論文の概要: Quantum computing architecture with Rydberg gates in trapped ions

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2411.19684v1
• Date: Fri, 29 Nov 2024 13:17:43 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-12-02 15:19:39.462564
• Title: Quantum computing architecture with Rydberg gates in trapped ions
• Title（参考訳）: トラップイオン中のRydbergゲートを用いた量子コンピューティングアーキテクチャ
• Authors: Han Bao, Jonas Vogel, Ulrich Poschinger, Ferdinand Schmidt-Kaler,
• Abstract要約: 線形結晶中の任意のイオン対に対するエンタングルスキームを提案する。 小結晶中の任意の量子ビット対内の操作時間$mu s$の順序を明らかにする。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 32.098763269499315
• License:
• Abstract: Fast entangling gate operations are a fundamental prerequisite for quantum simulation and computation. We propose an entangling scheme for arbitrary pairs of ions in a linear crystal, harnessing the high electric polarizability of highly excited Rydberg states. An all-to-all quantum gate connectivity is based on an initialization of a pair of ions to a superposition of ground- and Rydberg-states by laser excitation, followed by the entangling gate operation which relies on a state-dependent frequency shift of collective vibrational modes of the crystal. This gate operation requires applying an electric waveform to trap electrodes. Employing transverse collective modes of oscillation, we reveal order of $\mu s$ operation times within any of the qubit pairs in a small crystal. In our calculation, we are taking into account realistic experimental conditions and feasible electric field ramps. The proposed gate operation is ready to be combined with a scalable processor architecture to reconfigure the qubit register, either by shuttling ions or by dynamically controlling optical tweezer potentials.
• Abstract（参考訳）: 高速エンタングリングゲート演算は、量子シミュレーションと計算の基本的な前提条件である。 線形結晶中の任意のイオン対に対するエンタングルスキームを提案し、高励起リドベルク状態の高電気偏光性を利用する。 全対の量子ゲート接続は、一対のイオンをレーザー励起により基底状態とリドバーグ状態の重ね合わせに初期化し、続いて結晶の集合振動モードの状態依存の周波数シフトに依存するエンタングルゲート演算を行う。 このゲート操作では、電極をトラップするために電気波形を適用する必要がある。 振動の逆集合モードを用いることで、小さな結晶中のクォービット対のいずれか内の操作時間$\mu s$の順序を明らかにする。 本計算では,現実的な実験条件と実用可能な電界ランプを考慮に入れている。 提案したゲート操作は、量子ビットレジスタを再構成するためのスケーラブルなプロセッサアーキテクチャと組み合わせる準備ができており、イオンを遮断するか、光学的ツイーザ電位を動的に制御する。

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