論文の概要: Taming Recoil Effect in Cavity-Assisted Quantum Interconnects

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2502.14859v2
• Date: Tue, 25 Mar 2025 05:41:04 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-03-26 19:42:57.833494
• Title: Taming Recoil Effect in Cavity-Assisted Quantum Interconnects
• Title（参考訳）: キャビティアシスト量子インターコネクションにおけるリコイル処理の効果
• Authors: Seigo Kikura, Ryotaro Inoue, Hayata Yamasaki, Akihisa Goban, Shinichi Sunami,
• Abstract要約: リモート・エンタングルメント・ジェネレーション・プロトコルにおける動作誘起不忠実性を評価するための解析モデルを構築した。 この結果は,スケーラブルなトラップ原子量子ビットシステムによるフォールトトレラント量子ネットワークへの具体的な経路を確立する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.2233362977312945
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Photon recoil is one of the fundamental limitations for high-fidelity control of trapped-atom qubits such as neutral atoms and trapped ions. In this work, we derive an analytical model for efficiently evaluating the motion-induced infidelity in remote entanglement generation protocols. Our model is applicable for various photonic qubit encodings such as polarization, time bin, and frequency, and with arbitrary initial motional states, thus providing a crucial theoretical tool for realizing high-fidelity quantum networking. For the case of tweezer-trapped neutral atoms, our results indicate that operating in the bad-cavity regime with cavity decay rate exceeding atom-photon coupling rate, and near-ground-state cooling with motional quanta below 1, are desired to suppress the motion-induced infidelity sufficiently below the 1% level required for efficient quantum networking. Finite temperature effects can be mitigated efficiently by detection time filtering at the moderate cost of success probability and network speed. These results extend the understanding of infidelity sources in remote entanglement generation protocols, establishing a concrete path towards fault-tolerant quantum networking with scalable trapped-atom qubit systems.
• Abstract（参考訳）: フォトン・リコイルは、中性原子や閉じ込められたイオンのような閉じ込められた原子量子ビットの高忠実度制御の基本的な制限の一つである。 本研究では,リモート・エンタングルメント・ジェネレーション・プロトコルにおける動作誘起不忠実度を効率的に評価する解析モデルを提案する。 我々のモデルは、偏光、時間ビン、周波数などの様々な光量子ビット符号化に適用でき、任意の初期運動状態を持つため、高忠実性量子ネットワークを実現するための重要な理論ツールを提供する。 ツイーザートラップ型中性原子の場合, 原子-光子結合速度を超えるキャビティ崩壊率を有するバッドキャビティ系で動作し, 1以下の運動量子化による近地状態冷却を行うことで, 効率的な量子ネットワークに必要な1%以下での運動誘起不均一性を十分に抑制できることが示唆された。 成功確率とネットワーク速度の適度なコストで検出時間フィルタリングを行うことで、有限温度効果を効率的に緩和することができる。 これらの結果は、リモートエンタングルメント生成プロトコルにおける不完全性源の理解を拡張し、スケーラブルなトラップ原子量子ビットシステムによるフォールトトレラント量子ネットワークへの具体的な経路を確立する。

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