームを構成し、リドバーグに基づく相互作用は個々の制御された原子と分解された原子の間の絡み合いを生じさせる。
この目的のために, 光学的ツイーザによるプログラム可能な状態準備と, 3次元光学格子の高効率閉じ込めを活用して, ストロンチウム原子対の運動基底状態のアンサンブルを調製する。
我々は、光時計遷移に関するグローバルシングルキュービットゲートと、断熱ライドバーグドレッシングによる2キュービットアンタリングゲートを設計、ベル状態の生成を可能にする、$|\psi\rangle = \frac{1}{\sqrt{2}}\left(|gg\rangle + i|ee\rangle \right)$、$\mathcal{f}=92.8(2.0)$%である。
量子メロジクスでは、結果として生じる絡み合いは長生きすることがさらに重要であり、ベル状態のコヒーレンスがパリティ相関と、絡み合ったアンサンブルとアンサンブルの同時比較を通じて、$\tau_{bc} = 4.2(6)$ s の寿命を持つことが分かる。
このようなベル状態は、メトロロジーの安定性と帯域幅を高めるのに有用である。
光ツイーザを用いて数百個の原子を任意の構成に再配置することで、多ビットゲートとクラスタ状態の生成が可能となり、また、交叉または有限距離相互作用トンネルを用いた横フィールドイジングモデルとハバードモデルの探索が可能となる。
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