論文の概要: Entangling ions with engineered light gradients

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.07548v1
• Date: Sun, 08 Mar 2026 09:18:24 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-03-10 15:13:14.797501
• Title: Entangling ions with engineered light gradients
• Title（参考訳）: 工学的光勾配によるイオンの絡み合い
• Authors: Tommaso Faorlin, Lorenz Panzl, Phoebe Grosser, Pablo Viñas, Alan Kahan, Walter Joseph Hörmann, Yannick Weiser, Giovanni Cerchiari, Thomas Feldker, Alexander Erhard, Juris Ulmanis, Rainer Blatt, Alejandro Bermudez, Thomas Monz,
• Abstract要約: 集合運動モードのスペクトル群は、閉じ込められたイオン量子プロセッサにおける絡み合う相互作用の忠実さを制限する。 横方向の時間依存構造光力によって駆動される幾何学的-位相エンタングリング相互作用を導入する。 我々は, 単一電位井戸内に最大12個のイオンを含むイオン結晶において, 5times10-3$以下の誤差率を持つ高忠実な2量子ゲートを実験的に実現した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 54.616816054906025
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Spectral crowding of collective motional modes limits the fidelity of entangling interactions in trapped-ion quantum processors by inducing off-resonant coupling to spectator modes. We introduce a geometric-phase entangling interaction driven by a transverse, time-dependent structured-light force. By applying the force in a plane orthogonal to the optical propagation direction, we suppress the effects of spectral crowding while preserving single-ion addressing. The scheme is compatible with arbitrary qubit encodings, provided that the qubit states experience a differential AC Stark shift. We experimentally realise high-fidelity two-qubit gates with error rates below $5\times10^{-3}$ in ion crystals containing up to 12 ions confined within a single potential well. These results establish gradient-field light-shift gates as a scalable approach to high-fidelity entangling generation in spectrally crowded trapped-ion systems.
• Abstract（参考訳）: 集合運動モードのスペクトル群は、外共振結合をオブザーバモードに誘導することにより、閉じ込められたイオン量子プロセッサにおける絡み合う相互作用の忠実さを制限する。 横方向の時間依存構造光力によって駆動される幾何学的-位相エンタングリング相互作用を導入する。 光伝搬方向に対して直交する平面に力を加えることにより、単一イオンアドレス保存時のスペクトル群集の効果を抑制する。 このスキームは任意のqubitエンコーディングと互換性があり、qubit状態がAC Starkシフトを経験する。 単一電位井戸内に最大12個のイオンを含むイオン結晶において, 誤差率5\times10^{-3}$以下の高忠実な2量子ゲートを実験的に実現した。 これらの結果は、スペクトル混在イオン系における高忠実エンタングリング生成へのスケーラブルなアプローチとして勾配場光シフトゲートを確立する。

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