論文の概要: Parallel implementation of CNOT$^{\text{N}}$ and C$_2$NOT$^2$ gates via
homonuclear and heteronuclear F\"{o}rster interactions of Rydberg atoms
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2206.12176v2
- Date: Wed, 16 Nov 2022 04:27:04 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-08 04:40:30.386728
- Title: Parallel implementation of CNOT$^{\text{N}}$ and C$_2$NOT$^2$ gates via
homonuclear and heteronuclear F\"{o}rster interactions of Rydberg atoms
- Title（参考訳）: cnot$^{\text{n}}$およびc$_2$not$^2$gateの平行実装 : ライドバーグ原子のホモ核およびヘテロ核f\"{o}rster相互作用
- Authors: Ahmed M. Farouk, I.I. Beterov, Peng Xu, S. Bergamini, I.I. Ryabtsev
- Abstract要約: 高忠実度マルチキュービットCNOT$textN$およびC$_2$NOT$2$ゲートのスキームをクビットとして用いるアルカリ金属中性原子に対して解析する。
これらのスキームは、電磁誘導された透明性とリドベルクの封鎖に基づいている。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.52657449112212
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We analyze the schemes of high-fidelity multiqubit CNOT$^{\text{N}}$ and
C$_{2}$NOT$^{2}$ gates for alkali-metal neutral atoms used as qubits. These
schemes are based on the electromagnetically induced transparency and Rydberg
blockade, as proposed by M. M\"{u}ller et al. [PRL 102, 170502 (2009)]. In the
original paper the fidelity of multi-qubit CNOT$^{\text{N}}$ gate based on
Rydberg blockade was limited by the interaction between target atoms, and by
the coupling laser intensity. We propose overcoming these limits by using
strong asymmetric homonuclear and heteronuclear dipole-dipole interactions via
F\"{o}rster interactions between the control and target atoms, while the target
atoms remain coupled by weaker van der Waals interaction. We have optimized the
gate performance in order to achieve higher fidelity, while keeping coupling
laser intensity as small as possible in order to improve the experimental
feasibility of the gate schemes. We also considered optimization of schemes of
C$_{2}$NOT$^{2}$ gates, where the fidelity is also affected by the relation
between the control-control, control-target and target-target interaction
energies. Our numeric simulations confirm that the fidelity of CNOT$^4$ gate
(single control and four target atoms) can be up to $97.5\%$ and the fidelity
of C$_2$NOT$^2$ (two control and two target atoms) is up to $98\%$ for the
conditions which are experimentally feasible.
- Abstract（参考訳）: 高忠実度マルチ量子ビットcnot$^{\text{n}}$とc$_{2}$not$^{2}$ゲートのスキームを量子ビットとして使用するアルカリ金属中性原子に対して解析した。
これらのスキームは、M. M\"{u}ller et al.によって提案された電磁誘導透過性とライドベルク封鎖に基づいている。
[PRL 102, 170502 (2009)]
オリジナルの論文では、rydbergブロックに基づくマルチ量子ビットcnot$^{\text{n}}$ゲートの忠実性は、ターゲット原子間の相互作用と結合レーザー強度によって制限されていた。
我々は、F\"{o}rster相互作用とターゲット原子間のF\"{o}rster相互作用を通じて、強い非対称なジポール-双極子相互作用を用いてこれらの制限を克服し、ターゲット原子は弱いファンデルワールス相互作用で結合する。
我々は,ゲート方式の実験的実現性を向上させるため,レーザーの結合強度を極力小さく保ちつつ,高い忠実性を達成するためにゲート性能を最適化した。
また,C$_{2}$NOT$^{2}$ゲートのスキームの最適化についても検討した。
我々の数値シミュレーションにより、CNOT$^4$ゲート(単一制御と4つのターゲット原子)の忠実度は最大97.5\%$、C$2$NOT$^2$(2つの制御と2つのターゲット原子)の忠実度は実験的に実現可能な条件に対して最大980\%$であることを確認した。
関連論文リスト
- Quantum control landscape for generation of $H$ and $T$ gates in an open
qubit with both coherent and environmental drive [57.70351255180495]
量子計算における重要な問題は、ハダマール (H$) や$pi/8$ (T$) のような単一量子ビットの量子ゲートの生成である。
ここでは、コヒーレント制御と環境を用いた$H$および$T$ゲートの最適生成の問題を、非コヒーレント制御によりキュービットに作用する資源として検討する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-09-05T09:05:27Z) - Quantum Gate Optimization for Rydberg Architectures in the Weak-Coupling
Limit [55.05109484230879]
我々は,Rydberg tweezerシステムにおける2ビットゲートの機械学習支援設計を実演する。
我々は,高忠実度CNOTゲートを実装した最適パルス列を生成する。
単一量子ビット演算の局所的な制御は、原子列上で量子計算を行うのに十分であることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-06-14T18:24:51Z) - Cat-qubit-inspired gate on cos($2\theta$) qubits [77.34726150561087]
我々はKerr-cat量子ビットのノイズバイアス保存ゲートにインスパイアされた1量子ビット$Z$ゲートを導入する。
このスキームは、 qubit と ancilla qubit の間のビームスプリッターのような変換を通じて位相空間の $pi$ 回転に依存する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-04-04T23:06:22Z) - Electrical two-qubit gates within a pair of clock-qubit magnetic
molecules [59.45414406974091]
HoW$_10$分子スピン量子ビットにおけるコヒーレンスの向上はクロック遷移(CT)を用いて実証されている
誘電体結晶中の2つの近傍CT保護HoW$_10$ qubit間の2ビット量子ゲートをエフェクタングするために電場を利用する可能性を探る。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-04-20T16:27:24Z) - High fidelity entanglement of neutral atoms via a Rydberg-mediated
single-modulated-pulse controlled-PHASE gate [21.457325761297675]
Rb原子の2光子遷移に埋め込まれたオフ共振変調駆動(ORMD)による2量子制御PHASE($C_Z$)ゲートの実現実験結果について報告する。
我々の研究は、C_Z$ゲート操作を1パルスで完了し、レイドバーグ人口の減少を避ける。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-09-06T13:52:45Z) - A high-fidelity method for a single-step $N$-bit Toffoli gate in trapped
ions [0.0]
条件付きマルチキュービットゲートは、精巧な量子アルゴリズムの鍵となる要素である。
フォノンを介するIsing相互作用の断熱スイッチングに基づく解を提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-10-16T16:43:30Z) - Fast universal two-qubit gate for neutral fermionic atoms in optical
tweezers [0.0]
フェミオン原子を用いた高速な広義平方根SWAPゲートの実現法を提案する。
我々は、広い原子波束の限界において、ゲートの忠実度が統一に近づくことを解析的に証明した。
このような特徴を持つゲートは、中性原子を用いた量子計算における全接続性とフォールトトレランスの重要なマイルストーンである。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-08-22T12:01:31Z) - Electrically tuned hyperfine spectrum in neutral
Tb(II)(Cp$^{\rm{iPr5}}$)$_2$ single-molecule magnet [64.10537606150362]
分子電子レベルと核スピンレベルの両方を量子ビットとして用いることができる。
ドーパントを持つ固体系では、電場が核スピン量子ビットレベル間の間隔を効果的に変化させることが示されている。
この超微細スターク効果は量子コンピューティングにおける分子核スピンの応用に有用かもしれない。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-07-31T01:48:57Z) - Spheroidal-structure-based multi-qubit Toffoli gate via asymmetric
Rydberg interaction [6.151090395769923]
非対称なRydbergブロッキングによるエキゾチックなマルチキュービットToffoliゲートプロトコルを提案する。
球状構造の利点は、全ての制御ターゲット原子対間の強い遮断エネルギーの保存にある。
我々の発見は、特殊な高次元アレイにおけるスケーラブルな中原子量子計算に光を当てるかもしれない。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-07-23T11:30:26Z) - Scalability and high-efficiency of an $(n+1)$-qubit Toffoli gate sphere
via blockaded Rydberg atoms [6.151090395769923]
トフォリゲートの創設への現在のルートは、シーケンシャルな1ビットと2ビットのゲートを実装する必要がある。
我々は、Rydbergブロック機構に基づいて、普遍的な$(n+1)$-qubit Toffoliゲート球を構成するための新しい理論プロトコルを開発した。
その結果, ゲートの誤差は, 不完全な閉塞強度, 自発的な原子損失, 不完全な基底状態の準備に起因していることが示唆された。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-01-14T03:00:12Z) - Optimal coupling of HoW$_{10}$ molecular magnets to superconducting
circuits near spin clock transitions [85.83811987257297]
我々は,HoW$_10$磁性クラスターの純および磁性希釈結晶とマイクロ波超伝導コプラナー導波路とのカップリングについて検討した。
以上の結果から, 分子系のスピン時計状態は, スピン光子相互作用の大きさと, 不要な磁気ノイズ源からの十分な分離を両立させる, 有望な戦略であることがわかった。
論文 参考訳（メタデータ） (2019-11-18T11:03:06Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。