論文の概要: High-rate and high-fidelity modular interconnects between neutral atom quantum processors

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2401.04075v1
• Date: Mon, 8 Jan 2024 18:26:19 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-01-09 13:52:44.895743
• Title: High-rate and high-fidelity modular interconnects between neutral atom quantum processors
• Title（参考訳）: 中性原子量子プロセッサ間の高速・高忠実モジュラー配線
• Authors: Yiyi Li, Jeff Thompson
• Abstract要約: 光学キャビティを用いた中性イッテルビウム原子量子ビット間の絡み合いを発生させる実験プロトコルを提案する。 ツイストリング空洞形状は、多くの誤差の原因を抑え、高い忠実度エンタングルメントの生成を可能にする。 スピン光子絡み合い速度は5×105$ s$-1$、ベルペアレートは1.0times 105$ s$-1$と推定し、平均忠実度は0.999$に近い。
• 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: Quantum links between physically separated modules are important for scaling many quantum computing technologies. The key metrics are the generation rate and fidelity of remote Bell pairs. In this work, we propose an experimental protocol for generating remote entanglement between neutral ytterbium atom qubits using an optical cavity. By loading a large number of atoms into a single cavity, and controlling their coupling using only local light shifts, we amortize the cost of transporting and initializing atoms over many entanglement attempts, maximizing the entanglement generation rate. A twisted ring cavity geometry suppresses many sources of error, allowing high fidelity entanglement generation. We estimate a spin-photon entanglement rate of $5 \times 10^5$ s$^{-1}$, and a Bell pair rate of $1.0\times 10^5$ s$^{-1}$, with an average fidelity near $0.999$. Furthermore, we show that the photon detection times provide a significant amount of soft information about the location of errors, which may be used to improve the logical qubit performance. This approach provides a practical path to scalable modular quantum computing using neutral ytterbium atoms.
• Abstract（参考訳）: 物理的に分離されたモジュール間の量子リンクは多くの量子コンピューティング技術のスケーリングに重要である。 主な指標は、リモートベルペアの生成率と忠実度である。 本研究では,中性イッテルビウム原子量子ビット間の遠隔絡み合いを光学空洞を用いて生成する実験プロトコルを提案する。 多数の原子を1つの空洞に積み込み、局所的な光シフトのみを用いて結合を制御することにより、多くの絡み合いの試みにおいて原子の輸送と初期化のコストを減らし、絡み合いの発生率を最大化する。 ツイストリングキャビティ幾何は多くの誤差源を抑制し、高い忠実度エンタングルメント生成を可能にする。 スピン-光子絡み合い速度は5 \times 10^5$ s$^{-1}$、ベル対レートは1.0\times 10^5$ s$^{-1}$で、平均忠実度は0.999$である。 さらに,光子検出時間は誤りの所在についてかなりの量のソフト情報を提供し,論理量子ビットの性能向上に役立てることができることを示した。 このアプローチは、中性イッテルビウム原子を用いたスケーラブルなモジュラー量子コンピューティングへの実践的なパスを提供する。

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