論文の概要: Spontaneous Raman scattering from metastable states of Ba$^+$
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.22466v1
- Date: Wed, 28 May 2025 15:19:21 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-05-29 17:35:50.688145
- Title: Spontaneous Raman scattering from metastable states of Ba$^+$
- Title（参考訳）: Ba$^+$の準安定状態からの自然ラマン散乱
- Authors: Timothy J. Burke, Xiaoyang Shi, Jasmine Sinanan-Singh, Isaac L. Chuang, John Chiaverini,
- Abstract要約: イオンと原子の2光子励起ラマン転移によって実行される量子論理ゲートは、自発散乱誤差によって基本的に制限される。
これらの散乱過程の最近の理論的処理は、遠波長レーザーによる実装において、そのようなゲートの誤差率の低い境界を予測していない。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Quantum logic gates performed via two-photon stimulated-Raman transitions in ions and atoms are fundamentally limited by spontaneous scattering errors. Recent theoretical treatment of these scattering processes has predicted no lower bound on the error rate of such gates when implemented with far-detuned lasers, while also providing an extension to metastable qubits. To validate this theoretical model, we provide experimental measurements of Raman scattering rates due to near-, and far-detuned lasers for initial states in the metastable D$_{5/2}$ level of $^{137}$Ba$^+$. The measured spontaneous Raman scattering rate is consistent with the theoretical prediction and suggests that metastable-level two-qubit gates with an error rate $\approx10^{-4}$ are possible with laser excitation detuned by tens of terahertz or more.
- Abstract（参考訳）: イオンと原子の2光子励起ラマン転移によって実行される量子論理ゲートは、自発散乱誤差によって基本的に制限される。
これらの散乱過程の最近の理論的処理は、準安定量子ビットの拡張を提供しながら、遠波長レーザーで実装した場合、そのようなゲートの誤差率の低い境界を予測していない。
この理論モデルを検証するため、準安定なD$_{5/2}$レベル$^{137}$Ba$^+$における初期状態に対する近距離および遠波長レーザーによるラマン散乱速度の実験的測定を行った。
測定された自発ラマン散乱速度は理論的な予測と一致しており、数十テラヘルツ以上のレーザー励起で誤差率$\approx10^{-4}$の準安定な2量子ビットゲートが可能であることを示唆している。
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