論文の概要: Long-time storage of a decoherence-free subspace logical qubit in a dual-type quantum memory

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.13320v1
• Date: Thu, 17 Jul 2025 17:40:22 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-07-18 20:10:24.599611
• Title: Long-time storage of a decoherence-free subspace logical qubit in a dual-type quantum memory
• Title（参考訳）: 二重型量子メモリにおけるデコヒーレンスフリー部分空間論理量子ビットの長期保存
• Authors: Y. L. Xu, L. Zhang, C. Zhang, Y. K. Wu, Y. Y. Chen, C. X. Huang, Z. B. Cui, R. Yao, W. Q. Lian, J. Y. Ma, W. X. Guo, B. X. Qi, P. Y. Hou, Y. F. Pu, Z. C. Zhou, L. He, L. M. Duan,
• Abstract要約: 双対型方式に基づく極低温トラップにおけるマルチイオン量子メモリについて報告する。 我々は、デコヒーレンス自由部分空間に符号化された論理量子ビットに対して、2時間以上のコヒーレンス時間を示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.19165511108619063
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: A quantum memory is an essential element for quantum computation, quantum network and quantum metrology. Previously, a single-qubit quantum memory with a coherence time of about an hour has been realized in a dual-species setup where a coolant ion provides sympathetic cooling for a memory ion of different species. However, the frequent random position hopping between the ions in the room-temperature trap limits the technique there only applicable to single-qubit storage. Here we report a multi-ion quantum memory in a cryogenic trap based on the dual-type scheme, and demonstrate a coherence time above two hours for a logical qubit encoded in the decoherence-free subspace, i.e. two-ion entangled states, after correcting the dominant leakage error. Our scheme alleviates the necessity of an ultra-stable frequency reference for the stored qubit, and has a preferable scalability owing to the same mass of the metastable-state memory ions and the ground-state coolant ion.
• Abstract（参考訳）: 量子メモリは、量子計算、量子ネットワーク、量子気象学に不可欠な要素である。 これまで、コヒーレンス時間約1時間の単一量子メモリは、冷却剤イオンが異なる種のメモリイオンに対して交感冷却を提供する二重種設定で実現されてきた。 しかし、室温トラップにおけるイオン間の頻繁なランダムな位置ホッピングは、単一の量子ビットストレージにのみ適用できる技術を制限する。 ここでは、二重型方式に基づく極低温トラップにおける多重イオン量子メモリを報告し、デコヒーレンスのない部分空間、すなわち2イオン絡み合った状態に符号化された論理量子ビットに対して、2時間以上のコヒーレンス時間を示す。 本手法は,記憶された量子ビットに対する超安定周波数参照の必要性を軽減し,準安定状態メモリイオンと基底状態冷却剤イオンの質量が同じであるため,スケーラビリティが良好である。

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