論文の概要: Robust and fast microwave-driven quantum logic for trapped-ion qubits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.12955v1
• Date: Tue, 20 Feb 2024 12:20:23 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-02-21 15:33:58.860285
• Title: Robust and fast microwave-driven quantum logic for trapped-ion qubits
• Title（参考訳）: 閉じ込めイオン量子ビットに対するロバストかつ高速マイクロ波駆動量子論理
• Authors: M. A. Weber, M. F. Gely, R. K. Hanley, T. P. Harty, A. D. Leu, C. M. L\"oschnauer, D. P. Nadlinger, D. M. Lucas
• Abstract要約: マイクロ波駆動論理は、閉じ込められたイオンベースの量子プロセッサをスケールする際のレーザー制御の代替として有望である。 ここでは、43$Ca$+$超微細クロック量子ビット上にMolmer-Sorensen二量子ゲートを実装している。 我々は、典型的なレーザー駆動ゲートの性能にアプローチする、154 mu$s と 331 mu$s のゲート持続時間を達成する。
• 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: Microwave-driven logic is a promising alternative to laser control in scaling trapped-ion based quantum processors. However, such electronic gates have yet to match the speed offered by their laser-driven counterparts. Here, we implement M{\o}lmer-S{\o}rensen two-qubit gates on $^{43}$Ca$^+$ hyperfine clock qubits in a cryogenic ($\approx$25 K) surface trap, driven by near-field microwaves. We achieve gate durations of 154 $\mu$s (with 1.0(2)% error) and 331 $\mu$s (0.5(1)% error), which approaches the performance of typical laser-driven gates. In the 331 $\mu$s gate, we demonstrate a new Walsh-modulated dynamical decoupling scheme which suppresses errors due to fluctuations in the qubit frequency as well as imperfections in the decoupling drive itself.
• Abstract（参考訳）: マイクロ波駆動論理は、閉じ込められたイオンベースの量子プロセッサのスケーリングにおいて、レーザー制御に代わる有望な方法である。 しかし、そのような電子ゲートはレーザー駆動のゲートの速度にまだ一致していない。 ここでは,M{\o}lmer-S{\o}rensen二量子ゲートを,近接場マイクロ波で駆動される低温(25K)表面トラップにおいて,$^{43}$Ca$^+$超微細クロックキュービットに実装する。 ゲート持続時間は154$\mu$s(1.0(2)%誤差)と331$\mu$s(0.5(1)%誤差)で、典型的なレーザー駆動ゲートの性能に近づく。 331$\mu$sゲートでは、量子ビット周波数の変動による誤差やデカップリングドライブ自体の不完全さを抑える新しいWalsh変調動的デカップリング方式を実演する。

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