論文の概要: Isolated quantum-state networks in ultracold molecules

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2511.03324v1
• Date: Wed, 05 Nov 2025 09:38:05 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-11-06 18:19:32.39666
• Title: Isolated quantum-state networks in ultracold molecules
• Title（参考訳）: 超低温分子における孤立量子状態ネットワーク
• Authors: Tom R. Hepworth, Simon L. Cornish, Philip D. Gregory,
• Abstract要約: 超低温のバイアルカリ分子における最適状態の集合を同定するための一般的なアプローチについて述べる。 我々は、分子を特定の状態に準備するために、利用可能な多くの遷移の経路を見つける方法について説明する。 次に、複数の結合が同時に存在する状態のネットワークについて検討する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Precise control over rotational angular momentum is at the heart of recent advances in quantum chemistry, quantum simulation, and quantum computation with ultracold bialkali molecules. Each rotational state comprises a rich manifold of hyperfine states arising from combinations of rotation and nuclear spins; this often yields hundreds of transitions available between a given pair of rotational states, and the efficient navigation of this complex space is a current challenge for experiments. Here, we describe a general approach based on a simple heuristic and graph theory to quickly identify optimal sets of states in ultracold bialkali molecules. We explain how to find pathways through the many available transitions to prepare the molecule in a specific state with maximum speed for any desired fidelity. We then examine networks of states where multiple couplings are present at the same time. As example applications, we first identify a closed loop of four states in the RbCs molecule where there is minimal population leakage out of the loop during simultaneous microwave coupling; we then extend the optimisation procedure to account for decoherence induced by magnetic-field noise and obtain an optimal set of 3 states for quantum computation applications.
• Abstract（参考訳）: 回転角運動量に対する精密制御は、量子化学、量子シミュレーション、超低温のバイアルカリ分子による量子計算の最近の進歩の中心である。 それぞれの回転状態は、回転と核スピンの組み合わせから生じる豊富な超微細状態からなる。これにより、与えられた一対の回転状態の間に数百の遷移が生じることが多く、この複雑な空間の効率的なナビゲーションは、現在実験の課題である。 ここでは、単純ヒューリスティックおよびグラフ理論に基づいて、超低温のバイアルカリ分子における状態の最適セットを迅速に同定する一般的なアプローチについて述べる。 所望の忠実度に対して、分子を最大速度で特定の状態に準備するために、利用可能な多くの遷移の経路を見つける方法について説明する。 次に、複数の結合が同時に存在する状態のネットワークについて検討する。 例えば、RbCs分子の4つの状態の閉ループを、同時マイクロ波カップリング中にループから最小限の集団漏れが生じるように同定し、磁場ノイズによって引き起こされるデコヒーレンスを考慮した最適化手順を拡張し、量子計算応用のための3つの状態の最適セットを得る。

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