論文の概要: Quantum computing with subwavelength atomic arrays

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2306.08555v1
• Date: Wed, 14 Jun 2023 14:59:25 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-06-16 18:39:23.611884
• Title: Quantum computing with subwavelength atomic arrays
• Title（参考訳）: サブ波長原子配列を用いた量子コンピューティング
• Authors: Freya Shah, Taylor L. Patti, Oriol Rubies-Bigorda, Susanne F. Yelin
• Abstract要約: 二次元原子配列に埋め込まれた3レベル量子エミッターは、量子計算のプラットフォームとして機能する。 我々は、最大絡み合った2量子ビットベル状態を生成するための量子回路を実装した。 これらの知見は、量子計算と量子シミュレーションの代替プラットフォームとして、サブ波長エミッタアレイを確立する。
• 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: Photon-mediated interactions in subwavelength atomic arrays have numerous applications in quantum science. In this manuscript, we explore the potential of three-level quantum emitters, or ``impurities" embedded in a two-dimensional atomic array to serve as a platform for quantum computation. By exploiting the altered behavior of impurities as a result of the induced dipole-dipole interactions mediated by subwavelength array, we implement a set of universal quantum gates consisting of the $\sqrt{\text{iSWAP}}$ and single-qubit rotations. We demonstrate that these gates have very high fidelities and coherence times, as long as the atoms remain within a proximal range. Finally, we implement quantum circuits leading to the generation of the maximally entangled two-qubit Bell states, as well as the entangled three-qubit GHZ state. These findings establish subwavelength emitter arrays as an alternative platform for quantum computation and quantum simulation.
• Abstract（参考訳）: サブ波長原子配列における光子による相互作用は量子科学に多くの応用がある。 本稿では,3レベル量子エミッタの可能性,すなわち2次元原子配列に埋め込まれた`impurities'の可能性を探り,量子計算のプラットフォームとして機能する。 サブ波長アレイを介する誘導双極子-双極子相互作用の結果、不純物の変形挙動を利用することにより、$\sqrt{\text{iSWAP}}$とシングルキュービット回転からなる普遍量子ゲートの集合を実装する。 これらのゲートは、原子が近距離にある限り、非常に高い忠実度とコヒーレンス時間を持つことを示す。 最後に、最大絡み合う2量子ビットベル状態、および絡み合う3量子ビットGHZ状態を生成するための量子回路を実装した。 これらの結果は、量子計算と量子シミュレーションの代替プラットフォームとしてサブ波長エミッタアレイを確立する。

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