論文の概要: Exactly-solved model of light-scattering errors in quantum simulations with metastable trapped-ion qubits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.09349v2
• Date: Mon, 9 Sep 2024 14:50:16 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-09-11 01:41:10.485877
• Title: Exactly-solved model of light-scattering errors in quantum simulations with metastable trapped-ion qubits
• Title（参考訳）: 準安定イオン量子ビットを用いた量子シミュレーションにおける光散乱誤差の厳密解モデル
• Authors: Phillip C. Lotshaw, Brian C. Sawyer, Creston D. Herold, Gilles Buchs,
• Abstract要約: 準安定原子量子ビットのイジング力学における光散乱モデルの解析を行った。 メタスタブルレベルが40$Ca$+$イオンである実験のシミュレーションにおける基本誤差の影響を解析する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: We analytically solve a model for light scattering in Ising dynamics of metastable atomic qubits, generalizing the approach of Foss-Feig {\it et al.}~[Phys.~Rev.~A {\bf 87}, 042101 (2013)] to include leakage outside the qubit manifold. We analyze the influence of these fundamental errors in simulations of proposed experiments with metastable levels of $^{40}$Ca$^+$ ions. We find that ``effective magnetic fields" generated by leaked qubits have significant impacts on spin-spin correlation functions for Greenberger-Horne-Zeilinger state preparation or for quantum simulations with strong coupling, while spin squeezing uses a much weaker coupling and is largely insensitive to the simulated leakage errors, even with a few hundred ions. Our theory and results are expected to be useful in modeling a variety of metastable qubit experiments in the future.
• Abstract（参考訳）: 準安定原子量子ビットのイジングダイナミクスにおける光散乱モデルの解析を行い、Foss-Feig {\it et al }~[Phys]のアプローチを一般化した。 ～Rev。 ~A {\bf 87}, 042101 (2013)] は、キュービット多様体の外側の漏れを含む。 メタスタブルレベルが$^{40}$Ca$^+$イオンである実験のシミュレーションにおいて,これらの基本的な誤差の影響を解析する。 漏れ量子ビットによって生じる「有効磁場」は、グリーンベルガー・ホルン・ザイリンガー状態の準備や強いカップリングを持つ量子シミュレーションのためにスピン-スピン相関関数に大きな影響を及ぼすが、スピンスクイージングはより弱いカップリングを使い、数百個のイオンでもシミュレートされた漏れ誤差にほとんど無感である。 我々の理論と結果は将来,様々な準安定量子ビット実験のモデル化に有用であることが期待されている。

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