論文の概要: Programming an Optical Lattice Interferometer

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2411.03566v1
• Date: Wed, 06 Nov 2024 00:08:57 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-11-07 19:22:37.014512
• Title: Programming an Optical Lattice Interferometer
• Title（参考訳）: 光格子干渉計のプログラミング
• Authors: Lennart Maximilian Seifert, Victor E. Colussi, Michael A. Perlin, Pranav Gokhale, Frederic T. Chong,
• Abstract要約: 我々は、原子の運動量を操作する冷原子光学格子干渉計の量子論理ゲートのセットを導出する。 直接コロケーションの量子最適制御法が格子の変調波形を得るのにどのように適しているかを述べる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.8135625245735665
• License:
• Abstract: Programming a quantum device describes the usage of quantum logic gates, agnostic of hardware specifics, to perform a sequence of operations with (typically) a computing or sensing task in mind. Such programs have been executed on digital quantum computers, which despite their noisy character, have shown the ability to optimize metrological functions, for example in the generation of spin squeezing and optimization of quantum Fisher information for signals manifesting as spin rotations in a quantum register. However, the qubits of these programmable quantum sensors are tightly spatially confined and therefore suboptimal for enclosing the kinds of large spacetime areas required for performing inertial sensing. In this work, we derive a set of quantum logic gates for a cold atom optical lattice interferometer that manipulates the momentum of atoms. Here, the operations are framed in terms of single qubit operations and mappings between qubit subspaces with internal levels given by the Bloch (crystal) eigenstates of the lattice. We describe how the quantum optimal control method of direct collocation is well suited for obtaining the modulation waveforms of the lattice which achieve these operations.
• Abstract（参考訳）: 量子デバイスをプログラミングする際、量子論理ゲート(ハードウェアの特異性に依存しない)を使い、(典型的には)計算や感知タスクを念頭に置いて一連の演算を実行する。 このようなプログラムはデジタル量子コンピュータ上で実行されてきたが、そのノイズ特性にもかかわらず、例えば量子レジスタ内のスピン回転として現れる信号に対するスピンスクイーズの生成や量子フィッシャー情報の最適化など、メトロジー関数を最適化する能力を示している。 しかし、これらのプログラム可能な量子センサの量子ビットは、空間的に密閉されているため、慣性センシングを行うのに必要な大規模な時空領域を囲むのに最適である。 本研究では、原子の運動量を操作する冷原子光学格子干渉計の量子論理ゲートのセットを導出する。 ここで、演算は、格子のブロッホ(結晶)固有状態によって与えられる内部レベルを持つキュービット部分空間の間の単一のキュービット演算と写像の観点でフレーム化される。 直接コロケーションの量子最適制御法は,これらの演算を実現する格子の変調波形を得るのにいかに適しているかを述べる。

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