論文の概要: Robust gate design for large ion crystals through excitation of local phonon modes

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2207.04583v1
• Date: Mon, 11 Jul 2022 02:17:31 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-05 12:39:09.703587
• Title: Robust gate design for large ion crystals through excitation of local phonon modes
• Title（参考訳）: 局所フォノンモードの励起による大型イオン結晶のロバストゲート設計
• Authors: L.-M. Duan
• Abstract要約: 大型イオン結晶のための量子ゲートの拡張設計を提案する。 ゲート設計は普遍的であり、任意のサイズの大きなイオン結晶に適用できる。
• 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 propose a scalable design of entangling quantum gates for large ion crystals with the following desirable features: 1) The gate design is universal and applicable for large ion crystals of arbitrary sizes; 2) The gate has no speed limitation and can work outside of the Lamb-Dicke region; 3) The gate operates by driving from either continuous-wave or pulsed laser beams; 4) The gate is insensitive to slow variation of the laser optical phase and works under a thermal state for the ions' motion; 5) The intrinsic gate infidelity can be reduced to a level well below the threshold for fault-tolerant quantum computation under realistic experimental parameters. Different from the previous gate schemes, here we propose a gate design based on driving of the local oscillation mode of the ions instead of the collective normal modes and develop a formalism based on the Heisenberg equations to deal with the many-body quantum dynamics outside of the Lamb-Dicke region.
• Abstract（参考訳）: 本稿では,大きなイオン結晶に対して量子ゲートを絡み合うスケーラブルな設計法を提案する。 1) ゲート設計は普遍的であり,任意の大きさの大型イオン結晶に適用できる。 2) ゲートは、速度制限がなく、ラムディッケ地域外で動作することができる。 3) ゲートは連続波又はパルスレーザービームから駆動する。 4) ゲートは、レーザ光位相の遅い変動に影響を受けず、イオンの運動に対する熱状態で動作する。 5) 本質ゲートの不確かさは,実際の実験パラメータの下でのフォールトトレラント量子計算のしきい値よりもかなり低いレベルに低減することができる。 本稿では,従来のゲートスキームとは異なり,集団正規モードではなくイオンの局所振動モードの駆動に基づくゲート設計を提案し,ラムダイク領域外の多体量子力学を扱うハイゼンベルク方程式に基づく形式論を展開する。

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