論文の概要: Implementation of the Quantum Fourier Transform on a molecular qudit with full refocusing and state tomography
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.15611v1
- Date: Wed, 17 Dec 2025 17:22:33 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-12-18 17:06:27.074587
- Title: Implementation of the Quantum Fourier Transform on a molecular qudit with full refocusing and state tomography
- Title（参考訳）: フルリフォーカスおよび状態トモグラフィーによる分子キュディット上の量子フーリエ変換の実装
- Authors: Marcos Rubín-Osanz, Laura Bersani, Simone Chicco, Giuseppe Allodi, Roberto De Renzi, Athanasios Mavromagoulos, Michael D. Roy, Stergios Piligkos, Elena Garlatti, Stefano Carretta,
- Abstract要約: 分子スピンキューディットは量子技術のための有望なプラットフォームを提供し、化学的チューニング性とマルチレベルエンコーディングを組み合わせる。
ここでは、173Yb(trensal)qudit the Quantum Fourier Transform (QFT)を実装し,コヒーレンス相に量子情報を格納する。
本研究では,スピンクォーディットのフルリフォーカスプロトコルをアルゴリズムに組み込み,不均一な拡張を緩和し,状態の高忠実性回復を可能にすることで,この問題に対処する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.20972270756982533
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Molecular spin qudits based on lanthanide complexes offer a promising platform for quantum technologies, combining chemical tunability with multi-level encoding. However, experimental demonstrations of their envisaged capabilities remain scarce, posing the difficulty of achieving precise control over coherences between qudit states in long pulse sequences. Here, we implement in 173Yb(trensal) qudit the Quantum Fourier Transform (QFT), a core component of numerous quantum algorithms, storing quantum information in the phases of coherences. QFT provides an ideal benchmark for coherence manipulation and an unprecedented challenge for molecular spin qudits. We address this challenge by embedding a full-refocusing protocol for spin qudits in our algorithm, mitigating inhomogeneous broadening and enabling a high-fidelity recovery of the state. Complete state tomography demostrates the performance of the algorithm, while simulations provide insight into the physical mechanisms behind inhomogeneous broadening. This work shows the feasibility of quantum logic on molecular spin qudits and highlights their potential.
- Abstract（参考訳）: ランタニド錯体に基づく分子スピンクアディットは、化学的チューニング性とマルチレベルエンコーディングを組み合わせた量子技術のための有望なプラットフォームを提供する。
しかし、それらが想定する能力の実験的実証は乏しいままであり、長いパルス列におけるキュディ状態間のコヒーレンスを正確に制御することの難しさを浮き彫りにしている。
ここでは、173Yb(trensal)qudit the Quantum Fourier Transform (QFT)を実装し,コヒーレンス相に量子情報を格納する。
QFTはコヒーレンス操作のための理想的なベンチマークと、分子スピン四重項に対する前例のない挑戦を提供する。
本研究では,スピンクォーディットのフルリフォーカスプロトコルをアルゴリズムに組み込み,不均一な拡張を緩和し,状態の高忠実性回復を可能にすることで,この問題に対処する。
完全状態トモグラフィーはアルゴリズムの性能を低下させ、シミュレーションは不均一な拡張の背後にある物理的メカニズムに関する洞察を与える。
この研究は、分子スピン四重項上の量子論理の可能性を示し、それらのポテンシャルを強調している。
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