論文の概要: Proposals for experimentally realizing (mostly) quantum-autonomous gates
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.07372v1
- Date: Wed, 08 Oct 2025 18:00:00 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-10-10 17:54:14.641795
- Title: Proposals for experimentally realizing (mostly) quantum-autonomous gates
- Title（参考訳）: 量子自律ゲートを実験的に実現するための提案
- Authors: José Antonio Marín Guzmán, Yu-Xin Wang, Tom Manovitz, Paul Erker, Norbert M. Linke, Simone Gasparinetti, Nicole Yunger Halpern,
- Abstract要約: 我々は、Rydberg原子、閉じ込められたイオン、超伝導量子ビットの3つのプラットフォーム上での(完全かつ部分的に)量子自律ゲートの実現を提案する。
ゲートは(完全にまたは部分的に)量子自律回路の構成要素として機能する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.0446222918423627
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Autonomous quantum machines (AQMs) execute tasks without requiring time-dependent external control. Motivations for AQMs include the restrictions imposed by classical control on quantum machines' coherence times and geometries. Most AQM work is theoretical and abstract; yet an experiment recently demonstrated AQMs' usefulness in qubit reset, crucial to quantum computing. To further reduce quantum computing's classical control, we propose realizations of (fully and partially) quantum-autonomous gates on three platforms: Rydberg atoms, trapped ions, and superconducting qubits. First, we show that a Rydberg-blockade interaction or an ultrafast transition can quantum-autonomously effect entangling gates on Rydberg atoms. One can perform $Z$ or entangling gates on trapped ions mostly quantum-autonomously, by sculpting a linear Paul trap or leveraging a ring trap. Passive lasers control these gates, as well as the Rydberg-atom gates, quantum-autonomously. Finally, circuit quantum electrodynamics can enable quantum-autonomous $Z$ and $XY$ gates on superconducting qubits. The gates can serve as building blocks for (fully or partially) quantum-autonomous circuits, which may reduce classical-control burdens.
- Abstract（参考訳）: 自律量子マシン(AQM)は、時間依存の外部制御を必要としないタスクを実行する。
AQMのモチベーションには、量子マシンのコヒーレンス時間とジオメトリーに対する古典的な制御による制限が含まれる。
ほとんどのAQMの研究は理論と抽象的だが、最近量子コンピューティングにとって重要な量子ビットリセットにおけるAQMの有用性を実証した実験がある。
量子コンピューティングの古典的制御をさらに軽減するために、Rydberg原子、閉じ込められたイオン、超伝導量子ビットの3つのプラットフォーム上の(完全にかつ部分的に)量子自律ゲートの実現を提案する。
まず、Rydberg-Blockade相互作用や超高速遷移が、Rydberg原子のエンタングゲートに量子自律的に影響を及ぼすことを示す。
主に量子自律的に、線形ポールトラップを彫刻したり、リングトラップを利用したりすることで、閉じ込められたイオンに対してZ$またはエンタングリングゲートを実行することができる。
パッシブレーザーはこれらのゲートと、Rydberg-atomゲートを量子自律的に制御する。
最後に、回路量子電磁力学は超伝導量子ビット上の量子自律的な$Z$および$XY$ゲートを可能にする。
ゲートは(完全にまたは部分的に)量子自律回路のビルディングブロックとして機能し、古典的な制御負担を軽減できる。
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