論文の概要: Fast, robust and laser-free universal entangling gates for trapped-ion
quantum computing
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2403.04730v1
- Date: Thu, 7 Mar 2024 18:33:50 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-03-08 13:06:11.010983
- Title: Fast, robust and laser-free universal entangling gates for trapped-ion
quantum computing
- Title(参考訳): トラップイオン量子コンピューティングのための高速で堅牢でレーザーフリーなユニバーサルエンタングゲート
- Authors: Markus N\"unnerich, Daniel Cohen, Patrick Barthel, Patrick H. Huber,
Dorna Niroomand, Alex Retzker, and Christof Wunderlich
- Abstract要約: このゲートの速度は、静的磁場勾配において以前に実証された2量子エンタングルゲートよりも桁違いに高い。
ゲートは1キュービットあたり1つの連続RFフィールドしか必要とせず、量子プロセッサを多数のキュービットに拡張するのに適している。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 4.063218695552192
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: A novel two-qubit entangling gate for RF-controlled trapped-ion quantum
processors is proposed theoretically and demonstrated experimentally. The speed
of this gate is an order of magnitude higher than that of previously
demonstrated two-qubit entangling gates in static magnetic field gradients. At
the same time, the phase-modulated field driving the gate, dynamically
decouples the qubits from amplitude and frequency noise, increasing the qubits'
coherence time by two orders of magnitude. The gate requires only a single
continuous RF field per qubit, making it well suited for scaling a quantum
processor to large numbers of qubits. Implementing this entangling gate, we
generate the Bell states $|\Phi^+\rangle$ and $|\Psi^+\rangle$ in $\leq 313$
$\mathrm{\mathrm{\mu}}$s with fidelities up to $98^{+2}_{-3}$ % in a static
magnetic gradient of only 19.09 T/m. At higher magnetic field gradients, the
entangling gate speed can be further improved to match that of laser-based
counterparts.
- Abstract(参考訳): rf制御トラップイオン量子プロセッサのための新しい2量子ビット絡み込みゲートを理論的に提案し,実験的に実証した。
このゲートの速度は、静的磁場勾配において以前に実証された2量子エンタングルゲートよりも桁違いに高い。
同時に、ゲートを駆動する位相変調場は、振幅と周波数ノイズから量子ビットを動的に分離し、量子ビットのコヒーレンス時間を2桁増加させる。
ゲートは1キュービットあたり1つの連続RFフィールドしか必要とせず、量子プロセッサを多数のキュービットに拡張するのに適している。
この絡み合ったゲートを実装すると、ベル状態 $|\Phi^+\rangle$ と $|\Psi^+\rangle$ in $\leq 313$ $\mathrm{\mathrm{\mu}}$s が 98^{+2}_{-3}$ % の静磁場勾配で生成される。
より高磁場勾配では、エンタングルゲートの速度はレーザーベースのものと一致するようにさらに向上することができる。
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