論文の概要: Mid-circuit qubit measurement and rearrangement in a $^{171}$Yb atomic
array
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2305.19119v1
- Date: Tue, 30 May 2023 15:29:22 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-31 15:35:14.455543
- Title: Mid-circuit qubit measurement and rearrangement in a $^{171}$Yb atomic
array
- Title（参考訳）: 原子配列$^{171}$ybにおける中回路量子ビットの測定と再構成
- Authors: M. A. Norcia, W. B. Cairncross, K. Barnes, P. Battaglino, A. Brown, M.
O. Brown, K. Cassella, C.-A. Chen, R. Coxe, D. Crow, J. Epstein, C. Griger,
A. M. W. Jones, H. Kim, J. M. Kindem, J. King, S. S. Kondov, K. Kotru, J.
Lauigan, M. Li, M. Lu, E. Megidish, J. Marjanovic, M. McDonald, T. Mittiga,
J. A. Muniz, S. Narayanaswami, C. Nishiguchi, R. Notermans, T. Paule, K.
Pawlak, L. Peng, A. Ryou, A. Smull, D. Stack, M. Stone, A. Sucich, M.
Urbanek, R. van de Veerdonk, Z. Vendeiro, T. Wilkason, T.-Y. Wu, X. Xie, B.
J. Bloom
- Abstract要約: 測定に基づく量子誤差補正は、プロセッサ内の量子ビット(アンシラ)のサブセットの状態を決定する能力に依存する。
我々は,将来の運用に適した状態において,アシラ量子ビットを保持する中回路計測へのスケーラブルで高忠実なアプローチを実証する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.387181340615461
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Measurement-based quantum error correction relies on the ability to determine
the state of a subset of qubits (ancillae) within a processor without revealing
or disturbing the state of the remaining qubits. Among neutral-atom based
platforms, a scalable, high-fidelity approach to mid-circuit measurement that
retains the ancilla qubits in a state suitable for future operations has not
yet been demonstrated. In this work, we perform imaging using a
narrow-linewidth transition in an array of tweezer-confined $^{171}$Yb atoms to
demonstrate nondestructive state-selective and site-selective detection. By
applying site-specific light shifts, selected atoms within the array can be
hidden from imaging light, which allows a subset of qubits to be measured while
causing only percent-level errors on the remaining qubits. As a
proof-of-principle demonstration of conditional operations based on the results
of the mid-circuit measurements, and of our ability to reuse ancilla qubits, we
perform conditional refilling of ancilla sites to correct for occasional atom
loss, while maintaining the coherence of data qubits. Looking towards true
continuous operation, we demonstrate loading of a magneto-optical trap with a
minimal degree of qubit decoherence.
- Abstract（参考訳）: 測定に基づく量子誤り訂正は、残りの量子ビットの状態を明らかにしたり邪魔したりすることなく、プロセッサ内の量子ビット(アンシラ)のサブセットの状態を決定する能力に依存する。
中性原子ベースのプラットフォームでは、アンシラキュービットを将来の操作に適した状態で保持する中回路計測へのスケーラブルで高忠実なアプローチはまだ実証されていない。
本研究では,Tweezer-confined $^{171}$Yb 原子配列の狭い直線遷移を用いてイメージングを行い,非破壊的な状態選択およびサイト選択検出を示す。
サイト固有の光シフトを適用することで、アレイ内の選択された原子を撮像光から隠蔽することができるため、残りの量子ビットにパーセンテージレベルのエラーしか発生せず、キュービットのサブセットを測定できる。
中間回路測定結果に基づく条件付き操作の原理実証と,この条件付き量子ビットを再利用する能力の実証として,データキュービットのコヒーレンスを維持しつつ,アシラサイトを条件付きで満たし,時折アトムロスを補正する。
真の連続動作をめざして、最小の量子ビットデコヒーレンスを持つ磁気光学トラップの載荷を実演する。
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