論文の概要: Scalable Heteronuclear Architecture of Neutral Atoms Based on EIT

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2303.16432v1
• Date: Wed, 29 Mar 2023 03:27:09 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-30 16:16:20.920226
• Title: Scalable Heteronuclear Architecture of Neutral Atoms Based on EIT
• Title（参考訳）: EITに基づく中性原子のスケーラブルなヘテロ核構造
• Authors: Ahmed M. Farouk, I.I. Beterov, Peng Xu, I.I. Ryabtsev
• Abstract要約: 量子情報処理のためのアルカリ金属中性原子配列におけるCNOTゲートの並列実装のためのスケーラブルなヘテロ核アーキテクチャを提案する。 本研究では, 並列実装されたCNOTゲートに対して, 実験可能な条件に対して$F=95%$の精度を実現するために, システムパラメータを数値的に最適化した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.8525292841668546
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Based on our recent paper [arXiv:2206.12176 (2022)], we propose a scalable heteronuclear architecture of parallel implementation of CNOT gates in arrays of alkali-metal neutral atoms for quantum information processing. We considered a scheme where we perform CNOT gates in a parallel manner within the array, while they are performed sequentially between the pairs of neighboring qubits by coherently transporting an array of atoms of one atomic species (ancilla qubits) using an array of mobile optical dipole traps generated by a 2D acousto-optic deflector (AOD). The atoms of the second atomic species (data qubits) are kept in the array of static optical dipole traps generated by spatial light modulator (SLM). The moving ancillas remain in the superposition of their logical ground states without loss of coherence, while their transportation paths avoid overlaps with the spatial positions of data atoms. We numerically optimized the system parameters to achieve the fidelity for parallelly implemented CNOT gates around $F=95\%$ for the experimentally feasible conditions. Our design can be useful implementation of surface codes for quantum error correction. Renyi entropy and mutual information are also investigated to characterize the gate performance.
• Abstract（参考訳）: 最近の論文 [arxiv:2206.12176 (2022)] に基づき、量子情報処理のためのアルカリ金属中性原子配列におけるcnotゲートの並列実装のスケーラブルなヘテロ核アーキテクチャを提案する。 1つの原子種の原子配列(アンシラ量子ビット)を2Dアコスト光偏向器(AOD)によって生成された移動型双極子トラップの配列を用いてコヒーレントに搬送することで、隣り合う量子ビットのペア間で連続的にCNOTゲートを並列に実行する方式を検討した。 第2原子種の原子(データ量子ビット)は、空間光変調器(SLM)によって生成された静的光学双極子トラップの配列に保持される。 移動したアンシラはコヒーレンスを失うことなく論理的な基底状態の重ね合わせにとどまるが、移動経路はデータ原子の空間的位置と重なり合うのを避ける。 並列実装されたCNOTゲートに対して,実験可能な条件に対して$F=95\%の精度でシステムパラメータを数値的に最適化した。 本設計は, 量子誤差補正のための表面符号の実装に有用である。 ゲート性能を特徴付けるために,レニエントロピーと相互情報についても検討した。

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