論文の概要: High-fidelity non-adiabatic dark state gates for neutral atoms

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2602.13885v1
• Date: Sat, 14 Feb 2026 20:53:54 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-02-17 14:17:28.539034
• Title: High-fidelity non-adiabatic dark state gates for neutral atoms
• Title（参考訳）: 中性原子に対する高忠実非アディアバティックダークステートゲート
• Authors: Nader Mostaan, Kapil Goswami, Peter Schmelcher, Rick Mukherjee,
• Abstract要約: ライドバーグ封鎖ゲートは中性原子量子プロセッサにおける最も実験的に成熟したエンタングリング操作である。 非ブロックゲート方式は相補的な堅牢性を提供するが、通常は複雑で実験的に要求される制御に依存している。 実験によって確立されたパルス整形技術を用いて,量子最適制御によりノンブロッケードゲートスキームを実装可能であることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Rydberg blockade gates are the most experimentally mature entangling operations in neutral-atom quantum processors, combining fast gate times with simple control, but their performance degrades at larger interatomic separations and remains sensitive to motional and technical noise. Non-blockade gate schemes, such as dark-state and geometric protocols, offer complementary robustness but typically rely on complex and experimentally demanding control. Here we show that quantum optimal control enables non-blockade gate schemes to be implemented using the experimentally established pulse-shaping techniques developed for blockade-based gates. Focusing on the dark-state gate, we construct non-adiabatic implementations that preserve the intrinsic robustness of adiabatic dark-state protocols while achieving gate times comparable to time-optimal blockade gates using only smooth, experimentally feasible pulses. The resulting gates exhibit enhanced resilience to motional coupling, laser noise, and interaction inhomogeneity, particularly near and beyond the blockade radius. This work establishes a practical route to fast, robust two-qubit gates without increased experimental complexity.
• Abstract（参考訳）: ライドバーグ封鎖ゲートは、中性原子量子プロセッサにおいて最も実験的に成熟したエンタングリング操作であり、高速ゲート時間と単純な制御を組み合わせたものであるが、その性能は原子間分離で低下し、動きや技術的ノイズに敏感なままである。 ダークステートや幾何学的プロトコルのような非ブロッケードゲートスキームは相補的な堅牢性を提供するが、通常は複雑で実験的に要求される制御に依存している。 ここでは、量子最適制御により、ブロッケードベースゲートのために開発されたパルス整形技術を用いて、非ブロッケードゲートスキームを実装可能であることを示す。 ダークステートゲートに着目し,非アディバティックなダークステートプロトコルの本質的なロバスト性を保ちつつ,スムーズかつ実験的に実現可能なパルスのみを用いて,時最適ブロックゲートに匹敵するゲート時間を実現した非アディバティックな実装を構築した。 結果として生じるゲートは、運動結合、レーザーノイズ、相互作用の不均一性、特に閉塞半径の近辺および向こう側への弾力性の向上を示す。 この研究は、実験的な複雑さを増大させることなく、高速で堅牢な2ビットゲートへの実践的なルートを確立する。

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