論文の概要: Microwave-field quantum metrology with error correction enabled by Rydberg atoms
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.01506v1
- Date: Fri, 02 May 2025 18:00:05 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-05-06 18:49:35.151558
- Title: Microwave-field quantum metrology with error correction enabled by Rydberg atoms
- Title（参考訳）: Rydberg原子による誤差補正によるマイクロ波場量子メトロジー
- Authors: Stanisław Kurzyna, Bartosz Niewelt, Mateusz Mazelanik, Wojciech Wasilewski, Rafał Demkowicz-Dobrzański, Michał Parniak,
- Abstract要約: 検出段階での実験的な損失は、真の量子的優位性を達成するための重要な障害の1つとして残っている。
ここでは、Rydberg原子の能力を組み合わせることで、外部の場を感知し、量子情報処理に使用することができる。
我々は原子間双極子相互作用を用いて、検出段階での従来の損失から検知情報を保護する誤り訂正プロトコルを実行する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Quantum sensing and metrology present one of the most promising near-term applications in the field of quantum technologies, with quantum sensors enabling unprecedented precision in measurements of electric, magnetic or gravitational fields and displacements. Experimental loss at the detection stage remains one of the key obstacles to achieve a truly quantum advantage in many practical scenarios. Here we combine capabilities of Rydberg atoms to both sense external fields and to be used for quantum information processing to largely overcome the issue of detection losses. While using the large dipole moments of Rydberg atoms in an ensemble to achieve a $39\ \mathrm{nV}/\mathrm{cm}\sqrt{\mathrm{Hz}}$ sensitivity we employ the inter-atomic dipolar interactions to execute an error-correction protocol, that protects sensing information against conventional losses at the detection stage. Counterintuitively, the idea of the protocol is based on introduction of additional non-linear lossy quantum channel, which results in enhancement of Fisher information by a factor of 3.3. The presented results open up a path towards broader usage of quantum-information-inspired error correction in practical quantum metrology and communication, without the need for a general-purpose quantum computer.
- Abstract（参考訳）: 量子センシングとメトロジーは、量子技術分野における最も有望な短期的応用の1つであり、量子センサーは、電場、磁場、重力場、変位の測定において前例のない精度を実現する。
検出段階での実験的な損失は、多くの現実的なシナリオにおいて真に量子的な優位性を達成するための重要な障害の1つである。
ここでは、Rydberg原子の能力を組み合わせて外部磁場を感知し、量子情報処理に使用することにより、検出損失の問題を克服する。
リンドバーグ原子の大きな双極子モーメントをアンサンブルで使い、39\ \mathrm{nV}/\mathrm{cm}\sqrt{\mathrm{Hz}}$感度で原子間双極子相互作用を用いてエラー補正プロトコルを実行し、検出段階で従来の損失から検知情報を保護する。
反対に、このプロトコルの考え方は、追加の非線形損失量子チャネルの導入に基づいており、これはフィッシャー情報の3.3倍の強化をもたらす。
提案した結果は、汎用量子コンピュータを必要とせずに、実用的な量子メロロジーと通信における量子情報にインスパイアされた誤り訂正をより広く活用するための道を開く。
関連論文リスト
- Bosonic Entanglement and Quantum Sensing from Energy Transfer in two-tone Floquet Systems [1.2499537119440245]
量子強度センサは、標準的な量子限界(回路)を超え、量子力学によって規定される基本的な精度限界に近づき、幅広い科学分野の応用を見つけつつある。
センサ回路における多くの粒子間の絡み合いと量子情報の保存について述べる。
マイクロ波系における超伝導絡み合ったセンサを提案し, 高精度測定における実用化の可能性を明らかにする。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-10-15T00:48:01Z) - Parity-controlled gate in a two-dimensional neutral-atom array [0.4473518548010192]
二次元Rydberg原子配列内のパリティ制御ゲートを提案する。
XZX$安定化器を備えた3ビット繰り返し符号と回転曲面符号の実装について検討する。
本研究は,パリティ測定の基礎となる物理的メカニズムの固有の利点を明らかにする。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-05-29T23:13:57Z) - Quantum error mitigation for Fourier moment computation [49.1574468325115]
本稿では、超伝導量子ハードウェアにおける核効果場理論の文脈におけるフーリエモーメントの計算に焦点を当てる。
この研究は、制御反転ゲートを用いたアダマール試験にエコー検証と雑音再正規化を統合した。
ノイズモデルを用いて解析した結果,2桁のノイズ強度が顕著に低下することが判明した。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-01-23T19:10:24Z) - Near-Term Distributed Quantum Computation using Mean-Field Corrections
and Auxiliary Qubits [77.04894470683776]
本稿では,限られた情報伝達と保守的絡み合い生成を含む短期分散量子コンピューティングを提案する。
我々はこれらの概念に基づいて、変分量子アルゴリズムの断片化事前学習のための近似回路切断手法を作成する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-09-11T18:00:00Z) - Quantum readout error mitigation via deep learning [2.4936576553283283]
本稿では,量子ハードウェア上での読み出し誤差を低減するためのディープラーニングベースのプロトコルを提案する。
ニューラルネットワークとディープラーニングでは、非線形ノイズを補正することが可能であり、既存の線形反転法では不可能である。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-12-07T09:26:57Z) - Enhanced nonlinear quantum metrology with weakly coupled solitons and
particle losses [58.720142291102135]
ハイゼンベルク(最大1/N)および超ハイゼンベルクスケーリングレベルにおける位相パラメータ推定のための干渉計測手法を提案する。
我々のセットアップの中心は、量子プローブを形成する新しいソリトンジョセフソン接合(SJJ)システムである。
このような状態は、適度な損失があっても最適な状態に近いことを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-08-07T09:29:23Z) - On exploring the potential of quantum auto-encoder for learning quantum systems [60.909817434753315]
そこで我々は,古典的な3つのハードラーニング問題に対処するために,QAEに基づく効果的な3つの学習プロトコルを考案した。
私たちの研究は、ハード量子物理学と量子情報処理タスクを達成するための高度な量子学習アルゴリズムの開発に新たな光を当てています。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-06-29T14:01:40Z) - Hardware-Efficient, Fault-Tolerant Quantum Computation with Rydberg
Atoms [55.41644538483948]
我々は中性原子量子コンピュータにおいてエラー源の完全な特徴付けを行う。
計算部分空間外の状態への原子量子ビットの崩壊に伴う最も重要なエラーに対処する,新しい,明らかに効率的な手法を開発した。
我々のプロトコルは、アルカリ原子とアルカリ原子の両方にエンコードされた量子ビットを持つ最先端の中性原子プラットフォームを用いて、近い将来に実装できる。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-05-27T23:29:53Z) - Demonstration of quantum advantage by a joint detection receiver for
optical communications using quantum belief propagation on a trapped-ion
device [0.7758302353877525]
本稿では,3ビット線形ツリー符号の2相シフトキーコードワードに対する量子ジョイント検出器の実験的検討を行う。
量子回路に変換された受信機は、トラップイオンデバイスに実験的に実装された。
最小平均復号誤差確率の量子限界を超える実験的なフレームワークを提供する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-02-25T18:05:31Z) - Fault-tolerant Coding for Quantum Communication [71.206200318454]
ノイズチャネルの多くの用途でメッセージを確実に送信するために、回路をエンコードしてデコードする。
すべての量子チャネル$T$とすべての$eps>0$に対して、以下に示すゲートエラー確率のしきい値$p(epsilon,T)$が存在し、$C-epsilon$より大きいレートはフォールトトレラント的に達成可能である。
我々の結果は、遠方の量子コンピュータが高レベルのノイズの下で通信する必要があるような、大きな距離での通信やオンチップでの通信に関係している。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-09-15T15:10:50Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。