論文の概要: Dipolar spin-exchange and entanglement between molecules in an optical tweezer array

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2211.09780v1
• Date: Thu, 17 Nov 2022 18:53:42 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-19 06:41:18.977962
• Title: Dipolar spin-exchange and entanglement between molecules in an optical tweezer array
• Title（参考訳）: 光ツイーザアレイにおける双極子スピン交換と分子間の絡み合い
• Authors: Yicheng Bao, Scarlett S. Yu, Lo\"ic Anderegg, Eunmi Chae, Wolfgang Ketterle, Kang-Kuen Ni, John M. Doyle
• Abstract要約: 超低温の極性分子は量子コンピューティングの候補量子ビットである。 分子光学的ツイーザーアレイを用いて、単一の分子を移動させ、キュービット操作のために個別に扱うことができる。 我々は、全ての量子情報アプリケーションにとって重要なリソースである絡み合いを決定的に生成する2量子ゲートを実証する。
• 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: Due to their intrinsic electric dipole moments and rich internal structure, ultracold polar molecules are promising candidate qubits for quantum computing and for a wide range of quantum simulations. Their long-lived molecular rotational states form robust qubits while the long-range dipolar interaction between molecules provides quantum entanglement. Using a molecular optical tweezer array, single molecules can be moved and separately addressed for qubit operations using optical and microwave fields, creating a scalable quantum platform. Here, we demonstrate long-range dipolar spin-exchange interactions in pairs of CaF molecules trapped in an optical tweezer array. We control the anisotropic interaction and realize the spin-$\frac{1}{2}$ quantum XY model by encoding an effective spin-$\frac{1}{2}$ system into the rotational states of the molecules. We demonstrate a two-qubit (two-molecule) gate to generate entanglement deterministically, an essential resource for all quantum information applications. Employing interleaved tweezer arrays, we demonstrate high fidelity single site molecular addressability.
• Abstract（参考訳）: 固有の電気双極子モーメントと豊富な内部構造のため、超低温の極性分子は量子コンピューティングと幅広い量子シミュレーションのための候補量子ビットである。 長寿命の分子回転状態はロバスト量子ビットを形成する一方、分子間の長距離双極子相互作用は量子交絡を与える。 分子光学的ツイーザアレイを用いることで、光およびマイクロ波場を用いた量子ビット演算のために単一の分子を移動し、別々に扱うことができ、スケーラブルな量子プラットフォームを作ることができる。 ここでは、光ツイーザアレイに閉じ込められたCaF分子対における長距離双極子スピン交換相互作用を示す。 我々は異方性相互作用を制御し、スピン-$\frac{1}{2}$量子xyモデルを実現し、効果的なスピン-$\frac{1}{2}$系を分子の回転状態に符号化する。 我々は,全ての量子情報アプリケーションにとって重要なリソースである絡み合いを決定論的に生成する2量子(2分子)ゲートを実証する。 インターリーブトウィーザーアレイを用いて,高忠実度単一サイト分子アドレス性を示す。

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