論文の概要: Real-time magnetic field noise correction using trapped-ion monitor qubits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2511.04767v1
• Date: Thu, 06 Nov 2025 19:39:47 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-11-10 21:00:44.571392
• Title: Real-time magnetic field noise correction using trapped-ion monitor qubits
• Title（参考訳）: 捕捉イオンモニタ量子ビットを用いた実時間磁界ノイズ補正
• Authors: Kyle DeBry, Agustin Valdes-Martinez, David Reens, Colin D. Bruzewicz, John Chiaverini,
• Abstract要約: 専用の「モニタ」キュービットは、データキュービット操作を中断することなく、リアルタイムに磁場ドリフトを追跡する。 プロトコルはコヒーレンスを維持し、インターリーブドキャリブレーションと比較すると、使用可能なデータキュービットプローブ時間を最大$simsqrt2$まで拡張する。 これらの結果は、量子情報プロセッサのリアルタイム再校正のためのスケーラブルなツールとしてモニターキュービットを確立する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We demonstrate a trapped-ion protocol in which a nearby, dedicated "monitor" qubit tracks magnetic-field drifts in real time without interrupting data-qubit operations. Using two $^{40}\mathrm{Ca}^+$ ions and the optical--metastable--ground architecture, we encode the data qubit in the ground-state manifold and the monitor qubit in a metastable-state manifold to achieve spectral separation. The monitor qubit senses common magnetic fluctuations during data-qubit experiments, enabling feedforward corrections to the qubit-control drives. Under applied magnetic noise with a realistic spectrum ($1/f^{2}$), the protocol maintains coherence and, when compared with interleaved calibration, it extends usable data-qubit probe times by up to a factor of ${\sim}\sqrt{2}$ and doubles the experimental duty cycle. These results establish monitor qubits as a scalable tool for real-time recalibration in quantum information processors.
• Abstract（参考訳）: 近接する「モニタ」量子ビットがデータキュービット操作を中断することなく、磁場ドリフトをリアルタイムで追跡するトラップイオンプロトコルを実証する。 2つの$^{40}\mathrm{Ca}^+$イオンと光-金属-地上構造を用いて、基底状態多様体におけるデータキュービットと準安定状態多様体におけるモニターキュービットを符号化し、スペクトル分離を実現する。 モニタキュービットは、データキュービット実験中に一般的な磁気ゆらぎを感知し、キュービット制御ドライブへのフィードフォワード補正を可能にする。 実測スペクトル(1/f^{2}$)の応用磁気ノイズの下では、このプロトコルはコヒーレンスを維持し、インターリーブドキャリブレーションと比較すると、使用可能なデータキュービットプローブ時間を最大${\sim}\sqrt{2}$まで延長し、実験的なデューティサイクルを2倍にする。 これらの結果は、量子情報プロセッサのリアルタイム再校正のためのスケーラブルなツールとしてモニターキュービットを確立する。

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