論文の概要: Experimental roadmap for optimal state transfer and entanglement generation in power-law systems

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.07974v1
• Date: Mon, 12 Feb 2024 19:00:00 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-02-14 17:53:04.422268
• Title: Experimental roadmap for optimal state transfer and entanglement generation in power-law systems
• Title（参考訳）: 電力系統における最適状態伝達と絡み合い発生の実験ロードマップ
• Authors: Andrew Y. Guo and Jeremy T. Young and Ron Belyansky and Przemyslaw Bienias and Alexey V. Gorshkov
• Abstract要約: 我々は、双極子相互作用を持つ原子および分子系における高速な状態伝達プロトコルの実現に向けた実験的なロードマップを提供する。 システムサイズを小さくする2つのプロトコル間のトレードオフを評価し,潜在的なクロストークエラーに対処する手法を開発した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Experimental systems with power-law interactions have recently garnered interest as promising platforms for quantum information processing. Such systems are capable of spreading entanglement superballistically and achieving an asymptotic speed-up over locally interacting systems. Recently, protocols developed by Eldredge et al. [Phys. Rev. Lett. 119, 170503 (2017)] and Tran et al. [Phys. Rev. X 11, 031016 (2021)] for the task of transferring a quantum state between distant particles quickly were shown to be optimal and saturate theoretical bounds. However, the implementation of these protocols in physical systems with long-range interactions remains to be fully realized. In this work, we provide an experimental roadmap towards realizing fast state-transfer protocols in three classes of atomic and molecular systems with dipolar interactions: polar molecules composed of alkali-metal dimers, neutral atoms in excited Rydberg states, and atoms with strong magnetic moments (e.g. dysprosium). As a guide to near-term experimental implementation, we numerically evaluate the tradeoffs between the two protocols for small system sizes and develop methods to address potential crosstalk errors that may arise during the execution of the protocols.
• Abstract（参考訳）: パワーロー相互作用を持つ実験システムは、最近量子情報処理の有望なプラットフォームとして関心を集めている。 このようなシステムは、超球形の絡み合いを広め、局所的に相互作用するシステム上で漸近的なスピードアップを達成することができる。 近年、Eldredgeらが開発したプロトコルが開発されている。 [Phys. Rev. Lett. 119, 170503 (2017)], Tran et al. [遠方粒子間で量子状態を素早く転送する作業はX 11 031016 (2021)] が最適で飽和した理論境界であることが示されている。 しかし、長距離相互作用を持つ物理システムにおけるこれらのプロトコルの実装は、まだ完全に実現されていない。 本研究では、アルカリ金属二量体からなる極性分子、励起リドバーグ状態の中性原子、強い磁気モーメントを持つ原子(例えばジスプロシウム)の3種類の原子と分子の相互作用を持つ高速な状態伝達プロトコルの実現に向けた実験的ロードマップを提供する。 短期的な実験実装の指針として,2つのプロトコル間のトレードオフを小さなシステムサイズで数値的に評価し,プロトコルの実行中に発生する可能性のあるクロストークエラーに対処する手法を開発した。

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