論文の概要: Individually Addressed Entangling Gates in a Two-Dimensional Ion Crystal

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2406.13999v1
• Date: Thu, 20 Jun 2024 05:01:42 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-06-21 17:17:16.735643
• Title: Individually Addressed Entangling Gates in a Two-Dimensional Ion Crystal
• Title（参考訳）: 2次元イオン結晶における密閉ゲートの個別配置
• Authors: Y. -H. Hou, Y. -J. Yi, Y. -K. Wu, Y. -Y. Chen, L. Zhang, Y. Wang, Y. -L. Xu, C. Zhang, Q. -X. Mei, H. -X. Yang, J. -Y. Ma, S. -A. Guo, J. Ye, B. -X. Qi, Z. -C. Zhou, P. -Y. Hou, L. -M. Duan,
• Abstract要約: 4つのイオンからなる2次元結晶中の任意のイオン対の間に高忠実な2量子エンタングリングゲートを示す。 我々の研究は、2Dイオン結晶上に数百から数千の量子ビットを持つイオントラップ量子コンピューティングの道を開いた。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.19165511108619063
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Two-dimensional (2D) ion crystals have become a promising way to scale up qubit numbers for ion trap quantum information processing. However, to realize universal quantum computing in this system, individually addressed high-fidelity two-qubit entangling gates still remain challenging due to the inevitable micromotion of ions in a 2D crystal as well as the technical difficulty in 2D addressing. Here we demonstrate two-qubit entangling gates between any ion pairs in a 2D crystal of four ions. We use symmetrically placed crossed acousto-optic deflectors (AODs) to drive Raman transitions and achieve an addressing crosstalk error below 0.1%. We design and demonstrate a gate sequence by alternatingly addressing two target ions, making it compatible with any single-ion addressing techniques without crosstalk from multiple addressing beams. We further examine the gate performance versus the micromotion amplitude of the ions and show that its effect can be compensated by a recalibration of the laser intensity without degrading the gate fidelity. Our work paves the way for ion trap quantum computing with hundreds to thousands of qubits on a 2D ion crystal.
• Abstract（参考訳）: 2次元(2次元)イオン結晶は、イオントラップ量子情報処理のための量子ビット数をスケールアップする有望な方法となっている。 しかし、このシステムで普遍量子コンピューティングを実現するためには、2D結晶中のイオンの必然的微小移動と2Dアドレッシングの技術的困難のため、高忠実な2ビットエンタングリングゲートを個別に扱うことが依然として困難である。 ここでは、4つのイオンからなる2次元結晶中の任意のイオン対の間に2量子のエンタングリングゲートを示す。 我々は対称配置された横アコスト光偏向器(AOD)を用いてラマン遷移を駆動し、0.1%以下で対処可能なクロストーク誤差を実現する。 我々は、2つのターゲットイオンに交互に対応してゲート列を設計・実証し、複数のアドレッシングビームからのクロストークを伴わずに任意の単一イオンアドレッシング技術と互換性を持たせる。 さらに、イオンのマイクロモーション振幅に対するゲート性能について検討し、その効果がゲート忠実度を劣化させることなくレーザー強度の再校正によって補正可能であることを示す。 我々の研究は、2Dイオン結晶上に数百から数千の量子ビットを持つイオントラップ量子コンピューティングの道を開いた。

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