論文の概要: Error-budgeting for a controlled-phase gate with strontium-88 Rydberg atoms

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2202.13849v2
• Date: Thu, 12 May 2022 13:18:18 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-23 17:49:27.814696
• Title: Error-budgeting for a controlled-phase gate with strontium-88 Rydberg atoms
• Title（参考訳）: ストロンチウム88リドバーグ原子を用いた制御相ゲートの誤差予算化
• Authors: Alice Pagano, Sebastian Weber, Daniel Jaschke, Tilman Pfau, Florian Meinert, Simone Montangero, and Hans Peter B\"uchler
• Abstract要約: Rydberg量子コンピュータにおける高忠実度制御相ゲートの実装について検討する。 レーザーパルスは、リドベルク状態に費やされた時間を10%短縮する。 99.9%を超える平均ゲート忠実度は、非常に保守的な推定が可能である。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.1465840097113565
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We study the implementation of a high fidelity controlled-phase gate in a Rydberg quantum computer. The protocol is based on a symmetric gate with respect to the two qubits as experimentally realized by Levine et al [Phys. Rev. Lett. 123, 170503 (2019)], but allows for arbitrary pulse shapes with time-dependent detuning. Optimizing the pulse shapes, we introduce laser pulses which shorten the time spent in the Rydberg state by 10% and reduce the leading contribution to the gate infidelity, i.e., the decay from the Rydberg state. Remarkably, this reduction can be achieved for smooth pulses in detuning and smooth turning on of the Rabi frequency as required in any experimental realization. We carefully analyze the influence of fundamental error sources such as the photon recoil, the microscopic interaction potential, as well as the harmonic trapping of the atoms for an experimentally realistic setup based on strontium-88 atoms. We find that an average gate fidelity above 99.9% is possible for a very conservative estimation of experimental parameters.
• Abstract（参考訳）: Rydberg量子コンピュータにおける高忠実度制御相ゲートの実装について検討する。 このプロトコルは、levine et al [phys. rev. lett. 123, 170503 (2019)] によって実験的に実現された2つの量子ビットに関する対称ゲートに基づいているが、時間に依存した任意のパルス形状のデチューンが可能である。 パルス形状を最適化するために, ライドバーグ状態の時間を10%短縮し, ゲート不確かさへの主導的な寄与を減少させるレーザーパルス, すなわちライドバーグ状態からの減衰を導入する。 顕著なことに、この還元は、実験的な実現に必要なラビ周波数の変調および滑らかなオンオンにおける滑らかなパルスに対して達成できる。 我々は、ストロンチウム88原子に基づく実験的な現実的なセットアップのために、光子リコイル、微視的相互作用ポテンシャル、原子の調和トラップなどの基本的な誤差源の影響を慎重に分析する。 99.9%を超える平均ゲート忠実度は、非常に保守的な実験パラメータの推定に有効である。

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