論文の概要: Passive dynamical decoupling of trapped ion qubits and qudits
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2312.09399v1
- Date: Thu, 14 Dec 2023 23:38:47 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-12-18 17:35:51.125316
- Title: Passive dynamical decoupling of trapped ion qubits and qudits
- Title（参考訳）: 捕捉イオン量子ビットとquditのパッシブ動的デカップリング
- Authors: R. Tyler Sutherland and Stephen D. Erickson
- Abstract要約: 本研究では、捕捉されたイオンのすべての磁極超微細サブレベルを磁場ノイズから動的に分離する手法を提案する。
集積回路を用いて局所量子化場を近似的に回転させる。
パルス・連続型PDDの動作方法を示し、各手法の外部磁場に対する感度を測る。
- 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 propose a method to dynamically decouple every magnetically sensitive
hyperfine sublevel of a trapped ion from magnetic field noise, simultaneously,
using integrated circuits to adiabatically rotate its local quantization field.
These integrated circuits allow passive adjustment of the effective
polarization of any external (control or noise) field. By rotating the ion's
quantization direction relative to this field's polarization, we can perform
`passive' dynamical decoupling (PDD), inverting the linear Zeeman sensitivity
of every hyperfine sublevel. This dynamically decouples the entire ion, rather
than just a qubit subspace. Fundamentally, PDD drives the transition
$m_{F}\rightarrow -m_{F}$ for every magnetic quantum number $m_{F}$ in the
system--with only one operation--indicating it applies to qudits with constant
overhead in the dimensionality of the qudit. We show how to perform pulsed and
continuous PDD, weighing each technique's insensitivity to external magnetic
fields versus their sensitivity to diabaticity and control errors. Finally, we
show that we can tune the sinusoidal oscillation of the quantization axis to a
motional mode of the crystal in order to perform a laser-free two qubit gate
that is insensitive to magnetic field noise.
- Abstract（参考訳）: 本研究では, 局所量子化場を近似的に回転させる集積回路を用いて, 捕捉したイオンの高感度サブレベルを磁場ノイズから動的に分離する手法を提案する。
これらの集積回路は、任意の外部(制御または雑音)の有効偏光の受動的調整を可能にする。
この場の分極に対してイオンの量子化方向を回転させることで、全ての超微細部分準位の線形ゼーマン感度を反転させる「パッシブ」ダイナミックデカップリング(pdd)を行うことができる。
これは単にキュービット部分空間ではなく、イオン全体を動的に分離する。
基本的に、pdd はシステム内の全ての量子数 $m_{f}$ に対する遷移 $m_{f}\rightarrow -m_{f}$ を 1 つの操作で駆動するが、これは qudit の次元が一定のオーバーヘッドを持つ qudit に適用される。
パルス・連続型PDDの動作方法を示し、各手法の外部磁場に対する感度と、ダイアバチシティや制御誤差に対する感度を評価した。
最後に, 量子化軸の正弦波振動を結晶の運動モードに調整することで, 磁場ノイズに敏感なレーザフリー2量子ゲートを実現できることを示す。
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