論文の概要: The role of higher-order terms in trapped-ion quantum computing with magnetic gradient induced coupling
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2409.10498v1
- Date: Mon, 16 Sep 2024 17:38:07 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-09-17 14:38:40.458078
- Title: The role of higher-order terms in trapped-ion quantum computing with magnetic gradient induced coupling
- Title（参考訳）: 磁気勾配誘導結合によるトラップイオン量子コンピューティングにおける高次項の役割
- Authors: Sebastian Nagies, Kevin T. Geier, Javed Akram, Junichi Okamoto, Dimitris Badounas, Christof Wunderlich, Michael Johanning, Philipp Hauke,
- Abstract要約: Magnetic Gradient induced Couplingスキームに基づくトラップドイオンハードウェアは、量子コンピューティングの有望なプラットフォームとして登場しつつある。
本稿では, イオン結晶の外部電位の非調和性に起因する高次項のMAGICセットアップへの寄与について論じる。
これらのほとんどは現実的な状況では無視できるもので、注意を要する貢献は2つだけです。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.40151799356083073
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
- Abstract: Trapped-ion hardware based on the Magnetic Gradient Induced Coupling (MAGIC) scheme is emerging as a promising platform for quantum computing. Nevertheless, in this (as in any other) quantum-computing platform, many technical questions still have to be resolved before large-scale and error-tolerant applications are possible. In this work, we present a thorough discussion of the contribution of higher-order terms to the MAGIC setup, which can occur due to anharmonicities in the external potential of the ion crystal (e.g., through Coulomb repulsion) or through curvature of the applied magnetic field. These terms take the form of three-spin couplings as well as diverse terms that couple spins to phonons. We find that most of these are negligible in realistic situations, with only two contributions that need careful attention. First, there are parasitic longitudinal fields whose strength increases with chain length, but which can easily be compensated by a microwave detuning. Second, anharmonicities of the Coulomb interaction can lead to well-known two-to-one conversions of phonon excitations, which can be avoided if the phonons are ground-state cooled. Our detailed analysis constitutes an important contribution on the way of making magnetic-gradient trapped-ion quantum technology fit for large-scale applications, and it may inspire new ways to purposefully design interaction terms.
- Abstract（参考訳）: Magnetic Gradient induced Coupling (MAGIC) スキームに基づくトラップドイオンハードウェアが量子コンピューティングの有望なプラットフォームとして登場している。
それにもかかわらず、この(他の)量子コンピューティングプラットフォームでは、大規模かつエラー耐性のアプリケーションが可能になる前に、多くの技術的な問題が解決されなければならない。
本稿では, イオン結晶の外部電位(例えば, クーロン反発による)の非調和性や印加磁場の曲率によるMRICセットアップへの高次項の寄与について, 徹底的に議論する。
これらの用語は3スピンカップリングの形式と、カップルがフォノンにスピンする多種多様な用語である。
これらのほとんどは現実的な状況では無視できるもので、注意を要する貢献は2つだけです。
第一に、鎖長とともに強度が増加する寄生長手場があるが、マイクロ波デチューニングにより容易に補償できる。
第二に、クーロン相互作用の非調和性は、フォノン励起のよく知られた2対1変換をもたらす可能性がある。
我々の詳細な分析は、磁気勾配の捕捉イオン量子技術を大規模アプリケーションに適合させる方法に重要な貢献をし、相互作用項を意図的に設計する新しい方法をもたらすかもしれない。
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