論文の概要: Two-qubit gate in neutral atoms using transitionless quantum driving

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2206.08915v1
• Date: Fri, 17 Jun 2022 17:51:49 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-09 01:49:59.102755
• Title: Two-qubit gate in neutral atoms using transitionless quantum driving
• Title（参考訳）: 遷移型量子駆動を用いた中性原子の2量子ビットゲート
• Authors: Archismita Dalal and Barry C. Sanders
• Abstract要約: 中立原子系はゲートベースの量子コンピューティングを実現するための有望なプラットフォームとして機能する。 超伝導系や閉じ込められたイオンのような競合するプラットフォームの背後にある2ビットのゲートフィデリティラグが絡み合う。 我々は、中性原子に対するRydberg-blockade機構に基づく高速で頑健で高忠実な制御Zゲートを提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: A neutral-atom system serves as a promising platform for realizing gate-based quantum computing because of its capability to trap and control several atomic qubits in different geometries and the ability to perform strong, long-range interactions between qubits; however, the two-qubit entangling gate fidelity lags behind competing platforms such as superconducting systems and trapped ions. The aim of our work is to design a fast, robust, high-fidelity controlled-Z (CZ) gate, based on the Rydberg-blockade mechanism, for neutral atoms. We propose a gate procedure that relies on simultaneous and transitionless quantum driving of a pair of atoms using broadband lasers. By simulating a system of two interacting Caesium atoms, including spontaneous emission from excited levels and parameter fluctuations, we yield a Rydberg-blockade CZ gate with fidelity 0.9985 over an operation time of $0.12~\mu$s. Our gate procedure delivers CZ gates that are superior than the state-of-the-art experimental CZ gate and the simulated CZ gates based on adiabatic driving of atoms. Our results show that our gate procedure carries significant potential for achieving scalable quantum computing using neutral atoms.
• Abstract（参考訳）: 中性原子系は、異なる幾何学におけるいくつかの原子量子ビットをトラップして制御する能力と、量子ビット間の強力で長距離の相互作用を行う能力があるため、ゲートベースの量子コンピューティングを実現する有望なプラットフォームとして機能する。 我々の研究の目的は、中性原子のためのrydberg-blockade機構に基づく高速で堅牢で高忠実な制御型z(cz)ゲートを設計することである。 ブロードバンドレーザを用いた一対の原子の同時および過渡無遷移量子駆動に依存するゲートプロシージャを提案する。 励起レベルからの自然放出やパラメータ変動を含む2つの相互作用するセシウム原子の系をシミュレートすることにより、およそ0.12〜\mu$sの演算時間で、忠実度 0.9985 のリドベルク・ブロッカド CZ ゲートが得られる。 我々のゲートは、最先端の実験的なCZゲートよりも優れたCZゲートと、原子の断熱駆動に基づく模擬CZゲートを提供する。 その結果,中性原子を用いたスケーラブルな量子コンピューティングを実現する上で,ゲート手続きは大きな可能性を秘めていることがわかった。

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