論文の概要: Experimental Demonstration of a Brachistochrone Nonadiabatic Holonomic Quantum-Gate Scheme in a Trapped Ion

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.23999v1
• Date: Wed, 25 Mar 2026 06:56:18 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-03-26 21:06:11.171926
• Title: Experimental Demonstration of a Brachistochrone Nonadiabatic Holonomic Quantum-Gate Scheme in a Trapped Ion
• Title（参考訳）: トラップイオン中におけるブラキストロン非断熱型ホロノミック量子ゲートの実験的実証
• Authors: Xi Wang, Hui Ren, L. -N. Sun, K. -F. Cui, J. -T. Bu, S. -L. Su, L. -L. Yan, G. Chen,
• Abstract要約: トラップされた40Ca+イオン中で、普遍的ブラキストロン非断熱型ホロノミック量子ゲートスキームを示す。 その結果,トラップイオンプラットフォームにおける高速で堅牢な量子ゲートへの実用的な経路として,非断熱的ホロノミック計算が注目された。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.291588152390006
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Nonadiabatic holonomic quantum computation (NHQC) offers intrinsic resilience to certain control imperfections. However, conventional nonadiabatic holonomic protocols are constrained by the fixed-pulse-area condition, which limits flexibility and prolongs duration of small-angle gates. Here we experimentally demonstrate a universal brachistochrone nonadiabatic holonomic quantum gate scheme in a trapped 40Ca+ ion, and realized the construction of pX gate under the conventional NHQC, brachistochrone NHQC (BNHQC) and composite BNHQC (CBNHQC) protocols. By characterizing the performance of gate performance in the presence of dissipation, Rabi-frequency errors and detuning errors, we show that BNHQC and CBNHQC outperform conventional NHQC, and BNHQC can offer a favorable balance between operation speed and robustness. It further shows that keeping high fidelity and strong robustness need decrease the accumulated population of excited state in the evolution process. These results highlight nonadiabatic holonomic computation as a practical route toward fast and robust quantum gates in trapped-ion platforms.
• Abstract（参考訳）: 非線形ホロノミック量子計算(NHQC)は、特定の制御不完全性に対して固有のレジリエンスを提供する。 しかし, 従来の非線形ホロノミックプロトコルは, 小角ゲートの柔軟性と長寿命を制限した固定パルス領域条件で制約されている。 ここでは、トラップされた40Ca+イオンにおいて、普遍的なブラキストロン非アナディバティックなホロノミック量子ゲートスキームを実験的に実証し、従来のNHQC、ブラキストロンNHQC(BNHQC)および複合BNHQC(CBNHQC)プロトコルの下でpXゲートの構築を実現した。 そこで, BNHQC と CBNHQC は従来の NHQC よりも優れており, BNHQC は動作速度とロバストさのバランスが良好であることを示す。 さらに、高い忠実性と強い強靭性を維持することは、進化過程における励起状態の蓄積人口を減少させる必要があることを示している。 これらの結果は、トラップイオンプラットフォームにおける高速で堅牢な量子ゲートへの実践的なルートとして、非断熱的ホロノミック計算を強調している。

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