論文の概要: Quantum gates with weak van der Waals interactions of neutral Rydberg atoms

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2212.06316v1
• Date: Tue, 13 Dec 2022 01:55:03 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-09 15:52:41.780458
• Title: Quantum gates with weak van der Waals interactions of neutral Rydberg atoms
• Title（参考訳）: 中性リドベルク原子の弱いファンデルワールス相互作用を持つ量子ゲート
• Authors: Xiao-Feng Shi and Yan Lu
• Abstract要約: 任意の位相を持つ制御相ゲートを探索し,それを制御NOTゲートに拡張する。 ゲートは1つのRydberg状態を結合する3つのステップしか必要としない。 彼らは非常に弱い相互作用で働き、十分に分離された量子ビットを絡み合わせることができる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 18.24045230829502
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Neutral atoms are promising for large-scale quantum computing, but accurate neutral-atom entanglement depends on large Rydberg interactions which strongly limit the interatomic distances. Via a phase accumulation in detuned Rabi cycles enabled by a Rydberg interaction of similar magnitude to the Rydberg Rabi frequency, we study a controlled-phase gate with an arbitrary phase and extend it to the controlled-NOT gate. The gates need only three steps for coupling one Rydberg state, depend on easily accessible van der Waals interaction that naturally arises between distant atoms, and have no rotation error in the weak interaction regime. Importantly, they can work with very weak interactions so that well-separated qubits can be entangled. The gates are sensitive to the irremovable fluctuation of Rydberg interactions, but can still have a fidelity over 98\% with realistic position fluctuation of qubits separated over 20~$\mu$m.
• Abstract（参考訳）: 中性原子は大規模量子コンピューティングに期待できるが、正確な中性原子の絡み合いは、原子間距離を強く制限する大きなリドバーグ相互作用に依存する。 Rydberg と Rydberg のRydberg の周波数に類似した相互作用によって実現された変性 Rabi サイクルの位相蓄積として、任意の位相を持つ制御相ゲートを解析し、制御-NOT ゲートに拡張する。 ゲートは1つのライドバーグ状態と結合するための3つのステップしか必要とせず、遠方の原子間で自然に発生する容易にアクセス可能なファンデルワールス相互作用に依存し、弱い相互作用系では回転誤差を持たない。 重要なことに、それらは非常に弱い相互作用で作用し、十分に分離された量子ビットを絡み合わせることができる。 ゲートは、リドベルク相互作用の取り外し不可能な変動に敏感であるが、20〜$\mu$mで分離された量子ビットの現実的な位置ゆらぎを持つ98\%以上の忠実度を持つことができる。

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