論文の概要: Photon scattering errors during stimulated Raman transitions in trapped-ion qubits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2211.00744v4
• Date: Tue, 6 Dec 2022 22:34:00 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-20 19:17:50.434860
• Title: Photon scattering errors during stimulated Raman transitions in trapped-ion qubits
• Title（参考訳）: 捕捉イオン量子ビットにおける励起ラマン遷移中の光子散乱誤差
• Authors: I.D. Moore, W.C. Campbell, E.R. Hudson, M.J. Boguslawski, D.J. Wineland, D.T.C. Allcock
• Abstract要約: ラマン駆動型量子論理ゲートにおける光子散乱誤差について検討する。 従来モデルは光子散乱によるゲート誤差率を著しく過大評価していた。 10-4$以下のゲートエラーは、一般的に使用されている全てのイオンに対して達成可能である。
• 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 study photon scattering errors in stimulated Raman driven quantum logic gates. For certain parameter regimes, we find that previous, simplified models of the process significantly overestimate the gate error rate due to photon scattering. This overestimate is shown to be due to previous models neglecting the detuning dependence of the scattered photon frequency and Lamb-Dicke parameter, a second scattering process, interference effects on scattering rates to metastable manifolds, and the counter-rotating contribution to the Raman transition rate. The resulting improved model shows that there is no fundamental limit on gate error due to photon scattering for electronic ground state qubits in commonly-used trapped-ion species when the Raman laser beams are red detuned from the main optical transition. Additionally, photon scattering errors are studied for qubits encoded in metastable $D_{5/2}$ manifold, showing that gate errors below $10^{-4}$ are achievable for all commonly-used trapped ions.
• Abstract（参考訳）: ラマン駆動量子論理ゲートにおける光子散乱誤差について検討する。 特定のパラメータレジームに対しては、フォトン散乱によるゲートエラー率をかなり過大に見積もった、以前の単純化されたプロセスのモデルを見いだす。 この過大評価は、散乱光子周波数とラムダイクパラメータの減衰依存性、第2の散乱過程、準安定多様体への散乱速度に対する干渉効果、ラマン遷移速度に対する反回転寄与を無視した以前のモデルによるものである。 得られた改良モデルでは、ラマンレーザービームが主光学遷移から赤く離された場合、一般的に使用されるトラップイオン種における電子状態量子ビットの光子散乱によるゲート誤差に根本的な制限はないことが示された。 さらに、準安定$D_{5/2}$多様体で符号化された量子ビットに対して光子散乱の誤差が研究され、一般的に使われている全てのイオンに対して10^{-4}$以下のゲート誤差が達成可能であることを示す。

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