論文の概要: Designing Filter Functions of Frequency-Modulated Pulses for High-Fidelity Two-Qubit Gates in Ion Chains

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2206.10850v2
• Date: Thu, 5 Jan 2023 16:04:50 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-08 10:03:42.039639
• Title: Designing Filter Functions of Frequency-Modulated Pulses for High-Fidelity Two-Qubit Gates in Ion Chains
• Title（参考訳）: 高周波変調パルスによるイオン鎖内2量子ゲートのフィルタ関数の設計
• Authors: Mingyu Kang, Ye Wang, Chao Fang, Bichen Zhang, Omid Khosravani, Jungsang Kim, Kenneth R. Brown
• Abstract要約: 我々は、トラップイオン量子コンピュータのモルマー-ソレンセンゲートのフィルタ関数を開発する。 動作モードの雑音スペクトルを測定し,フィルタ関数の設計に利用する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.2467045800438448
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: High-fidelity two-qubit gates in quantum computers are often hampered by fluctuating experimental parameters. The effects of time-varying parameter fluctuations lead to coherent noise on the qubits, which can be suppressed by designing control signals with appropriate filter functions. Here, we develop filter functions for M{\o}lmer-S{\o}rensen gates of trapped-ion quantum computers that accurately predict the change in gate error due to small parameter fluctuations at any frequency. We then design the filter functions of frequency-modulated laser pulses, and compare this method with pulses that are robust to static offsets of the motional-mode frequencies. Experimentally, we measure the noise spectrum of the motional modes and use it for designing the filter functions, which improves the gate fidelity from 99.23(7)% to 99.55(7)% in a five-ion chain.
• Abstract（参考訳）: 量子コンピュータにおける高忠実な2ビットゲートは、しばしば実験パラメータの変動によって妨げられる。 時間変化パラメータのゆらぎが量子ビットにコヒーレントノイズを生じさせ、適切なフィルタ機能を備えた制御信号の設計によって抑制される。 本稿では,任意の周波数での小さなパラメータ変動によるゲート誤差の変化を正確に予測する,トラップイオン量子コンピュータのM{\o}lmer-S{\o}rensenゲートのフィルタ関数を開発する。 次に、周波数変調レーザーパルスのフィルタ関数を設計し、運動モード周波数の静的オフセットに対して頑健なパルスと比較する。 実験では, 動作モードの雑音スペクトルを測定し, フィルタ関数の設計に用いることにより, ゲート忠実度を99.23(7)%から99.55(7)%に改善した。

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