論文の概要: Optimized readout strategies for neutral atom quantum processors
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2601.10492v1
- Date: Thu, 15 Jan 2026 15:12:28 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-01-16 19:43:19.191805
- Title: Optimized readout strategies for neutral atom quantum processors
- Title（参考訳）: 中性原子量子プロセッサの最適読み出し戦略
- Authors: Liang Chen, Wen-Yi Zhu, Zi-Jie Chen, Zhu-Bo Wang, Ya-Dong Hu, Qing-Xuan Jie, Guang-Can Guo, Chang-Ling Zou,
- Abstract要約: 我々は、読み取られた忠実性と原子の保持との間のトレードオフを定量化する理論的枠組みを開発する。
我々は、量子回路レート(qCIR)の計量を導入し、正規化量子フィッシャー情報を用いてシステム全体の性能を特徴づける。
87Rb原子の実験的に実現可能なパラメータを考えると、qCIRが197.2Hzと154.5Hzであることを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.5800582684268685
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Neutral atom quantum processors have emerged as a promising platform for scalable quantum information processing, offering high-fidelity operations and exceptional qubit scalability. A key challenge in realizing practical applications is efficiently extracting readout outcomes while maintaining high system throughput, i.e., the rate of quantum task executions. In this work, we develop a theoretical framework to quantify the trade-off between readout fidelity and atomic retention. Moreover, we introduce a metric of quantum circuit iteration rate (qCIR) and employ normalized quantum Fisher information to characterize system overall performance. Further, by carefully balancing fidelity and retention, we demonstrate a readout strategy for optimizing information acquisition efficiency. Considering the experimentally feasible parameters for 87Rb atoms, we demonstrate that qCIRs of 197.2Hz and 154.5Hz are achievable using single photon detectors and cameras, respectively. These results provide practical guidance for constructing scalable and high-throughput neutral atom quantum processors for applications in sensing, simulation, and near-term algorithm implementation.
- Abstract（参考訳）: 中性原子量子プロセッサはスケーラブルな量子情報処理のための有望なプラットフォームとして登場し、高忠実度演算と例外的量子ビットスケーラビリティを提供する。
実用的なアプリケーションを実現する上で重要な課題は、高いシステムスループット、すなわち量子タスクの実行率を維持しながら、読み出し結果を効率的に抽出することである。
本研究では, 読み出し忠実度と原子保持率のトレードオフを定量化する理論的枠組みを開発する。
さらに、量子回路の繰り返し率(qCIR)の計量を導入し、正規化量子フィッシャー情報を用いてシステム全体の性能を特徴づける。
さらに,情報取得効率を最適化するための読み出し戦略を,忠実度と保持率のバランスよく示す。
87Rb原子の実験的に実現可能なパラメータを考えると、それぞれ197.2Hzと154.5HzのqCIRが1つの光子検出器とカメラで達成可能であることを示す。
これらの結果は、センシング、シミュレーション、および短期アルゴリズム実装における応用のためのスケーラブルで高スループットな中性原子量子プロセッサを構築するための実用的なガイダンスを提供する。
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