論文の概要: Low-crosstalk optical addressing system for atomic qubits based on multiple objectives and acousto-optic deflectors
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2306.01307v2
- Date: Tue, 10 Jun 2025 02:26:56 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-06-11 15:11:38.259932
- Title: Low-crosstalk optical addressing system for atomic qubits based on multiple objectives and acousto-optic deflectors
- Title（参考訳）: 多重目的と音響・光偏向器に基づく原子量子ビットの低クロストーク光アドレッシングシステム
- Authors: Yi-Long Chen, Rui-Rui Li, Ran He, Shu-Qian Chen, Wen-Hao Qi, Jin-Ming Cui, Yun-Feng Huang, Chuan-Feng Li, Guang-Can Guo,
- Abstract要約: 個人アドレッシング(IA)法は、短期量子デバイスでプログラム可能なゲートを実装する上で重要である。
複数の光学的目的と軸方向偏向器(AOD)を対称配置した低クロストーク光アドレッシングシステムを提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 36.40918095035564
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Large-scale programmable trapped ion hardware, featuring high gate fidelity and long coherence times, is promising for realizing a practical fault-tolerant quantum computer (FTQC). However, individual addressing (IA) methods, which are important for implementing programmable gates in near-term quantum devices, can lead to undesired errors between the target ions and neighboring ions. In this work, we present a low-crosstalk optical addressing system based on multiple optical objectives and acousto-optic deflectors (AODs) with a symmetrical configuration. Two counter-propagating Raman operation beams are both tightly focused, generating an overlapping spot with a waist radius of approximately $1~\upmu\mathrm{m}$, to address the target ion. As a result, IA crosstalk, characterized by Rabi rate crosstalk on the spectator ion, is measured to be $1.19(5)\times10^{-3}$, with the two ions separated by approximately 5.5~$\upmu\mathrm{m}$. This low-crosstalk optical addressing system holds promise for high-fidelity entangling operations, and the symmetrically-configured AODs in our method can be readily extended to two dimensions to address a two-dimensional ion crystal.
- Abstract（参考訳）: 高ゲート忠実度と長いコヒーレンス時間を備えた大規模プログラマブルイオンハードウェアは、実用的なフォールトトレラント量子コンピュータ(FTQC)の実現を約束している。
しかし、短期量子デバイスでプログラム可能なゲートを実装する上で重要な個別アドレッシング(IA)法は、ターゲットイオンと隣接するイオンとの間に望ましくない誤りを引き起こす可能性がある。
本研究では、複数の光学的目的と対称な構成を持つアコスト光偏向器(AOD)に基づく低クロストーク光アドレッシングシステムを提案する。
2つの反伝搬ラマン演算ビームはどちらも密集しており、ターゲットイオンに対処するために、腰半径が約1〜\upmu\mathrm{m}$の重なり合う点を生成する。
その結果、分光器イオン上のラビ速度クロストークを特徴とするIAクロストークは、約5.5~$\upmu\mathrm{m}$で分離された1.19(5)\times10^{-3}$と測定される。
この低クロストーク光アドレッシングシステムは、高忠実なエンタングリング動作を約束するものであり、本手法の対称構成されたAODは2次元に容易に拡張でき、2次元のイオン結晶に対処できる。
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