論文の概要: High-fidelity Rydberg control-Z gates with time-optimal pulses

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2303.16395v1
• Date: Wed, 29 Mar 2023 02:16:49 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-30 16:24:36.782507
• Title: High-fidelity Rydberg control-Z gates with time-optimal pulses
• Title（参考訳）: 時間-最適パルスを持つ高忠実リドバーグ制御Zゲート
• Authors: T. H. Chang, T. N. Wang, H. H. Jen, and Y.-C. Chen
• Abstract要約: 高忠実度Rydberg $C_Z$ゲートを3レベルラグ型原子系で生成するための時間最適パルスを数値的に検討する。 本研究の結果は,高忠実かつ高速なゲート動作を実測可能かつ制御可能な実験パラメータ下で実現した。
• 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: High-fidelity control-$Z$ ($C_Z$) gates are essential and mandatory to build a large-scale quantum computer. In neutral atoms, the strong dipole-dipole interactions between their Rydberg states make them one of the pioneering platforms to implement $C_Z$ gates. Here we numerically investigate the time-optimal pulses to generate a high-fidelity Rydberg $C_{Z}$ gate in a three-level ladder-type atomic system. By tuning the temporal shapes of Gaussian or segmented pulses, the populations on the intermediate excited states are shown to be suppressed within the symmetric gate operation protocol, which leads to a $C_{Z}$ gate with a high Bell fidelity up to $0.9998$. These optimized pulses are robust to thermal fluctuations and the excitation field variations. Our results promise a high-fidelity and fast gate operation under amenable and controllable experimental parameters, which goes beyond the adiabatic operation regime under a finite Blockade strength.
• Abstract（参考訳）: 高忠実性制御-$z$ (c_z$) ゲートは大規模量子コンピュータを構築するのに必須で必須である。 中性原子では、リドバーグ状態間の強い双極子-双極子相互作用は、c_z$ゲートを実装した先駆的プラットフォームの一つである。 ここでは,高忠実度Rydberg $C_{Z}$ゲートを3レベルラグ型原子系で生成する時間-最適パルスを数値的に検討する。 ガウスまたは分節パルスの時間的形状を調整することにより、中間励起状態の集団は対称ゲート演算プロトコル内で抑制され、その結果、高いベル忠実度を持つC_{Z}$ゲートが0.9998$になる。 これらの最適化パルスは熱揺らぎや励起場の変動に頑健である。 以上の結果から, 有限閉塞強度下での断熱操作を超越した, 高忠実かつ高速なゲート動作を, 可愛く制御可能な実験パラメータで実現できることを確認した。

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