論文の概要: Hyperentanglement of divalent neutral atoms by Rydberg blockade

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2212.06349v1
• Date: Tue, 13 Dec 2022 03:05:57 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-09 15:52:07.271400
• Title: Hyperentanglement of divalent neutral atoms by Rydberg blockade
• Title（参考訳）: Rydbergブロックによる2価中性原子のハイパーエンタングルメント
• Authors: Xiao-Feng Shi
• Abstract要約: 制御されたZ(C$_textZ$)演算は、2つの近傍原子の電子量子ビットで、同時に核量子ビットでも生成可能であることを示す。 個々の中性原子でHEを誘導する可能性は、中性原子に基づく量子科学と技術を研究する新たな機会を提供する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.394728504061752
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Hyperentanglement~(HE), the simultaneous entanglement between two particles in more than one degrees of freedom, is relevant to both fundamental physics and quantum technology. Previous study on HE has been focusing on photons. Here, we study HE in individual neutral atoms. In most alkaline-earth-like atoms with two valence electrons and a nonzero nuclear spin, there are two stable electronic states, the ground state and the long-lived clock state, which can define an electronic qubit. Meanwhile, their nuclear spin states can define a nuclear qubit. By the Rydberg blockade effect, we show that the controlled-Z~(C$_{\text{Z}}$) operation can be generated in the electronic qubits of two nearby atoms, and simultaneously in their nuclear qubits as well, leading to a C$_{\text{Z}}\otimes$C$_{\text{Z}}$ operation which is capable to induce HE. The possibility to induce HE in individual neutral atoms offers new opportunities to study quantum science and technology based on neutral atoms.
• Abstract（参考訳）: 2つの粒子が1つ以上の自由度で同時に絡み合うハイパーエンタングルメント(he)は、基礎物理学と量子技術の両方に関係している。 HEのこれまでの研究は光子に焦点を合わせてきた。 ここでは、HEを個々の中性原子で研究する。 2つの価電子と0でない核スピンを持つほとんどのアルカリ土様原子では、基底状態と長寿命のクロック状態という2つの安定な電子状態が存在する。 一方、核スピン状態は核量子ビットを定義することができる。 Rydberg 封鎖効果により、制御された-Z~(C$_{\text{Z}}$) 演算は近くの2つの原子の電子量子ビットで生成でき、同時にそれらの核量子ビットでも生成でき、C$_{\text{Z}}\otimes$C$_{\text{Z}}$演算がHEを誘導できることを示す。 個々の中性原子にheを誘導する可能性は、中性原子に基づく量子科学と技術を研究する新しい機会を提供する。

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