論文の概要: Addressing requirements for crosstalk-free quantum-gate operation in many-body nanofiber cavity QED systems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.08408v1
- Date: Wed, 10 Sep 2025 08:54:41 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-09-11 15:16:52.367331
- Title: Addressing requirements for crosstalk-free quantum-gate operation in many-body nanofiber cavity QED systems
- Title（参考訳）: 多体ナノファイバーキャビティQEDシステムにおけるクロストークフリー量子ゲート演算の対応条件
- Authors: Tim Keller, Seigo Kikura, Rui Asaoka, Yasunari Suzuki, Yuuki Tokunaga, Takao Aoki,
- Abstract要約: 定常原子量子ビットを含む個々のモジュールを接続する分散ネットワークアーキテクチャは、中性原子ベースの量子計算プラットフォームをスケールアップするための有望なアプローチである。
従来の光ファイバを介して相互接続されたナノファイバー空洞QEDシステムからなる全繊維系プラットフォームを考察する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.07388859384645262
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: A distributed network architecture in which flying photons connect individual modules containing stationary atomic qubits is a promising approach for scaling up neutral-atom based quantum-computing platforms. We consider an all-fiber based platform consisting of nanofiber cavity QED systems interconnected via conventional optical fibers. Each nanofiber cavity is strongly coupled to multiple atoms through its evanescent field, and atom pairs within one cavity (local) or two distant cavities (remote) are addressed for performing photon-mediated quantum logic gates on them by controlling the effective light-matter coupling via local AC Stark shifts and atom-fiber distance. We numerically evaluate the required parameters for achieving nearly crosstalk-free gate operation using these targeting methods by calculating average gate fidelities, success probabilities, and Pauli error rates for both local and remote controlled-Z gates. For the case of perfect addressing, we also analytically determine the theoretical optimum gate performance as limited by cavity reflectivity, cooperativity, and qubit level-splitting.
- Abstract（参考訳）: 定常原子量子ビットを含む個々のモジュールを接続する分散ネットワークアーキテクチャは、中性原子ベースの量子計算プラットフォームをスケールアップするための有望なアプローチである。
従来の光ファイバを介して相互接続されたナノファイバー空洞QEDシステムからなる全繊維系プラットフォームを考察する。
それぞれのナノファイバーキャビティは、そのエバネッセント場を介して複数の原子に強く結合され、1つのキャビティ(局所)または2つの離れたキャビティ(遠隔)内の原子対は、局所的なACスタークシフトと原子-ファイバー距離を介して効果的な光物質結合を制御することにより、光子を介する量子論理ゲートを実行するために対処される。
本研究では, 平均ゲート忠実度, 成功確率, パウリ誤差率を局所制御Zゲートと遠隔制御Zゲートの両方で算出することにより, ほぼクロストークのないゲート操作を実現するために必要なパラメータを数値的に評価する。
また, 完全アドレッシングの場合, キャビティ反射率, 協調性, キュービットレベルスプリッティングによって制限された理論的最適ゲート性能を解析的に決定する。
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