論文の概要: A dual-species Rydberg array
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2401.10325v1
- Date: Thu, 18 Jan 2024 19:00:02 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-01-22 17:56:44.261286
- Title: A dual-species Rydberg array
- Title(参考訳): 二重種Rydberg配列
- Authors: Shraddha Anand, Conor E. Bradley, Ryan White, Vikram Ramesh, Kevin
Singh, Hannes Bernien
- Abstract要約: 我々はルビジウム (Rb) とセシウム (Cs) 原子からなる2種のRydberg配列を作成する。
我々は種間制御相ゲートを介してRbとCs超微細量子ビット間のベル状態を生成する。
我々は、Rb量子ビットの量子的非劣化測定を達成するために、種間の絡み合いとネイティブの中間回路の読み出しを結合する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.17592522344393485
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Rydberg atom arrays have emerged as a leading platform for quantum
information science. Reaching system sizes of hundreds of long-lived qubits,
these arrays are used for highly coherent analog quantum simulation, as well as
digital quantum computation. Advanced quantum protocols such as quantum error
correction, however, require midcircuit qubit operations, including the
replenishment, reset, and readout of a subset of qubits. A compelling strategy
to achieve these capabilities is a dual-species architecture in which a second
atomic species can be controlled without crosstalk, and entangled with the
first via Rydberg interactions. Here, we realize a dual-species Rydberg array
consisting of rubidium (Rb) and cesium (Cs) atoms, and explore new regimes of
interactions and dynamics not accessible in single-species architectures. We
achieve enhanced interspecies interactions by electrically tuning the Rydberg
states close to a Forster resonance. In this regime, we demonstrate
interspecies Rydberg blockade and implement quantum state transfer from one
species to another. We then generate a Bell state between Rb and Cs hyperfine
qubits via an interspecies controlled-phase gate. Finally, we combine
interspecies entanglement with native midcircuit readout to achieve quantum
non-demolition measurement of a Rb qubit using an auxiliary Cs qubit. The
techniques demonstrated here pave the way toward scalable measurement-based
protocols and real-time feedback control in large-scale quantum systems.
- Abstract(参考訳): Rydberg原子配列は量子情報科学の先駆的なプラットフォームとして登場した。
何百もの長寿命量子ビットのシステムサイズに到達したこれらの配列は、高度にコヒーレントなアナログ量子シミュレーションやデジタル量子計算に使用される。
しかし、量子誤り訂正のような高度な量子プロトコルは、量子ビットのサブセットの補充、リセット、読み出しを含む中間回路量子ビット演算を必要とする。
これらの能力を達成するための説得力のある戦略は、クロストークなしで第2の原子種を制御でき、ライドバーグ相互作用を介して第1種と絡み合うデュアル種アーキテクチャである。
ここでは,ルビジウム (Rb) とセシウム (Cs) 原子からなる二重種Rydberg配列が実現され,単一種アーキテクチャではアクセスできない相互作用と力学の新しい状態を探究する。
我々は,フォスター共鳴に近いライドバーグ状態の電気的チューニングにより,種間相互作用の強化を実現する。
この方法では、種間封鎖を実証し、ある種から別の種への量子状態遷移を実装する。
次に、種間制御相ゲートを介してrbとcs超微細量子ビット間のベル状態を生成する。
最後に、補助的なCs量子ビットを用いたRb量子ビットの量子的非劣化測定を実現するために、種間絡み合いとネイティブな中間回路の読み出しを組み合わせる。
ここで実証された技術は、大規模量子システムにおけるスケーラブルな計測ベースのプロトコルとリアルタイムフィードバック制御への道を開いた。
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