論文の概要: Expanding the Neutral Atom Gate Set: Native iSWAP and Exchange Gates from Dipolar Rydberg Interactions
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.05037v1
- Date: Thu, 04 Dec 2025 17:55:19 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-12-05 21:11:46.306418
- Title: Expanding the Neutral Atom Gate Set: Native iSWAP and Exchange Gates from Dipolar Rydberg Interactions
- Title（参考訳）: ニュートラル原子ゲートセットの拡張:双極子リドバーグ相互作用によるネイティブiSWAPと交換ゲート
- Authors: Pedro Ildefonso, Andrew Byun, Aleksei Konovalov, Javad Kazemi, Michael Schuler, Wolfgang Lechner,
- Abstract要約: iSWAPゲートプロトコルは、現実的な実験条件下で99.9%の忠実さを超える。
結果は、リドベルク封鎖に基づくエンタングゲートを越えて設定された中性原子ゲートを拡張するための道を開く。
- 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 present a native realization of iSWAP and parameterized exchange gates for neutral atom quantum processing units. Our approach leverages strong dipole-dipole interactions between two dipole-coupled Rydberg states, and employs optimal control techniques to design time-efficient, high-fidelity gate protocols. To minimize experimental complexity, we utilize global driving terms acting identically on all atoms. We implement a noise-aware pulse selection strategy to identify candidate protocols with reduced susceptibility to certain noise sources, then analyze their performance under realistic noise sources -- including atomic motion, Rydberg decay, and experimentally motivated laser phase and intensity noise. For a $^{88}$Sr-based architecture, we demonstrate fast iSWAP gate protocols which exceed fidelities of $99.9\%$ under realistic experimental conditions. These results pave the way for expanding the neutral atom gate set beyond typical Rydberg blockade-based entangling gates.
- Abstract（参考訳）: 我々は、中性原子量子処理ユニットに対するiSWAPとパラメータ化交換ゲートのネイティブ実現を提案する。
本手法では,2つの双極子結合状態間の強い双極子-双極子相互作用を利用し,時間効率,高忠実度ゲートプロトコルの設計に最適制御手法を用いる。
実験的な複雑さを最小限に抑えるため、全ての原子で同じ働きをする大域的駆動項を利用する。
本研究では,特定のノイズ源に対する感受性を低下させた候補プロトコルを識別し,原子運動,ライドバーグ崩壊,実験的に動機付けられたレーザー位相,強度雑音を含む現実的なノイズ源下での性能を解析する。
$^{88}$Srベースのアーキテクチャでは、現実的な実験条件下で99.9\%の忠実度を超える高速なiSWAPゲートプロトコルを実証する。
これらの結果は、リドベルク封鎖に基づくエンタングゲートを越えて設定された中性原子ゲートを拡張するための道を開く。
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