論文の概要: Supercharged two-dimensional tweezer array with more than 1000 atomic qubits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2310.09191v3
• Date: Fri, 9 Feb 2024 22:57:46 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-02-13 22:08:10.619320
• Title: Supercharged two-dimensional tweezer array with more than 1000 atomic qubits
• Title（参考訳）: 1000以上の原子量子ビットを持つ超電荷2次元ツイーザアレイ
• Authors: Lars Pause, Lukas Sturm, Marcel Mittenb\"uhler, Stephan Amann, Tilman Preuschoff, Dominik Sch\"affner, Malte Schlosser, Gerhard Birkl
• Abstract要約: 量子処理ユニットとして指定された1つの配列を二次配列から原子にスーパーチャージすることで、量子ビットの数と初期充填率を大きく増加させる。 これにより、達成可能なキュービットクラスタのサイズと成功確率が大幅に拡大される。 提案手法は、高度にスケーラブルな量子レジスタのジオメトリを容易にし、中性原子量子情報科学の基盤となる。
• 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: We report on the realization of a large-scale quantum-processing architecture surpassing the tier of 1000 atomic qubits. By tiling multiple microlens-generated tweezer arrays, each operated by an independent laser source, we can eliminate laser-power limitations in the number of allocatable qubits. Already with two separate arrays, we implement combined 2D configurations of 3000 qubit sites with a mean number of 1167(46) single-atom quantum systems. The transfer of atoms between the two arrays is achieved with high efficiency. Thus, supercharging one array designated as quantum processing unit with atoms from the secondary array significantly increases the number of qubits and the initial filling fraction. This drastically enlarges attainable qubit cluster sizes and success probabilities allowing us to demonstrate the defect-free assembly of clusters of up to 441 qubits with persistent stabilization at near-unity filling fraction over tens of detection cycles. The presented method substantiates neutral atom quantum information science by facilitating configurable geometries of highly scalable quantum registers with immediate application in Rydberg-state mediated quantum simulation, fault-tolerant universal quantum computation, quantum sensing, and quantum metrology.
• Abstract（参考訳）: 本稿では,1000量子ビットを超える大規模量子処理アーキテクチャの実現について報告する。 複数のマイクロレンズ生成tweezerアレイを独立レーザ源で操作することにより、アロキャタブル量子ビット数のレーザパワー制限を解消できる。 すでに2つの別々の配列で、3000量子ビットサイトの2次元構成と平均1167(46)個の原子量子系を実装している。 2つの配列間の原子の移動は高い効率で達成される。 したがって、二次配列から原子を持つ量子処理単位に指定された1つの配列を重ね合わせると、量子ビット数と初期充填率を大幅に増加させる。 これにより、達成可能なキュービットのクラスタサイズと成功確率を大幅に拡大し、最大441キュービットのクラスタの欠陥のない組立を、数十回の検出サイクルでほぼ均一な充填率で持続的に安定化できることを示した。 提案手法は,Rydberg状態の量子シミュレーション,フォールトトレラントな普遍量子計算,量子センシング,量子気象学に即時適用することで,高度にスケーラブルな量子レジスタの構成可能なジオメトリを容易にし,中性原子量子情報科学の基盤となる。

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