論文の概要: Plane-selective coherent manipulations of nuclear spin qubits in a three-dimensional optical tweezer array

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2501.05935v1
• Date: Fri, 10 Jan 2025 12:56:23 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-01-13 15:26:35.305647
• Title: Plane-selective coherent manipulations of nuclear spin qubits in a three-dimensional optical tweezer array
• Title（参考訳）: 三次元光ツイーザアレイによる核スピン量子ビットの平面選択的コヒーレント操作
• Authors: Toshi Kusano, Yuma Nakamura, Rei Yokoyama, Naoya Ozawa, Kosuke Shibata, Tetsushi Takano, Yosuke Takasu, Yoshiro Takahashi,
• Abstract要約: 光ツイーザーアレイの3次元構造は、中性原子プロセッサをスケールアップする可能性がある。 量子誤差補正に不可欠なコヒーレント局所演算は、このプラットフォームではまだ検討されていない。 この技術は、三次元多層構造における量子コンピューティングと量子シミュレーションの道を開く。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: One of the central challenges for a practical fault-tolerant quantum computer is scalability. A three-dimensional structure of optical tweezer arrays offers the potential for scaling up neutral atom processors. However, coherent local operations, essential for quantum error correction, have yet to be explored for this platform. Here, we demonstrate plane-by-plane initialization of nuclear spin qubits of ${}^{171}\mathrm{Yb}$ atoms in a three-dimensional atom array and execute local coherent qubit rotations that act only on specific planes, by exploiting the plane-selective excitation of the atoms from the ${}^1S_0$ to the ${}^3P_2$ state. This plane-selective manipulation technique paves the way for quantum computing and quantum simulation in three-dimensional multilayer architectures.
• Abstract（参考訳）: 実用的なフォールトトレラント量子コンピュータにおける中心的な課題の1つはスケーラビリティである。 光ツイーザーアレイの3次元構造は、中性原子プロセッサをスケールアップする可能性がある。 しかし、量子誤差補正に不可欠なコヒーレントな局所演算は、このプラットフォームではまだ検討されていない。 ここでは、3次元原子配列において${}^{171}\mathrm{Yb}$原子の原子スピンの平面的初期化を示し、${}^1S_0$から${}^3P_2$状態への原子の平面選択的励起を利用して特定の平面上でのみ作用する局所コヒーレント量子ビット回転を実行する。 この平面選択的操作技術は、三次元多層構造における量子コンピューティングと量子シミュレーションの道を開く。

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