論文の概要: Square-root Time Atom Reconfiguration Plan for Lattice-shaped Mobile Tweezers

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.05317v1
• Date: Tue, 07 Apr 2026 01:37:27 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-04-08 17:42:09.564065
• Title: Square-root Time Atom Reconfiguration Plan for Lattice-shaped Mobile Tweezers
• Title（参考訳）: 格子形移動式ツイーザの正方形時間原子再構成計画
• Authors: Koki Aoyama, Takafumi Tomita, Fumihiko Ino,
• Abstract要約: 本稿では,中性原子系における欠陥のない原子配列を作成するためのスケーラブルな計画アルゴリズムを提案する。 提案手法は,任意の再構成問題を少なくとも3つの1次元シャットリングタスクに分解する分割・対数戦略に基づいている。 632$times$632の原子配列上の数値シミュレーションにより、提案アルゴリズムは、輸送コストを最先端のアルゴリズムの1/7に削減するグリッド構成計画を達成することを示した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: This paper proposes a scalable planning algorithm for creating defect-free atom arrays in neutral-atom systems. The algorithm generates a $\mathcal{O}(\sqrt N)$ time plan for $N$ atoms by parallelizing atom transport using a two-dimensional lattice pattern generated by acousto-optic deflectors. Our approach is based on a divide-and-conquer strategy that decomposes an arbitrary reconfiguration problem into at most three one-dimensional shuttling tasks, enabling each atom to be transported with a total transportation cost of $\mathcal{O}(\sqrt N)$. Using the Gale--Ryser theorem, the proposed algorithm provides a highly reliable solution for arbitrary target geometries. We further introduce a peephole optimization technique that improves reconfiguration efficiency for grid target geometries. Numerical simulations on a 632$\times$632 atom array demonstrate that the proposed algorithm achieves a grid configuration plan that reduces the total transportation cost to 1/7 of state-of-the-art algorithms, while resulting in 32%--35% more atom captures. We believe that our scalability improvement contributes to realizing large-scale quantum computers based on neutral atoms. Our experimental code is available from https://github.com/kotamanegi/sqrt-time-atom-reconfigure.
• Abstract（参考訳）: 本稿では,中性原子系における欠陥のない原子配列を作成するためのスケーラブルな計画アルゴリズムを提案する。 このアルゴリズムは、光偏向器によって生成された2次元格子パターンを用いて原子輸送を並列化することにより、$N$原子に対して$\mathcal{O}(\sqrt N)$時間プランを生成する。 提案手法は,任意の再構成問題を少なくとも3つの1次元シャットリングタスクに分解し,各原子を総輸送コスト$\mathcal{O}(\sqrt N)$で輸送する手法に基づく。 Gale--Ryser の定理を用いて、提案アルゴリズムは任意のターゲット測地に対して高い信頼性の解を提供する。 さらに,格子状ターゲットジオメトリの再構成効率を向上するピープホール最適化手法を提案する。 632$\times$632の原子配列上の数値シミュレーションにより、提案アルゴリズムは、輸送コストを最先端のアルゴリズムの1/7に削減し、32%～35%の原子捕獲を実現する。 我々は,中性原子に基づく大規模量子コンピュータの実現に,スケーラビリティの向上が寄与すると信じている。 実験コードはhttps://github.com/kotamanegi/sqrt-time-atom-reconfigure.comから入手可能です。

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