論文の概要: Fast Quantum Gates for Neutral Atoms Separated by a Few Tens of Micrometers
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2511.20437v1
- Date: Tue, 25 Nov 2025 16:11:07 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-11-26 17:37:04.53791
- Title: Fast Quantum Gates for Neutral Atoms Separated by a Few Tens of Micrometers
- Title（参考訳）: 数マイクロメートルで分離した中性原子の高速量子ゲート
- Authors: Matteo Bergonzoni, Rosario Roberto Riso, Guido Pupillo,
- Abstract要約: 20m以上離れた中性原子間の高速で高忠実な2量子ISWAPゲートを提示する。
我々は、単一かつ滑らかなレーザーパルスの中で、キュービットとライドバーグ状態の間のコヒーレント励起-交換-脱励起ダイナミクスを利用する。
これにより、封鎖半径をはるかに超え、高速で高接続性量子プロセッサへの経路を提供することができる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We present a theoretical scheme for a family of fast and high-fidelity two-qubit iSWAP gates between neutral atoms separated by more than 20 um, enabled by resonant dipole-dipole spin-exchange interactions between Rydberg states. The protocol harnesses coherent excitation-exchange-deexcitation dynamics between the qubit and the Rydberg states within a single and smooth laser pulse, in the presence of strong dipole-dipole interactions. We utilize optimal control methods to achieve theoretical gate fidelities and durations comparable to blockade-based gates in the presence of relevant noise, while extending the effective interaction range by an order of magnitude. This enables entanglement well beyond the blockade radius, offering a route toward fast, high-connectivity quantum processors.
- Abstract（参考訳）: 我々は,20m以上離れた中性原子間での高速で高忠実な2量子ISWAPゲートの族の理論的スキームを,Rydberg状態間の共振双極子-双極子スピン交換相互作用によって実現した。
このプロトコルは、強い双極子-双極子相互作用の存在下で、単一かつ滑らかなレーザーパルス内で、キュービットとライドバーグ状態の間のコヒーレント励起-交換-脱励起ダイナミクスを利用する。
最適制御手法を用いて,実効的な相互作用範囲を桁違いに拡張しながら,ブロックベースゲートに匹敵する理論ゲートの忠実度と持続時間を達成する。
これにより、封鎖半径をはるかに超え、高速で高接続性量子プロセッサへの経路を提供することができる。
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