論文の概要: Quantum gates between distant atoms mediated by a Rydberg excitation antiferromagnet

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2408.11542v1
• Date: Wed, 21 Aug 2024 11:44:09 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-08-22 17:17:15.213963
• Title: Quantum gates between distant atoms mediated by a Rydberg excitation antiferromagnet
• Title（参考訳）: ライダーバーグ励起反強磁性体による遠方原子間の量子ゲート
• Authors: Georgios Doultsinos, David Petrosyan,
• Abstract要約: 中性原子の配列で接続された遠方の原子量子ビット間の量子ゲートを実装するための新しいプロトコルを提案する。 このプロトコルは、チャープレーザーパルスを用いてレイドバーグ励起の反強磁性状態に配列中の原子を断熱的に移動させることに基づいている。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We present a novel protocol to implement quantum gates between distant atomic qubits connected by an array of neutral atoms playing the role of a quantum bus. The protocol is based on adiabatically transferring the atoms in the array to an antiferromagnetic-like state of Rydberg excitations using chirped laser pulses. Upon exciting and de-exciting the atoms in the array under the blockage of nearest neighbors, depending on the state of the two qubits, the system acquires a conditional geometric $\pi$-phase, while the dynamical phase cancels exactly, even when the atomic positions are disordered but nearly frozen in time, which requires sufficiently low temperatures. For van der Waals interacting atoms, under the optimal parameters of the pulses minimizing the Rydberg-state decay and non-adiabatic errors, the gate infidelity scales with the distance $L$ and the number of atoms $N$ between the qubits as $\sim L^6/N^3$. Hence, increasing the number of atoms in the quantum bus connecting the qubits at a given spatial separation will lead to higher gate fidelity.
• Abstract（参考訳）: 量子バスの役割を担う中性原子の配列で接続された遠方の原子量子ビット間の量子ゲートを実装するための新しいプロトコルを提案する。 このプロトコルは、チャープレーザーパルスを用いてレイドバーグ励起の反強磁性状態に配列中の原子を断熱的に移動させることに基づいている。 隣り合う2つの量子ビットの状態に応じて、隣人の封鎖下で配列内の原子を興奮的に非励起化すると、システムは条件付き幾何学的な$\pi$-phaseを取得する。 ファンデルワールス相互作用原子の場合、リドベルク状態崩壊と非断熱誤差を最小化するパルスの最適パラメータの下で、ゲートの不忠実度は距離$L$と量子ビット間の原子数$N$を$\sim L^6/N^3$としてスケールする。 したがって、与えられた空間分離で量子ビットを接続する量子バスの原子数が増加すると、ゲートの忠実度は高くなる。

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