論文の概要: Universal gates for a metastable qubit in strontium-88

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2506.10714v1
• Date: Thu, 12 Jun 2025 14:03:37 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-06-13 15:37:22.76695
• Title: Universal gates for a metastable qubit in strontium-88
• Title（参考訳）: ストロンチウム88における準安定量子ビットの普遍ゲート
• Authors: Renhao Tao, Ohad Lib, Flavien Gyger, Hendrik Timme, Maximilian Ammenwerth, Immanuel Bloch, Johannes Zeiher,
• Abstract要約: ボソニックストロンチウム88の準安定微細構造量子ビットの普遍ゲートセットを特徴付ける。 我々は損失を補正した後、0.993のシングルキュービットゲートフィデリティと0.9945(6)の2キュービットゲートフィデリティを求める。 この結果から, ストロンチウム微細構造量子ビットが, 短期的誤差補正量子コンピュータの候補となる可能性が示唆された。
• 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: Metastable atomic qubits are a highly promising platform for the realization of quantum computers, owing to their scalability and the possibility of converting leakage errors to erasure errors mid-circuit. Here, we demonstrate and characterize a universal gate set for the metastable fine-structure qubit encoded between the $^3\text{P}_0$ and $^3\text{P}_2$ states in bosonic strontium-88. We find single-qubit gate fidelities of 0.993(1), and two-qubit gate fidelities of 0.9945(6) after correcting for losses during the gate operation. Furthermore, we present a novel state-resolved detection scheme for the two fine-structure states that enables high-fidelity detection of qubit loss. Finally, we leverage the existence of a stable ground state outside the qubit subspace to perform mid-circuit erasure conversion using fast destructive imaging. Our results establish the strontium fine-structure qubit as a promising candidate for near-term error-corrected quantum computers, offering unique scaling perspectives.
• Abstract（参考訳）: 準安定原子量子ビットは、そのスケーラビリティとリークエラーを回路の途中で消去エラーに変換する可能性から、量子コンピュータの実現のための非常に有望なプラットフォームである。 ここでは、ボソニックストロンチウム88における$^3\text{P}_0$と$^3\text{P}_2$状態の間で符号化された準安定な微細構造量子ビットに対する普遍ゲートセットを実証し、特徴付ける。 ゲート操作中に損失を補正した後, 0.993(1)の単一量子ゲートフィラリティと2量子ゲートフィラリティが0.9945(6)の2量子ゲートフィラリティを求める。 さらに、量子ビット損失の高忠実度検出を可能にする2つの微細構造状態に対する新しい状態分解検出手法を提案する。 最後に、クビット部分空間の外側に安定な基底状態が存在することを活用し、高速破壊イメージングを用いて中間回路消去変換を行う。 この結果から、ストロンチウム微細構造量子ビットは、近距離誤り訂正量子コンピュータの候補として期待でき、ユニークなスケーリングの観点を提供する。

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