論文の概要: Rapid Preparation of Rydberg Superatom W State Using Superadiabatic Techniques
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.16951v1
- Date: Sun, 21 Sep 2025 07:23:12 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-09-23 18:58:16.050588
- Title: Rapid Preparation of Rydberg Superatom W State Using Superadiabatic Techniques
- Title（参考訳）: 超断熱法によるRydberg超原子W状態の迅速調製
- Authors: Liping Yang, Jiping Wang, Li Dong, Xiaoming Xiu, Yanqiang Ji,
- Abstract要約: 我々は、Rydberg超原子の有効エネルギーレベルに関する量子情報をエンコードする。
本稿では,超断熱的反復法に基づくRydberg超原子W状態の高速な生成法を提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 9.94467395081458
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The W state, as a robust multipartite entangled state, plays an important role in quantum information processing, quantum network construction and quantum computing. In this paper, we encode quantum information on the effective energy levels of Rydberg superatoms and propose a fast scheme for preparing the Rydberg superatom W state based on the superadiabatic iterative technique, this scheme can be achieved in only one step by controlling the laser pulses. In the current scheme, the superatoms are trapped in spatially separated cavities connected by optical fibers, which significantly enhances the feasibility of experimental manipulation. A remarkable feature is that it does not require precise control of experimental parameters and interaction time. Meanwhile, the form of the counterdiabatic Hamiltonian is the same as that of the effective Hamiltonian. Through numerical simulations, the fidelity of this scheme can reach 99.94%. Even considering decoherence effects, including atomic spontaneous emission and photon leakage, the fidelity can still exceed 97.5%, further demonstrating the strong robustness of the solution. In addition, the Rabi frequency can be characterized as a linear superposition of Gaussian functions, this representation significantly alleviates the complexity encountered in practical experiments. Futhermore, we also analyzed the impact of parameter fluctuations on the fidelity, the results show that this scheme is robust against parameter fluctuations. At last, the present scheme is extended to the cases of N Rydberg superatoms, which shows the scalability of our scheme.
- Abstract（参考訳）: W状態は、堅牢な多部交絡状態として、量子情報処理、量子ネットワーク構築、量子コンピューティングにおいて重要な役割を果たす。
本稿では,Rydberg超原子の有効エネルギーレベルに関する量子情報を符号化し,超断熱反復法に基づくRydberg超原子W状態の高速な生成法を提案する。
現在のスキームでは、超原子は光ファイバーで接続された空間的に分離された空洞に閉じ込められ、実験的な操作の可能性を大幅に向上させる。
注目すべき特徴は、実験パラメータと相互作用時間の正確な制御を必要としないことである。
一方、反断熱的ハミルトニアンの形式は実効的なハミルトニアンの形式と同じである。
数値シミュレーションにより、このスキームの忠実度は99.94%に達する。
原子の自然放出や光子漏れなどのデコヒーレンス効果を考慮しても、忠実度は97.5%を超え、溶液の強い強靭性を示す。
さらに、ラビ周波数はガウス函数の線型重ね合わせとして特徴づけることができ、この表現は実践的な実験で遭遇した複雑性を著しく緩和する。
さらに,パラメータ変動が忠実度に与える影響を解析した結果,パラメータ変動に対して頑健であることが示唆された。
最終的に、現在のスキームは、我々のスキームのスケーラビリティを示すN Rydberg 超原子の場合にまで拡張される。
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