論文の概要: Parity-controlled gate in a two-dimensional neutral-atom array
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2405.19564v2
- Date: Mon, 27 Jan 2025 18:22:08 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-01-28 20:38:15.421778
- Title: Parity-controlled gate in a two-dimensional neutral-atom array
- Title（参考訳）: 二次元中性原子アレイにおけるパリティ制御ゲート
- Authors: F. Q. Guo, S. L. Su, Weibin Li, X. Q. Shao,
- Abstract要約: 二次元Rydberg原子配列内のパリティ制御ゲートを提案する。
XZX$安定化器を備えた3ビット繰り返し符号と回転曲面符号の実装について検討する。
本研究は,パリティ測定の基礎となる物理的メカニズムの固有の利点を明らかにする。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.4473518548010192
- License:
- Abstract: We propose a parity-controlled gate within a two-dimensional Rydberg atom array, enabling efficient discrimination between even and odd parities of virtually excited control atoms by monitoring the dynamic evolution of an auxiliary atom. This is achieved through the use of spin-exchange dipolar interactions between Rydberg states and coupling between ground states and Rydberg states. For practical applications, we explore its implementation in three-qubit repetition codes and rotated surface codes featuring $XZZX$ stabilizers, enabling single-shot readout of stabilizer measurements. Comprehensive numerical simulations are conducted to assess the feasibility of the proposed approach, taking into account potential experimental imperfections such as unwanted interactions between Rydberg states, atomic position fluctuations, laser phase noise, and Rabi amplitude noise. Our study highlights the inherent advantages of the physical mechanisms underlying parity measurement, demonstrating its reliability and practicality. These findings establish our protocol as a highly promising solution for quantum error detection and computation within Rydberg atom systems, with significant potential for future experimental realizations.
- Abstract（参考訳）: 本研究では,2次元Rydberg原子アレイ内のパリティ制御ゲートを提案し,補助原子の動的進化を監視することにより,仮想的な励起制御原子の偶数パリティと奇数パリティの効率的な識別を可能にする。
これは、Rydberg状態とRydberg状態の間のスピン交換双極子相互作用と、基底状態とRydberg状態の間のカップリングによって達成される。
本稿では,3ビット繰り返し符号と$XZZX$安定化器を備えた回転曲面符号による実装について検討する。
提案手法の有効性を評価するため,Rydberg状態間の不要な相互作用,原子位置ゆらぎ,レーザー位相雑音,Rabi振幅雑音などの実験的欠陥を考慮した総合数値シミュレーションを行った。
本研究は,パリティ測定の基礎となる物理的メカニズムの特長を強調し,その信頼性と実用性を示す。
これらの知見は、Rydberg原子系における量子エラーの検出と計算のための、非常に有望なソリューションとして、我々のプロトコルを確立し、将来の実験的実現に有意義な可能性を秘めている。
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