論文の概要: High-fidelity tomography of fluorescent ion qubits under conditions of
limited discrimination between bright and dark levels
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2201.03071v1
- Date: Sun, 9 Jan 2022 19:11:08 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-01 21:42:28.759093
- Title: High-fidelity tomography of fluorescent ion qubits under conditions of
limited discrimination between bright and dark levels
- Title（参考訳）: 明るい準位と暗い準位を限定した条件下での蛍光イオン量子ビットの高忠実トモグラフィー
- Authors: Yu.I. Bogdanov, B.I. Bantysh, N.A. Bogdanova, I.A. Dmitriev, V.F.
Lukichev
- Abstract要約: 検討されたイオン量子ビットでは、量子状態の同定はイオンの蛍光を測定することによって達成される。
ファジィ測定モデルを用いて精度の低下を減少させる要因は,標準測定値と比較して1000以上の値に達することが示唆された。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The present work is devoted to the development of a method for high-precision
tomography of ion qubit registers under conditions of limited
distinguishability of the states of a logical value 0 and a logical value 1. In
the considered ion qubits, the identification of the quantum state is achieved
by measuring the fluorescence of the ion by repeated excitation of the cyclic
transition, which includes only the lower energy state that sets a logical
value 0 and becomes bright, but does not include the upper metastable state
that remains dark and sets logical value 1. It is important to note that it is
not always possible to achieve low levels of registration errors due to the
finite lifetime of excited levels, photon scattering, dark noise, low numerical
aperture values, etc. However, even under such conditions, with use of the
model of fuzzy quantum measurements, it is possible to provide precise control
of quantum states. We show that a model that is characterized by relatively
high levels of errors under conditions, where we have a reliable statistical
model of their occurrence, is more accurate than the case when the considered
errors are small, but we do not have an adequate statistical model for the
occurrence of these errors. In the given illustrative examples, we show that
the factor of reducing the loss of accuracy with the use of the model of fuzzy
measurements can reach values of the order of 1000 or more in comparison with
standard measurements. The obtained results are essential for the development
of high-precision methods for controlling the technology of quantum computing
on the ion platform.
- Abstract（参考訳）: 本研究は、論理値0と論理値1の状態を限定的に区別する条件下でイオン量子ビットレジスタの高精度トモグラフィー法の開発に係わる。
考察されたイオン量子ビットでは、循環遷移の繰り返し励起によってイオンの蛍光を測定することにより、量子状態の同定が達成される。これは、論理値 0 を設定して明るくなる低エネルギー状態のみを含むが、暗く、論理値 1 をセットする上準安定状態は含まない。
励起レベルの有限寿命、光子散乱、暗騒音、低い数値開口値などにより、低レベルの登録誤差を常に達成できるとは限らないことに注意する必要がある。
しかし、そのような条件下であっても、ファジィ量子測定のモデルを用いることで、量子状態の正確な制御を提供できる。
条件下での比較的高いエラーレベルを特徴とするモデルにおいて,その発生の信頼性の高い統計モデルが,検討した誤差が小さいモデルよりも正確であることを示すが,これらのエラーの発生に対して適切な統計モデルを持っていない。
与えられた例では、ファジィ測定モデルを用いて精度の損失を減少させる要因が、標準測定値と比較して1000以上の値に達することが示されている。
得られた結果はイオンプラットフォーム上での量子コンピューティング技術を制御するための高精度手法の開発に不可欠である。
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