Fugu-MT 論文翻訳(概要): A dual-species Rydberg array

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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