論文の概要: Fast entangling gates for Rydberg atoms via resonant dipole-dipole interaction
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2411.05073v1
- Date: Thu, 07 Nov 2024 19:00:08 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-11-11 14:54:23.120448
- Title: Fast entangling gates for Rydberg atoms via resonant dipole-dipole interaction
- Title（参考訳）: 共鳴双極子-双極子相互作用によるライドベルク原子の高速エンタングゲート
- Authors: Giuliano Giudici, Stefano Veroni, Giacomo Giudice, Hannes Pichler, Johannes Zeiher,
- Abstract要約: 基底状態量子ビットと2つのリドベルク状態の4つの原子レベルを用いてゲートをエンタングする新しいスキームを導入する。
この相互作用は、最先端のRydbergゲートよりも高速で、Rydberg崩壊に敏感でない制御Zゲートを仲介できることを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License:
- Abstract: The advent of digital neutral-atom quantum computers relies on the development of fast and robust protocols for high-fidelity quantum operations. In this work, we introduce a novel scheme for entangling gates using four atomic levels per atom: a ground state qubit and two Rydberg states. A laser field couples the qubit to one of the two Rydberg states, while a microwave field coupling the two Rydberg states enables a resonant dipole-dipole interaction between different atoms. We show that this interaction can mediate controlled-Z gates that are faster and less sensitive to Rydberg decay than state-of-the-art Rydberg gates based on van der Waals interactions. Moreover, we systematically stabilize our protocol against interatomic distance fluctuations and analyze its performance in realistic setups with rubidium or cesium atoms. Our results open up new avenues to the use of dipolar interactions for universal quantum computation with neutral atoms.
- Abstract（参考訳）: デジタル中立原子量子コンピュータの出現は、高忠実な量子演算のための高速で堅牢なプロトコルの開発に依存している。
本研究では,原子1つにつき4つの原子レベル(基底状態量子ビット)と2つのリドベルク状態(Rydberg state)を用いてゲートを絡み合わせる新しい手法を提案する。
レーザー場は2つのRydberg状態のいずれかに量子ビットを結合し、2つのRydberg状態を結合するマイクロ波場は異なる原子間の共鳴双極子-双極子相互作用を可能にする。
この相互作用は、ファンデルワールス相互作用に基づく最先端のリドベルクゲートよりも高速で感度の低い制御Zゲートを媒介できることを示す。
さらに,本プロトコルを原子間距離変動に対して系統的に安定化させ,ルビジウムあるいはセシウム原子を用いた現実的なセットアップでその有効性を解析した。
我々の結果は、中立原子を用いた普遍量子計算における双極子相互作用の利用に対する新たな道を開く。
関連論文リスト
- Observation of string breaking on a (2 + 1)D Rydberg quantum simulator [59.63568901264298]
プログラム可能な量子シミュレータを用いた合成量子物質中の弦の破れの観測を報告する。
我々の研究は、プログラム可能な量子シミュレーターを用いて高エネルギー物理学における現象を探索する方法を開拓する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-10-21T22:33:16Z) - Rabi oscillations and entanglement between two atoms interacting by the Rydberg blockade and with a quantized radiation field studied by the Jaynes-Cummings Model [0.0]
Rydberg原子は、2量子ビットゲートと原子光量子インターフェースのためのビルディングブロックを約束している。
我々は、リドベルク封鎖と量子化された放射場によって相互作用する2つのリドベルク原子間の相互作用を研究する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-08-28T04:16:12Z) - Interacting Circular Rydberg Atoms Trapped in Optical Tweezers [0.0]
円状のリドバーグ原子(CRA)は、理想的には長いコヒーレンス時間と強い相互作用を結合する。
両CRA間の共振双極子-双極子相互作用の測定と特性について報告する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-07-04T18:24:53Z) - Quantum Gate Optimization for Rydberg Architectures in the Weak-Coupling
Limit [55.05109484230879]
我々は,Rydberg tweezerシステムにおける2ビットゲートの機械学習支援設計を実演する。
我々は,高忠実度CNOTゲートを実装した最適パルス列を生成する。
単一量子ビット演算の局所的な制御は、原子列上で量子計算を行うのに十分であることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-06-14T18:24:51Z) - Bound state of distant photons in waveguide quantum electrodynamics [137.6408511310322]
遠い粒子間の量子相関は、量子力学の誕生以来謎のままである。
箱の中の2つの相互作用する粒子の最も単純な1次元のセットアップにおいて、新しい種類の有界量子状態を予測する。
このような状態は導波路量子電磁力学プラットフォームで実現できる。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-03-17T09:27:02Z) - Quantum gates with weak van der Waals interactions of neutral Rydberg
atoms [18.24045230829502]
任意の位相を持つ制御相ゲートを探索し,それを制御NOTゲートに拡張する。
ゲートは1つのRydberg状態を結合する3つのステップしか必要としない。
彼らは非常に弱い相互作用で働き、十分に分離された量子ビットを絡み合わせることができる。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-12-13T01:55:03Z) - Ultrafast energy exchange between two single Rydberg atoms on the
nanosecond timescale [0.0]
ナノ秒の時間スケールで発生する相互作用駆動のエネルギー交換は、Rydberg原子によるこれまでのどの研究よりも2桁高速である。
これにより、この超高速なRydbergプラットフォームとの双極子-双極子相互作用によって、量子シミュレーションと速度制限セットで動作する計算の道を開く。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-11-24T07:56:52Z) - Anderson localization of a Rydberg electron [68.8204255655161]
ライドバーグ原子はその準位構造、対称性、水素原子からのスケーリング挙動を継承する。
制限は、基底状態原子の数と、リドバーグ原子の励起レベルを同時に増加させることによって達成される。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-11-19T18:01:24Z) - Realizing distance-selective interactions in a Rydberg-dressed atom
array [0.0]
測定ベースの量子コンピューティングは、安定量子ビットのレジスタにおける大規模絡み合いの急速な生成に依存している。
Rydberg状態は量子情報を格納するのに適しており、高励起のRydberg状態を使って絡み合いを作ることができる。
ここでは、リドバーグ原子対間の分子ポテンシャルの非共鳴レーザーカップリングにより、距離選択的な相互作用を強くピークとする。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-10-19T17:39:48Z) - Quantum chaos driven by long-range waveguide-mediated interactions [125.99533416395765]
導波路内の2レベル原子の有限周期配列と相互作用する一対の光子の量子状態について理論的に検討する。
実空間では非常に不規則な波動関数を持つ2つのポラリトン固有状態の計算を行った。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-11-24T07:06:36Z) - High-Fidelity Entanglement and Detection of Alkaline-Earth Rydberg Atoms [48.093689931392866]
制御された2ビットの絡み合いの発生は、これまでアルカリ種に限られてきた。
本研究では, 個々のアルカリ-アースRydberg原子の2価電子構造を利用した新しいアプローチを示す。
我々は、Rydberg状態検出、単一原子ラビ演算、および以前に公表された値を超える2原子エンタングルメントの忠実性を見出した。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-01-13T18:42:42Z)
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。