論文の概要: High-efficiency loading of 2,400 Ytterbium atoms in optical tweezer arrays

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.19795v1
• Date: Mon, 22 Dec 2025 19:00:03 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-12-24 19:17:49.638015
• Title: High-efficiency loading of 2,400 Ytterbium atoms in optical tweezer arrays
• Title（参考訳）: 光ツイーザアレイにおける2,400イッテルビウム原子の高効率負荷
• Authors: Jiawen Zhu, Changfeng Chen, Li Zhou, Xiangru Xie, Chenyang Jiang, Zhuoli Ding, Fan Wu, Fan Yang, Guoqing Wang, Qihuang Gong, Peng Zhang, Sheng Zhang, Pai Peng,
• Abstract要約: 光学式ツイーザーアレイに2,400個のイッテルビウム-174原子が閉じ込められ, 単原子負荷効率は83.5(1)%向上した。 我々の研究は、アルカリ土類のような原子を用いた大規模量子コンピュータの実現に向けて前進している。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 22.824740260834798
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Neutral atom arrays have emerged as a powerful platform for quantum computation, simulation, and metrology. Among them, alkaline-earth-like atoms exhibit distinct advantages, including long coherence time and high-fidelity Rydberg gates. However, their scalability has lagged behind that of the alkali atoms. Here, we report 2,400 Ytterbium-174 atoms trapped in an optical tweezer array with enhanced single-atom loading efficiency of 83.5(1)%. Notably, the loading efficiency is largely maintained for array sizes ranging from dozens to thousands, exhibiting excellent scalability. We demonstrate the broad applicability of the enhanced loading method by showing that the enhancement exists robustly across a range of interatomic potentials, suggesting its utility for other atomic species. To establish the capability of the 174Yb arrays toward universal quantum computation, we propose to encode the qubit in the ground-clock state manifold and estimate a 99.9% two-qubit gate fidelity with experimentally feasible parameters. Our work advances the prospects for realizing large-scale quantum computers using alkaline-earth-like atoms.
• Abstract（参考訳）: ニュートラル原子配列は量子計算、シミュレーション、気象学の強力なプラットフォームとして登場した。 このうちアルカリ土類のような原子は、長いコヒーレンス時間や高忠実度リドベルクゲートなど、明確な利点を示す。 しかし、そのスケーラビリティはアルカリ原子よりも遅れている。 ここでは,光ツイーザアレイに閉じ込められた2,400個のイッテルビウム-174原子について報告する。 特に、ロード効率は数十から数千の配列サイズで維持されており、優れたスケーラビリティを示している。 本手法の適用性は, 原子間ポテンシャルの幅広い範囲に強く存在し, その他の原子種にも有効であることが示唆された。 普遍量子計算に対する174Ybアレイの能力を確立するために,この量子ビットを0時間状態多様体に符号化し,実験可能なパラメータで99.9%の2量子ゲート忠実度を推定することを提案する。 我々の研究は、アルカリ土類のような原子を用いた大規模量子コンピュータの実現に向けて前進している。

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