論文の概要: Sensitivity of quantum gate fidelity to laser phase and intensity noise

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2210.11007v3
• Date: Fri, 31 Mar 2023 14:50:17 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-03 20:34:01.000246
• Title: Sensitivity of quantum gate fidelity to laser phase and intensity noise
• Title（参考訳）: レーザー位相と強度雑音に対する量子ゲート忠実性の感度
• Authors: X. Jiang, J. Scott, Mark Friesen, and M. Saffman
• Abstract要約: 我々は,レーザー位相と強度雑音に対する量子ゲートの感度を定量化する。 以上の結果から,所望のゲート忠実度を達成するために必要なレーザノイズレベルについて検討した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The fidelity of gate operations on neutral atom qubits is often limited by fluctuations of the laser drive. Here, we quantify the sensitivity of quantum gate fidelities to laser phase and intensity noise. We first develop models to identify features observed in laser self-heterodyne noise spectra, focusing on the effects of white noise and servo bumps. In the weak-noise regime, characteristic of well-stabilized lasers, we show that an analytical theory based on a perturbative solution of a master equation agrees very well with numerical simulations that incorporate phase noise. We compute quantum gate fidelities for one- and two-photon Rabi oscillations and show that they can be enhanced by an appropriate choice of Rabi frequency relative to spectral noise peaks. We also analyze the influence of intensity noise with spectral support smaller than the Rabi frequency. Our results establish requirements on laser noise levels needed to achieve desired gate fidelities.
• Abstract（参考訳）: 中性原子量子ビットにおけるゲート操作の忠実性は、しばしばレーザー駆動のゆらぎによって制限される。 ここでは,レーザー位相と強度雑音に対する量子ゲートの感度を定量化する。 まず, 白色雑音とサーボバンプの影響に着目し, レーザー自己ヘテロダインノイズスペクトルの特徴を同定するモデルを開発した。 十分に安定化されたレーザーの特性である弱雑音状態において、マスター方程式の摂動解に基づく解析理論は位相雑音を含む数値シミュレーションと非常によく一致することを示す。 1光および2光のラビ振動に対する量子ゲート密度を計算し、スペクトル雑音ピークに対するRabi周波数の適切な選択により拡張可能であることを示す。 また,Rabi周波数よりもスペクトル支援が小さい強度雑音の影響を解析した。 以上の結果から,所望のゲートファイパティを達成するために必要なレーザノイズレベルを定式化する。

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