論文の概要: Multi-Target Rydberg Gates via Spatial Blockade Engineering
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2504.15282v2
- Date: Mon, 28 Apr 2025 19:09:42 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-05-02 19:15:52.74752
- Title: Multi-Target Rydberg Gates via Spatial Blockade Engineering
- Title（参考訳）: 空間遮断工学によるマルチターゲットライドバーグゲート
- Authors: Samuel Stein, Chenxu Liu, Shuwen Kan, Eleanor Crane, Yufei Ding, Ying Mao, Alexander Schuckert, Ang Li,
- Abstract要約: マルチターゲットゲートは、量子誤り訂正のためのシンドローム抽出におけるゲート深さを減らすことができる。
単一種中原子プラットフォーム上での単一制御マルチターゲットCZotimes Nゲートを提案する。
我々は、CZZゲートとCZZZゲートの滑らかな制御パルスを合成し、それぞれ99.55%と99.24%の忠実度を達成する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 47.582155477608445
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Multi-target gates offer the potential to reduce gate depth in syndrome extraction for quantum error correction. Although neutral-atom quantum computers have demonstrated native multi-qubit gates, existing approaches that avoid additional control or multiple atomic species have been limited to single-target gates. We propose single-control-multi-target CZ^{\otimes N}) gates on a single-species neutral-atom platform that require no extra control and have gate durations comparable to standard CZ gates. Our approach leverages tailored interatomic distances to create an asymmetric blockade between the control and target atoms. Using a GPU-accelerated pulse synthesis protocol, we design smooth control pulses for CZZ and CZZZ gates, achieving fidelities of up to 99.55% and 99.24%, respectively, even in the presence of simulated atom placement errors and Rydberg-state decay. This work presents a practical path to implementing multi-target gates in neutral-atom systems, significantly reducing the resource overhead for syndrome extraction.
- Abstract（参考訳）: マルチターゲットゲートは、量子誤り訂正のためのシンドローム抽出におけるゲート深さを減らすことができる。
中立原子量子コンピュータは、ネイティブなマルチキュービットゲートを実証しているが、追加の制御や複数の原子種を避ける既存のアプローチは、単一ターゲットゲートに限られている。
単一種中性原子プラットフォーム上の単一制御マルチターゲットCZ^{\otimes N}) ゲートは、余分な制御を必要とせず、標準のCZゲートに匹敵するゲート持続時間を有する。
我々のアプローチは、調整された原子間距離を利用して、制御とターゲット原子の間に非対称な遮断を作り出す。
GPU加速パルス合成プロトコルを用いて、CZZゲートとCZZZゲートのスムーズな制御パルスを設計し、シミュレーション原子配置誤差とRydberg状態崩壊があっても、それぞれ99.55%と99.24%の忠実度を達成する。
この研究は中性原子系における多ターゲットゲートの実装への実践的経路を示し、シンドローム抽出のリソースオーバーヘッドを著しく低減する。
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