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

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.12955v2
• Date: Thu, 7 Mar 2024 12:17:07 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-03-08 16:58:21.068537
• 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。 低温表面トラップに4,3textCa+$超微細クロック量子ビットを2量子ゲートに実装し,近接場マイクロ波で駆動する。
• 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 $^{43}\text{Ca}^+$ hyperfine clock qubits in a cryogenic ($\approx25~\text{K}$) surface trap, driven by near-field microwaves. We achieve gate durations of $154~\mu\text{s}$ (with $1.0(2)\%$ error) and $331~\mu\text{s}$ ($0.5(1)\%$ error), which approaches the performance of typical laser-driven gates. In the $331~\mu\text{s}$ 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、m{\o}lmer-s{\o}rensenの2量子ビットゲートを、極低温(約25~\text{k}$)の表面トラップ(近接場マイクロ波によって駆動される)に、$^{43}\text{ca}^+$ hyperfine clock qubits上に実装する。 我々は、154〜\mu\text{s}$(1.0(2)\%$エラー)と331〜\mu\text{s}$$(0.5(1)\%$エラー)のゲート持続時間を達成する。 331~\mu\text{s}$ gateでは、量子ビット周波数のゆらぎ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ウォルシュ変調動的デカップリングスキームを実演する。

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