論文の概要: Phonon-mediated quantum gates in trapped ions coupled to an ultracold atomic gas

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2409.03693v2
• Date: Fri, 06 Dec 2024 12:56:54 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-12-09 15:53:12.966831
• Title: Phonon-mediated quantum gates in trapped ions coupled to an ultracold atomic gas
• Title（参考訳）: 超低温原子ガスに結合した閉じ込められたイオン中のフォノンを介する量子ゲート
• Authors: Lorenzo Oghittu, Arghavan Safavi-Naini, Antonio Negretti, Rene Gerritsma,
• Abstract要約: 我々は,極低温の原子ガスの存在下での捕捉されたイオン間のフォノンを介するクビット-クビット相互作用のダイナミクスについて検討した。 原子-イオン散乱長を調整すれば、イオンの冷却速度を調整できる。 また、原子-イオン相互作用や原子浴の性質を量子的に測定するためにも用いられる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: We study the dynamics of phonon-mediated qubit-qubit interactions between trapped ions in the presence of an ultracold atomic gas. By deriving and solving a master equation to describe the combined system, we show that the presence of the atoms causes the quantum gate quality to reduce because of motional decoherence. On the other hand, we calculate that the gas may be used to keep the ion crystal cold in the presence of external heating due to electric field noise. We show that tuning the atom-ion scattering length allows one to tune the cooling rate of the ions and would make it possible to temporarily reduce the effects of the gas during a quantum gate while keeping the ions cold over long timescales. In this way, the trapped ion quantum computer may be buffer gas cooled. The system may also be used for quantum-enhanced measurements of the atom-ion interactions or properties of the atomic bath.
• Abstract（参考訳）: 我々は,極低温の原子ガスの存在下での捕捉されたイオン間のフォノンを介するクビット-クビット相互作用のダイナミクスについて検討した。 連成系を記述するためのマスター方程式の導出と解法により、原子の存在が量子ゲートの品質を減少させることを示した。 一方, 電界ノイズによる外部加熱の存在下では, イオン結晶の低温維持にガスが用いられる可能性がある。 原子-イオン散乱長の調整により、イオンの冷却速度を調整でき、長期にわたってイオンを冷やしながら、量子ゲート中のガスの影響を一時的に低減できることを示す。 このように、捕捉されたイオン量子コンピュータはバッファガスを冷却することができる。 また、原子-イオン相互作用や原子浴の性質を量子的に測定するためにも用いられる。

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