論文の概要: Quantum logic control and entanglement in hybrid atom-molecule arrays

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2602.12909v1
• Date: Fri, 13 Feb 2026 13:09:51 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-02-16 23:37:53.957795
• Title: Quantum logic control and entanglement in hybrid atom-molecule arrays
• Title（参考訳）: ハイブリッド原子分子アレイにおける量子論理制御と絡み合い
• Authors: Chi Zhang, Sara Murciano, Nathanan Tantivasadakarn, Ran Finkelstein,
• Abstract要約: 極性分子と中性原子のハイブリッドプラットフォームにおける量子論理制御と測定に基づく状態生成のためのスキームを提案し,解析する。 提案した原子分子制御相ゲートは、分子回転遷移と原子リドバーグ転移の間の共鳴双極子-双極子交換に基づいており、どの分子分子分子エンタングゲートよりも3桁高速である。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.462672164410753
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Polar molecules, with their rich internal structure, offer immense potential for fundamental physics, quantum technology, and controlled chemistry. However, their utilization is currently limited because of slow and imperfect state detection and weak dipolar interaction, limiting fast and large-scale entanglement generation. We propose and analyze a scheme for quantum logic control and measurement-based state preparation in a hybrid platform of polar molecules and neutral atoms. The method leverages fast, high-fidelity atom-molecule gates and high-fidelity atomic ancilla measurements to overcome the common challenges in molecule-only platforms, while preserving their diverse structural advantages. The proposed atom-molecule controlled-phase gate is based on resonant dipole-dipole exchange between a molecular rotational transition and an atomic Rydberg transition, rendering it three orders of magnitude faster than any direct molecule-molecule entangling gate. We further study several applications of our scheme including the preparation of molecular GHZ states for quantum enhanced precision measurements, the preparation of exotic molecular qudit states with topological order, and measurement-altered criticality. Our scheme is applicable to any polar molecule. It expands the paradigm of quantum logic control and paves the way to large-scale molecular entangled states. More generally, it highlights a concrete hybrid quantum system in which each qubit is utilized in an optimal way and where the measurement-based approach can yield a significant advantage in near-term devices.
• Abstract（参考訳）: 極性分子は内部構造が豊富であり、基礎物理学、量子技術、制御化学に大きな可能性を秘めている。 しかし、状態検出が遅く不完全なことと双極子相互作用が弱いこと、高速で大規模な絡み合いの発生が制限されているため、現在ではその利用が制限されている。 極性分子と中性原子のハイブリッドプラットフォームにおける量子論理制御と測定に基づく状態生成のためのスキームを提案し,解析する。 この方法は高速で高忠実な原子分子ゲートと高忠実な原子アンシラ測定を利用して、分子のみのプラットフォームにおける共通の課題を克服し、その多様な構造上の利点を保っている。 提案した原子分子制御相ゲートは、分子回転遷移と原子リドバーグ転移の間の共鳴双極子-双極子交換に基づいており、どの分子分子分子エンタングゲートよりも3桁高速である。 さらに, 量子化精密測定のための分子GHZ状態の調製, トポロジカル秩序を用いたエキゾチックな分子キュウディト状態の調製, 測定値の定式化など, 提案手法のいくつかの応用について検討する。 我々のスキームはどんな極性分子にも当てはまる。 量子論理制御のパラダイムを拡張し、大規模分子の絡み合った状態への道を開く。 より一般的には、各量子ビットを最適な方法で利用し、測定に基づくアプローチが短期デバイスにおいて大きな優位性をもたらす、具体的なハイブリッド量子システムを強調している。

関連論文リスト

• Are Molecules Magical? Non-Stabilizerness in Molecular Bonding [50.24983453990065]
  分離原子と平衡状態の分子は、量子計算複雑性の観点からは単純であると推定される。 化学結合の形成過程は電子基底状態の量子的複雑さの顕著な増大を伴うことを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-04-09T08:14:27Z)
• Molecular Quantum Control Algorithm Design by Reinforcement Learning [0.0]
  本研究では,RL-QLS(Regress-learning quantum-logic spectroscopy)を提案する。 RL-QLS(RL-QLS)は、分子イオンを単一の純粋な量子状態に合成する一般的な、強化学習設計の量子論理手法である。 制御アルゴリズムの性能は,130個の固有状態を持つ多原子分子H$_3$O$+$に対して数値的に実証された。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-10-15T17:59:06Z)
• Dipolar quantum solids emerging in a Hubbard quantum simulator [45.82143101967126]
  長距離および異方性相互作用は、量子力学的多体系における豊富な空間構造を促進する。 我々は,光学格子における長距離双極子相互作用を用いて,新しい相関量子相を実現できることを示す。 この研究は、長距離および異方性相互作用を持つ幅広い格子モデルの量子シミュレーションへの扉を開く。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-06-01T16:49:20Z)
• Tuning long-range fermion-mediated interactions in cold-atom quantum simulators [68.8204255655161]
  コールド原子量子シミュレータにおける工学的な長距離相互作用は、エキゾチックな量子多体挙動を引き起こす。 そこで本研究では,現在実験プラットフォームで利用可能ないくつかのチューニングノブを提案する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-03-31T13:32:12Z)
• Tailoring the degree of entanglement of two coherently coupled quantum emitters [0.0]
  制御された分子の絡み合いは、コヒーレント結合によって支配されるより複雑な物理的または生物学的機構を解読するためのテストベンチとして機能する。 低温マトリクスに閉じ込められた有機分子の対を同定するためにハイパースペクトルイメージングを実装した。 また,レーザー場を振幅と位相に調整した長寿命サブラジアント非局在状態の遠方場選択的励起を示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-09-22T08:30:59Z)
• Quantum coherent spin-electric control in a molecular nanomagnet at clock transitions [57.50861918173065]
  ナノスケールでのスピンの電気的制御は、スピントロニクスのアーキテクチャ上の利点を提供する。 分子スピン材料における電場(E-場)感度の最近の実証が注目されている。 これまでに報告された電子場感度はかなり弱く、より強いスピン電結合を持つ分子をどうやって設計するかという問題を引き起こした。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-05-03T09:27:31Z)
• Identification of molecular quantum states using phase-sensitive forces [0.0]
  状態依存力を用いた分子状態検出のための拡張量子プロトコルを実証する。 我々のアプローチは、単一の原子および分子イオンに適用される基準と信号力の干渉に基づいている。 この位相情報を用いて、高密度分子エネルギー準位構造に埋め込まれた状態を特定し、状態から状態への非弾性散乱過程を監視する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-04-11T04:52:48Z)

関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。

指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。