論文の概要: High-dimensional SO(4)-symmetric Rydberg manifolds for quantum simulation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2206.01108v1
• Date: Thu, 2 Jun 2022 15:47:36 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-10 22:47:32.993274
• Title: High-dimensional SO(4)-symmetric Rydberg manifolds for quantum simulation
• Title（参考訳）: 量子シミュレーションのための高次元so(4)対称リドバーグ多様体
• Authors: Andreas Kruckenhauser, Rick van Bijnen, Torsten V. Zache, Marco Di Liberto and Peter Zoller
• Abstract要約: 我々はSO(4)対称性を利用して、Rydberg原子のアレイ上の静電場と磁場、およびマイクロ波および光場の作用を特徴づける。 これらの配列は、キューディットベースの量子コンピューティングのための量子情報処理操作を実行する機会を提供する。
• 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: We develop a toolbox for manipulating arrays of Rydberg atoms prepared in high-dimensional hydrogen-like manifolds in the regime of linear Stark and Zeeman effect. We exploit the SO(4) symmetry to characterize the action of static electric and magnetic fields as well as microwave and optical fields on the well-structured manifolds of states with principal quantum number $n$. This enables us to construct generalized large-spin Heisenberg models for which we develop state-preparation and readout schemes. Due to the available large internal Hilbert space, these models provide a natural framework for the quantum simulation of Quantum Field Theories, which we illustrate for the case of the sine-Gordon and massive Schwinger models. Moreover, these high-dimensional manifolds also offer the opportunity to perform quantum information processing operations for qudit-based quantum computing, which we exemplify with an entangling gate and a state-transfer protocol for the states in the neighborhood of the circular Rydberg level.
• Abstract（参考訳）: 本研究では,リニアスターク効果とゼーマン効果を用いて高次元水素様多様体で作製したリドバーグ原子配列を操作するためのツールボックスを開発した。 so(4)対称性を利用して、主量子数 $n$ を持つ状態のよく構造化された多様体上のマイクロ波および光学場と同様に、静電場と磁場の作用を特徴づける。 これにより、状態準備および読み出しスキームを開発する一般化された大スピンハイゼンベルクモデルを構築することができる。 広い内部ヒルベルト空間が利用可能であるため、これらのモデルは量子場理論の量子シミュレーションの自然な枠組みを提供する。 さらに、これらの高次元多様体は、円Rydbergレベル近傍の状態に対するエンタングルゲートと状態移動プロトコルを例示する、キューディットベースの量子コンピューティングのための量子情報処理演算を行う機会も提供する。

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