論文の概要: Non-invasive mid-circuit measurement and reset on atomic qubits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2504.12538v1
• Date: Thu, 17 Apr 2025 00:02:04 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-04-18 14:35:35.001170
• Title: Non-invasive mid-circuit measurement and reset on atomic qubits
• Title（参考訳）: 原子量子ビット上の非侵襲的中間回路計測とリセット
• Authors: Zuo-Yao Chen, Isabella Goetting, George Toh, Yichao Yu, Mikhail Shalaev, Sagnik Saha, Ashish Kalakuntla, Harriet Bufan Shi, Christopher Monroe, Alexander Kozhanov, Crystal Noel,
• Abstract要約: 量子ビットのサブセットの中間回路測定とリセットは、量子エラー補正と多くの量子情報応用の重要な要素である。 本研究では, 個々のレーザービームと狭い原子遷移を用いて, 空間とスペクトルの分離を両立させる新しい計測手法を提案し, 試作を行った。 このスキームのユニークな利点は、全ての操作が読み出し量子ビットにのみ適用され、同じ種の他の量子ビットには無視できない障害とほとんどオーバーヘッドが生じることである。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 31.874825130479174
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• Abstract: Mid-circuit measurement and reset of subsets of qubits is a crucial ingredient of quantum error correction and many quantum information applications. Measurement of atomic qubits is accomplished through resonant fluorescence, which typically disturbs neighboring atoms due to photon scattering. We propose and prototype a new scheme for measurement that provides both spatial and spectral isolation by using tightly-focused individual laser beams and narrow atomic transitions. The unique advantage of this scheme is that all operations are applied exclusively to the read-out qubit, with negligible disturbance to the other qubits of the same species and little overhead. In this letter, we pave the way for non-invasive and high fidelity mid-circuit measurement and demonstrate all key building blocks on a single trapped barium ion.
• Abstract（参考訳）: 量子ビットのサブセットの中間回路測定とリセットは、量子エラー補正と多くの量子情報応用の重要な要素である。 原子量子ビットの測定は共鳴蛍光によって行われ、通常は光子散乱によって近隣の原子を乱す。 本研究では, 個々のレーザービームと狭い原子遷移を用いて, 空間とスペクトルの分離を両立させる新しい計測手法を提案し, 試作を行った。 このスキームのユニークな利点は、全ての操作が読み出し量子ビットにのみ適用され、同じ種の他の量子ビットには無視できない障害とほとんどオーバーヘッドが生じることである。 このレターでは、非侵襲的で高忠実な中間回路測定の道を開き、1つの閉じ込められたバリウムイオン上にすべての鍵となる構成要素を実証する。

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