論文の概要: Rydberg atom parity gate based on dark state resonances

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2601.06665v1
• Date: Sat, 10 Jan 2026 19:59:40 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-01-13 19:08:00.927639
• Title: Rydberg atom parity gate based on dark state resonances
• Title（参考訳）: ダークステート共鳴に基づくRydberg原子パリティゲート
• Authors: Sinchan Snigdha Rej, Snigdhadev Ray, Bimalendu Deb,
• Abstract要約: 量子計算(QC)とデジタル量子シミュレーション(DQS)は基本的に2ビットまたは複数ビットの制御NOTまたは位相ゲートを必要とする。 本稿では,Rydbergアトムアレイの3ビットパリティゲートを用いたQCとDQSの代替経路を提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Quantum computation (QC) and digital quantum simulation (DQS) essentially require two- or multi-qubit controlled-NOT or -phase gates. We propose an alternative pathway for QC and DQS using a three-qubit parity gate in a Rydberg atom array. The basic principle of the Rydberg atom parity gate (RPG) is that the operation on the target qubit is controlled by the parity of the control qubits. First, we discuss how to construct an RPG based on a dark state resonance. We optimize the gate parameters by numerically analyzing the time evolution of the computational basis states to maximize the gate fidelity. We also show that our proposed RPG is extremely robust against the Rydberg blockade error. To demonstrate the efficiency of the proposed RPG over the conventional CNOT or CZ gate in QC and DQS, we implement the Deutsch-Jozsa algorithm and simulate the Ising Hamiltonian. The results show that RPG can be a better substitute of the CNOT gate to yield better results, as it decreases the circuit noise by reducing circuit depth.
• Abstract（参考訳）: 量子計算(QC)とデジタル量子シミュレーション(DQS)は基本的に2ビットまたは複数ビットの制御NOTまたは位相ゲートを必要とする。 本稿では,Rydbergアトムアレイの3ビットパリティゲートを用いたQCとDQSの代替経路を提案する。 Rydberg atom parity gate (RPG) の基本原理は、ターゲット量子ビット上の操作は制御量子ビットのパリティによって制御されることである。 まず、暗黒状態共鳴に基づいてRPGを構築する方法について論じる。 計算基底状態の時間進化を数値解析してゲートパラメータを最適化し、ゲート忠実度を最大化する。 また,提案したRPGは,Rydbergブロックエラーに対して極めて堅牢であることを示す。 QCおよびDQSにおける従来のCNOTまたはCZゲートよりも提案したRPGの効率性を示すために、Deutsch-Jozsaアルゴリズムを実装し、Ising Hamiltonianをシミュレートする。 その結果,RPGは回路深さを小さくすることで回路ノイズを低減できるため,CNOTゲートの代用として優れた結果が得られることがわかった。

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