論文の概要: Mid-circuit operations using the omg-architecture in neutral atom arrays
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2305.19266v1
- Date: Tue, 30 May 2023 17:56:10 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2023-05-31 14:26:40.040042
- Title: Mid-circuit operations using the omg-architecture in neutral atom arrays
- Title（参考訳）: 中性原子配列におけるomg-architectureを用いた中回路演算
- Abstract要約: 我々は48個の中性原子配列に中間回路演算を実装した。
$171$Yb に存在する $textitomg$ アーキテクチャを制御する新しい方法が提示される。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We implement mid-circuit operations in a 48-site array of neutral atoms,
enabled by new methods for control of the $\textit{omg}$
(optical-metastable-ground state qubit) architecture present in ${}^{171}$Yb.
We demonstrate laser-based control of ground, metastable and optical qubits
with average single-qubit fidelities of $F_{g} = 99.968(3)$, $F_{m} = 99.12(4)$
and $F_{o} = 99.804(8)$. With state-sensitive shelving between the ground and
metastable states, we realize a non-destructive state-detection for $^{171}$Yb,
and reinitialize in the ground state with either global control or local
feed-forward operations. We use local addressing of the optical clock
transition to perform mid-circuit operations, including measurement, spin
reset, and motional reset in the form of ground-state cooling. In
characterizing mid-circuit measurement on ground-state qubits, we observe raw
errors of $1.8(6)\%$ on ancilla qubits and $4.5(1.0)\%$ on data qubits, with
the former (latter) uncorrected for $1.0(2)\%$ ($2.0(2)\%$) preparation and
measurement error; we observe similar performance for mid-circuit reset
operations. The reported realization of the $\textit{omg}$ architecture and
mid-circuit operations are door-opening for many tasks in quantum information
science, including quantum error-correction, entanglement generation, and
metrology.
- Abstract（参考訳）: 我々は,${}^{171}$yb にある$\textit{omg}$ (optical-metastable-ground state qubit) アーキテクチャを制御するための新しい方法によって,中性原子の48箇所の配列に中回路演算を実装した。
レーザーによる1量子ビット当たり平均$f_{g} = 99.968(3)$, $f_{m} = 99.12(4)$, $f_{o} = 99.804(8)$の地上・準安定・光量子ビットの制御を示す。
基底状態と準安定状態の間の状態感知シェルヴィングにより、$^{171}$Ybの非破壊状態検出を実現し、大域的な制御と局所的なフィードフォワード操作で地上状態を再起動する。
我々は、光時計遷移の局所的なアドレス付けを用いて、測定、スピンリセット、運動リセットなどの中間回路動作を地中冷却の形で行う。
基底状態の量子ビットにおける中循環の測定を特徴付けるため、ancilla qubitsでは1.8(6)%$、データキュービットでは4.5(1.0)\%$であり、前者(ラッター)は$1.0(2)\%$ (2.0(2)\%$)の準備と測定エラーで訂正されない。
この$\textit{omg}$アーキテクチャとmid-circuit操作の実現は、量子エラー訂正、絡み合い生成、メトロロジーなど、量子情報科学における多くのタスクのドア・オープンである。
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