論文の概要: Mode multiplexing for scalable cavity-enhanced operations in neutral-atom arrays

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2511.20858v1
• Date: Tue, 25 Nov 2025 21:13:11 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-11-27 18:37:58.864842
• Title: Mode multiplexing for scalable cavity-enhanced operations in neutral-atom arrays
• Title（参考訳）: 中性原子配列における拡張性キャビティ強化演算のためのモード多重化
• Authors: Ziv Aqua, Matthew L. Peters, David C. Spierings, Guoqing Wang, Edita Bytyqi, Thomas Propson, Vladan Vuletić,
• Abstract要約: 単一光キャビティの複数のモードを用いて,多数の原子上で高速かつ並列な動作を可能にするキャビティベースのアプローチを提案する。 本稿では,最大50モードの空洞モード多重化をサポートする実用的なシステム設計を提案する。 このアプローチは、中性原子配列のコア課題に対するスケーラブルなソリューションを提供し、実用的な量子技術の開発を前進させる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.951364598971458
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: Neutral atom arrays provide a versatile platform for quantum information processing. However, in large-scale arrays, efficient photon collection remains a bottleneck for key tasks such as fast, non-destructive qubit readout and remote entanglement distribution. We propose a cavity-based approach that enables fast, parallel operations over many atoms using multiple modes of a single optical cavity. By selectively shifting the relevant atomic transitions, each atom can be coupled to a distinct cavity mode, allowing independent simultaneous processing. We present practical system designs that support cavity-mode multiplexing with up to 50 modes, enabling rapid mid-circuit syndrome extraction and significantly enhancing entanglement distribution rates between remote atom arrays. This approach offers a scalable solution to core challenges in neutral atom arrays, advancing the development of practical quantum technologies.
• Abstract（参考訳）: ニュートラル原子配列は量子情報処理のための汎用的なプラットフォームを提供する。 しかし、大規模なアレイでは、高速で非破壊的なキュービット読み出しやリモート絡み合い分布といった重要なタスクにおいて、効率的な光子収集がボトルネックとなっている。 単一光キャビティの複数のモードを用いて,多数の原子上で高速かつ並列な動作を可能にするキャビティベースのアプローチを提案する。 関連する原子遷移を選択的にシフトさせることで、各原子は独立したキャビティモードに結合でき、独立的に同時処理できる。 本稿では,最大50モードのキャビティモード多重化をサポートし,高速な中回路症候群抽出を可能にし,遠隔原子配列間の絡み合い分布率を大幅に向上させるシステム設計を提案する。 このアプローチは、中性原子配列のコア課題に対するスケーラブルなソリューションを提供し、実用的な量子技術の開発を前進させる。

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