論文の概要: Fast measurement of neutral atoms with a multi-atom gate

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.13158v1
• Date: Tue, 14 Apr 2026 18:00:00 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-04-16 20:38:32.232009
• Title: Fast measurement of neutral atoms with a multi-atom gate
• Title（参考訳）: 多原子ゲートを用いた中性原子の高速測定
• Authors: Yotam Vaknin, Ran Finkelstein, Ofer Firstenberg, Alex Retzker,
• Abstract要約: 我々は、新しい高速マルチ原子Rydbergゲートに基づく中性原子の高速測定プロトコルを提案する。 提案手法では,1つのRydbergブロック領域内で1つのデータ量子ビットを測定するために,$N$アンシラ原子のマルチキュービットレジスタを用いる。
• 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: Measurement time represents a critical bottleneck limiting the operational speed of neutral atom quantum computers, as it cannot be accelerated through parallelization like other quantum operations. We present a protocol for fast measurement of neutral atoms based on a new, fast multi-atom Rydberg gate that significantly reduces the measurement integration time and improves the measurement fidelity. Our approach employs a multi-qubit register of $N$ ancilla atoms within a single Rydberg blockade region to measure a single data qubit. This enables an $N$-fold enhancement in photon emission collections, while reducing the measurement's sensitivity to loss. The scheme requires spectral separation between the data qubit and the ancillae, achievable through either a dual-species architecture or a targeted light shift. Beyond this, the scheme is straightforward to implement: it relies only on global pulses, global photon collection, and avoids both atom shuttling and numerically optimized pulses. Simulations of a Cs--Rb platform demonstrate that with only five ancillae ($N=5$), measurement infidelity below $10^{-3}$ within $6\ μ\text{s}$ is achievable.
• Abstract（参考訳）: 測定時間は、他の量子演算のように並列化によって加速できないため、中性原子量子コンピュータの動作速度を制限する重要なボトルネックである。 本稿では,新しい高速マルチ原子Rydbergゲートを用いた中性原子の高速測定プロトコルを提案する。 提案手法では,1つのRydbergブロック領域内で1つのデータ量子ビットを測定するために,$N$アンシラ原子のマルチキュービットレジスタを用いる。 これにより、光子放射コレクションの$N$倍の増量が可能となり、測定の損失に対する感度は低下する。 このスキームでは、データキュービットとアンシラの間のスペクトル分離が必要であり、二重種アーキテクチャまたは標的光シフトによって達成できる。 グローバルパルス、グローバル光子収集のみに依存し、原子のシャットリングと数値的に最適化されたパルスの両方を避ける。 Cs-Rb プラットフォームのシミュレーションは、5アンシラ (N=5$) で 10^{-3} 以下で 6 μ\text{s}$ が達成可能であることを示した。

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