論文の概要: A universal neutral-atom quantum computer with individual optical addressing and non-destructive readout

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2408.08288v1
• Date: Thu, 15 Aug 2024 17:42:57 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-08-16 13:05:43.299047
• Title: A universal neutral-atom quantum computer with individual optical addressing and non-destructive readout
• Title（参考訳）: 個別光アドレッシングと非破壊読出しを備えた普遍中原子量子コンピュータ
• Authors: A. G. Radnaev, W. C. Chung, D. C. Cole, D. Mason, T. G. Ballance, M. J. Bedalov, D. A. Belknap, M. R. Berman, M. Blakely, I. L. Bloomfield, P. D. Buttler, C. Campbell, A. Chopinaud, E. Copenhaver, M. K. Dawes, S. Y. Eubanks, A. J. Friss, D. M. Garcia, J. Gilbert, M. Gillette, P. Goiporia, P. Gokhale, J. Goldwin, D. Goodwin, T. M. Graham, CJ Guttormsson, G. T. Hickman, L. Hurtley, M. Iliev, E. B. Jones, R. A. Jones, K. W. Kuper, T. B. Lewis, M. T. Lichtman, F. Majdeteimouri, J. J. Mason, J. K. McMaster, J. A. Miles, P. T. Mitchell, J. D. Murphree, N. A. Neff-Mallon, T. Oh, V. Omole, C. Parlo Simon, N. Pederson, M. A. Perlin, A. Reiter, R. Rines, P. Romlow, A. M. Scott, D. Stiefvater, J. R. Tanner, A. K. Tucker, I. V. Vinogradov, M. L. Warter, M. Yeo, M. Saffman, T. W. Noel,
• Abstract要約: 量子コンピュータは、変換処理能力の約束を果たすために、大規模でフォールトトレラントな演算を実現する必要がある。 ここでは、シャットリングではなく、光スイッチング時間によってゲートレートが制限される普遍的な中性原子量子コンピュータを示す。 我々は、99.35(4)%のCZ忠実度と、99.902(8)%の局所的な単一量子ビットRZゲート忠実度を達成する。
• 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: Quantum computers must achieve large-scale, fault-tolerant operation to deliver on their promise of transformational processing power [1-4]. This will require thousands or millions of high-fidelity quantum gates and similar numbers of qubits [5]. Demonstrations using neutral-atom qubits trapped and manipulated by lasers have shown that this modality can provide high two-qubit gate (CZ) fidelities and scalable operation [6-10]. However, the gates in these demonstrations are driven by lasers that do not resolve individual qubits, with universal computation enabled by physical mid-circuit shuttling of the qubits. This relatively slow operation will greatly extend runtimes for useful, large-scale computation. Here we demonstrate a universal neutral-atom quantum computer with gate rates limited by optical switching times, rather than shuttling, by individually addressing tightly focused laser beams at an array of single atoms. We achieve CZ fidelity of 99.35(4)% and local single qubit RZ gate fidelity of 99.902(8)%. Moreover, we demonstrate non-destructive readout of alkali-atom qubits with sub-percent loss, which boosts operational speed. This technique also enables us to measure 99.73(3)% CZ fidelity with atom-loss events excluded, which is a record among long lived neutral-atom qubits and highlights the path to higher fidelity and error correction. Our results represent a critical step towards large-scale, fault-tolerant neutral-atom quantum computers that can execute computations on practical timescales.
• Abstract（参考訳）: 量子コンピュータは、変換処理能力[1-4]の約束を果たすために、大規模でフォールトトレラントな演算をしなければならない。 これは数千から数百万の高忠実度量子ゲートと類似の量子ビット [5] を必要とする。 レーザーによって捕捉・操作された中性原子量子ビットを用いた実証実験により、このモード性は高い2量子ゲート(CZ)フィラリティとスケーラブルな操作 [6-10] を提供できることが示された。 しかし、これらのデモのゲートは、個々の量子ビットを解決しないレーザーによって駆動され、量子ビットの物理的中間回路シャットリングによって普遍的な計算が可能である。 この比較的遅い操作は、有用な大規模計算のためにランタイムを大幅に拡張する。 ここでは、単一原子の配列に集束したレーザービームを個別に処理することで、シャットリングではなく光スイッチング時間によってゲートレートが制限される普遍的な中性原子量子コンピュータを実証する。 我々は、99.35(4)%のCZ忠実度と、99.902(8)%の局所的な単一量子ビットRZゲート忠実度を達成する。 さらに, アルカリ原子量子ビットの非破壊的読み出しを低損失で行い, 運転速度を向上することを示した。 この手法により、原子ロス現象を除外した99.73(3)%のCZ忠実度を測定でき、これは長生きした中性原子量子ビット間の記録であり、より高い忠実度と誤り訂正への道のりを強調することができる。 この結果は,大規模でフォールトトレラントな中性原子量子コンピュータへの重要な一歩であり,実際の時間スケールで計算を実行できることを示す。

関連論文リスト

• End-to-end switchless architecture for fault-tolerant photonic quantum computing [0.32801544686421524]
  フォトニクスは、数百万の量子ビットと数十億のゲートを持つ大規模量子計算における最も有望なアプローチの1つである。 本稿では,受動オンチップコンポーネントのみを用いたフォールトトレラント連続変数(CV)量子計算のエンドツーエンドアーキテクチャを提案する。 このアーキテクチャは低光子数分解能しか必要とせず、CV量子コンピューティングにおける高帯域光検出器の利用を可能にする。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-12-17T08:48:12Z)
• A fiber array architecture for atom quantum computing [29.574286367992432]
  本稿では、個々の原子を完全に独立に制御できる原子量子コンピューティングのためのファイバーアレイアーキテクチャを提案する。 2次元光ツイーザにおける10個の単一原子のトラップと独立制御を実験的に実証した。 我々の研究は、中性原子量子コンピュータ上での時間効率な量子アルゴリズムの実行方法である。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-11-13T10:39:41Z)
• Quantum Compiling with Reinforcement Learning on a Superconducting Processor [55.135709564322624]
  超伝導プロセッサのための強化学習型量子コンパイラを開発した。 短絡の新規・ハードウェア対応回路の発見能力を示す。 本研究は,効率的な量子コンパイルのためのハードウェアによるソフトウェア設計を実証する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-06-18T01:49:48Z)
• Fast elementary gates for universal quantum computation with Kerr parametric oscillator qubits [0.0]
  カーパラメトリック発振器(KPO)は、量子ビットとして使用できるコヒーレント状態の重ね合わせを安定化することができ、ハードウェア効率の良い量子コンピュータを実現するための有望な候補である。 KPO量子ビットを用いた普遍量子計算のための基本ゲートが提案されているが、これらのゲートは通常、断熱演算に基づいており、長いゲート時間を必要とする。 本研究では,短絡から断熱へのパルス形状の数値最適化を基礎として,実験的に実現可能な制御手法により基本ゲートを高速化する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-10-31T01:03:21Z)
• Fast Flux-Activated Leakage Reduction for Superconducting Quantum Circuits [84.60542868688235]
  量子ビット実装のマルチレベル構造から生じる計算部分空間から漏れること。 パラメトリックフラックス変調を用いた超伝導量子ビットの資源効率向上のためのユニバーサルリーク低減ユニットを提案する。 繰り返し重み付け安定化器測定におけるリーク低減ユニットの使用により,検出されたエラーの総数を,スケーラブルな方法で削減できることを実証した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-09-13T16:21:32Z)
• Optimizing quantum gates towards the scale of logical qubits [78.55133994211627]
  量子ゲート理論の基本的な前提は、量子ゲートはフォールトトレランスの誤差閾値を超えることなく、大きなプロセッサにスケールできるということである。 ここでは、このような問題を克服できる戦略について報告する。 我々は、68個の周波数可変ビットの周波数軌跡をコレオグラフィーして、超伝導エラー中に単一量子ビットを実行することを示した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-08-04T13:39:46Z)
• High-fidelity parallel entangling gates on a neutral atom quantum computer [41.74498230885008]
  最大60個の原子に99.5%の忠実度を持つ2量子エンタングリングゲートの実現を報告した。 これらの進歩は、量子アルゴリズム、誤り訂正回路、デジタルシミュレーションの大規模実装の基礎となった。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-04-11T18:00:04Z)
• Analytical and experimental study of center line miscalibrations in M\o lmer-S\o rensen gates [51.93099889384597]
  モルマー・ソレンセンエンタングゲートの誤校正パラメータの系統的摂動展開について検討した。 我々はゲート進化演算子を計算し、関連する鍵特性を得る。 我々は、捕捉されたイオン量子プロセッサにおける測定値に対して、モデルからの予測をベンチマークすることで検証する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-12-10T10:56:16Z)
• Hardware-Efficient, Fault-Tolerant Quantum Computation with Rydberg Atoms [55.41644538483948]
  我々は中性原子量子コンピュータにおいてエラー源の完全な特徴付けを行う。 計算部分空間外の状態への原子量子ビットの崩壊に伴う最も重要なエラーに対処する,新しい,明らかに効率的な手法を開発した。 我々のプロトコルは、アルカリ原子とアルカリ原子の両方にエンコードされた量子ビットを持つ最先端の中性原子プラットフォームを用いて、近い将来に実装できる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-05-27T23:29:53Z)
• Interleaving: Modular architectures for fault-tolerant photonic quantum computing [50.591267188664666]
  フォトニック核融合型量子コンピューティング(FBQC)は低損失フォトニック遅延を用いる。 FBQCのモジュールアーキテクチャとして,これらのコンポーネントを結合して「インターリービングモジュール」を形成するアーキテクチャを提案する。 遅延の乗法的パワーを行使すると、各加群はヒルベルト空間に数千の物理量子ビットを加えることができる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-03-15T18:00:06Z)
• Quantum cryptography with highly entangled photons from semiconductor quantum dots [0.0]
  量子ドット源を用いたBBM92プロトコルの最初の実装について報告する。 原理の証明のために、350mの長繊維で接続された2つの建物間で鍵生成が行われ、平均鍵レートは135ビット/秒、キュービットエラーレートは13時間で0.019となる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-07-24T18:21:11Z)

関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。

指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。