論文の概要: Radial Fast Entangling Gates Under Micromotion in Trapped-Ion Quantum Computers

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2511.15148v1
• Date: Wed, 19 Nov 2025 06:05:31 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-11-20 15:51:28.654197
• Title: Radial Fast Entangling Gates Under Micromotion in Trapped-Ion Quantum Computers
• Title（参考訳）: マイクロモーションによる1オン量子コンピュータの高速ゲート
• Authors: Phoebe Grosser, Monica Gutierrez Galan, Isabelle Savill-Brown, Alexander K. Ratcliffe, Haonan Liu, Varun D. Vaidya, Simon A. Haine, C. Ricardo Viteri, Joseph J. Hope, Zain Mehdi,
• Abstract要約: 高周波イオントラップのマイクロモーションは一般に量子論理ゲートにとって有害であると考えられている。 2イオン結晶の放射モードを利用した高速ゲートの設計には,マイクロモーションが有用であることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 30.924666691399064
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Micromotion in radio-frequency ion traps is generally considered detrimental for quantum logic gates, and is typically minimized in state-of-the-art experiments. However, as a deterministic effect, it can be incorporated into quantum control frameworks aimed at designing high-fidelity quantum logic controls. In this work, we demonstrate that micromotion can be beneficial to the design of fast gates utilizing the radial modes of a two-ion crystal, particularly in the sub-trap-period regime where high-fidelity control sequences are identified with operation times ranging from hundreds of nanoseconds to microseconds. Through analysis of select fast gate solutions, we uncover the physical origin of micromotion enhancement and further study the induced gate error under experimental noises and control imperfections. This analysis establishes the feasibility of realising high-fidelity entangling gates in hundreds of nanoseconds using the micromotion-sensitive radial modes of trapped-ion crystals.
• Abstract（参考訳）: 高周波イオントラップのマイクロモーションは一般に量子論理ゲートにとって有害であり、通常最先端の実験で最小化される。 しかし、決定論的効果として、高忠実性量子論理制御の設計を目的とした量子制御フレームワークに組み込むことができる。 本研究では, 高忠実度制御シーケンスを数百ナノ秒からマイクロ秒までの動作時間で識別するサブトラップ時代において, 2イオン結晶の放射モードを利用した高速ゲートの設計において, マイクロモーションが有用であることを示す。 選択した高速ゲート解の解析により,マイクロモーションエンハンスメントの物理的起源を明らかにし,実験ノイズ下での誘導ゲート誤差と制御不完全性について検討する。 この分析により、数百ナノ秒間における高忠実なエンタングゲートの実現が、マイクロモーション感応性イオン結晶の放射モードを用いて実現可能であることが確認された。

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