論文の概要: High-fidelity multiqubit Rydberg gates via two-photon adiabatic rapid passage

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2112.13025v2
• Date: Wed, 29 Jun 2022 14:20:50 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-03 09:14:18.075974
• Title: High-fidelity multiqubit Rydberg gates via two-photon adiabatic rapid passage
• Title（参考訳）: 2光子断熱ラピッドパスによる高忠実マルチキュービットライドバーグゲート
• Authors: Gerard Pelegr\'i, Andrew J. Daley and Jonathan D. Pritchard
• Abstract要約: 我々は中性原子量子ビット上に高忠実度マルチキュービット制御相ゲートを実装するためのロバストプロトコルを提案する。 本結果は,マルチキュービットユニタリのネイティブ実装における中性原子配列の実用性を強調した。
• 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: We present a robust protocol for implementing high-fidelity multiqubit controlled phase gates $(C^kZ)$ on neutral atom qubits coupled to highly excited Rydberg states. Our approach is based on extending adiabatic rapid passage to two-photon excitation via a short-lived intermediate excited state common to alkali-atom Rydberg experiments, accounting for the full impact of spontaneous decay and differential AC Stark shifts from the complete manifold of hyperfine excited states. We evaluate and optimize gate performance, concluding that for Cs and currently available laser frequencies and powers, a $CCZ$ gate with fidelity $\mathcal{F}>0.995$ for three qubits and $CCCZ$ with $\mathcal{F}>0.99$ for four qubits is attainable in $\sim 1.8$~$\mu$s via this protocol. Higher fidelities are accessible with future technologies, and our results highlight the ultility of neutral atom arrays for the native implementation of multiqubit unitaries.
• Abstract（参考訳）: 我々は,高励起Rydberg状態に結合した中性原子量子ビットに対して,高忠実度マルチキュービット制御相ゲートを$(C^kZ)$で実装するためのロバストプロトコルを提案する。 本手法は, アルカリ原子ライドバーグ実験に共通する短寿命の中間励起状態を介して断熱的ラピッド通路を2光子励起に拡張し, 自発的崩壊と交流スタークシフトが超微細励起状態の完備多様体から完全に影響することを示す。 我々は、Csおよび現在利用可能なレーザー周波数とパワーに対して、3量子ビットに対して$\mathcal{F}>0.995$のCCZ$と4量子ビットに対して$\mathcal{F}>0.99$のCCCZ$が$\sim 1.8$~$\mu$sで実現可能であることを結論し、ゲート性能を評価し、最適化する。 高精細度は将来の技術でアクセス可能であり,マルチキュービットユニタリをネイティブに実装するための中性アトムアレイの欠如を浮き彫りにする。

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