論文の概要: Optimizing Rydberg Gates for Logical Qubit Performance

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2210.06879v3
• Date: Fri, 31 Mar 2023 11:35:45 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-03 17:17:48.589522
• Title: Optimizing Rydberg Gates for Logical Qubit Performance
• Title（参考訳）: 論理ビットパフォーマンスのためのRydberg Gatesの最適化
• Authors: Sven Jandura, Jeff D Thompson, Guido Pupillo
• Abstract要約: 我々は、2つの一般的な主要な欠陥に対して堅牢な中性原子量子ビットに対するリドベルク遮蔽ゲートの族を提示する。 これらの門は、中等度または大規模な不備のために既存の門より優れている。 その結果、中性原子を用いたフォールトトレラント量子コンピューティングを実現するために、レーザー安定性と原子温度要件を著しく低減した。
• 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: Robust gate sequences are widely used to reduce the sensitivity of gate operations to experimental imperfections. Typically, the optimization minimizes the average gate error, however, recent work in quantum error correction has demonstrated that the performance of encoded logical qubits is sensitive to not only the average error rate, but also the type of errors that occur. Here, we present a family of Rydberg blockade gates for neutral atom qubits that are robust against two common, major imperfections: intensity inhomogeneity and Doppler shifts. These gates outperform existing gates for moderate or large imperfections. We also consider the logical performance of these gates in the context of an erasure-biased qubit based on metastable $~^{171}$Yb. In this case, we observe that the robust gates outperform existing gates for even very small values of the imperfections, because they maintain the native large bias towards erasure errors for these qubits. These results significantly reduce the laser stability and atomic temperature requirements to achieve fault-tolerant quantum computing with neutral atoms. The approach of optimizing gates for logical qubit performance may be applied to other qubit platforms.
• Abstract（参考訳）: ロバストゲート配列は、実験的な欠陥に対するゲート操作の感度を低下させるために広く用いられている。 一般に、最適化は平均ゲート誤差を最小化するが、近年の量子誤差補正の研究は、符号化された論理量子ビットの性能が平均エラー率だけでなく、発生するエラーの種類にも敏感であることを示した。 ここでは,中性原子量子ビットに対して,強度不均一性とドップラーシフトという2つの一般的な不完全性に対して頑健なrydbergブロックゲートの族を示す。 これらの門は、中等度または大規模な不備のために既存の門より優れている。 また、メタスタブル$~^{171}$Ybに基づく消去バイアス量子ビットの文脈におけるこれらのゲートの論理的性能についても考察する。 この場合、ロバストゲートは、これらの量子ビットの消去誤差に対するネイティブな大きなバイアスを保っているため、不完全性の小さな値であっても、既存のゲートよりも優れている。 これらの結果は、中性原子を用いたフォールトトレラント量子コンピューティングを実現するためのレーザー安定性と原子温度要件を著しく低減する。 論理キュービット性能のためにゲートを最適化するアプローチは、他のキュービットプラットフォームに適用できる。

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