論文の概要: High-fidelity entangling gates and nonlocal circuits with neutral atoms

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.25987v1
• Date: Tue, 28 Apr 2026 18:00:00 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-04-30 15:59:36.125
• Title: High-fidelity entangling gates and nonlocal circuits with neutral atoms
• Title（参考訳）: 中性原子を持つ高忠実エンタングルゲートと非局所回路
• Authors: Simon J. Evered, Muqing Xu, Sophie H. Li, Alexandra A. Geim, J. Pablo Bonilla Ataides, Marcin Kalinowski, Dolev Bluvstein, Nishad Maskara, Christian Kokail, Markus Greiner, Vladan Vuletić, Mikhail D. Lukin,
• Abstract要約: 2量子エンタングゲートは、耐故障性アーキテクチャにおける回路深さと性能を制限し、主要なエラー源となっている。 高速キャリブレーションのために、状態選択型読み出しと量子ビットの再利用を利用して、高いRabi周波数のスムーズ振幅パルスでCZゲートを絡み合わせることを実現する。 次に、これらの低エラーゲートをコヒーレント原子再構成を伴う量子回路に使用する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 29.44867320543274
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Creation and manipulation of entanglement with low error is essential in quantum information systems. In practice, two-qubit entangling gates constitute a dominant error source, limiting circuit depths and performance in fault-tolerant architectures. Using a neutral-atom quantum processor, we realize entangling CZ gates with a high Rabi frequency smooth-amplitude pulse, employing state-selective readout and qubit reuse for fast calibration, and achieve state-of-the-art fidelities of 99.854(4)% which improve to 99.941(3)% upon loss postselection, with stable performance for 10 hours. We then use these low-error gates in quantum circuits with coherent atom rearrangement. We first benchmark performance by creating and disentangling cluster states, and subsequently implement scrambling circuits featuring longer-range connectivity to study non-locally entangled states generated through chaotic dynamics. These results pave the way towards deep-circuit, efficient fault-tolerant quantum computation.
• Abstract（参考訳）: 量子情報システムでは、低い誤差で絡み合うものの作成と操作が不可欠である。 実際には、2ビットのエンタングゲートは、フォールトトレラントアーキテクチャにおける回路深さと性能を制限し、主要なエラー源となっている。 中性原子量子プロセッサを用いて、高いRabi周波数のスムーズ振幅パルスでCZゲートを絡み合わせること、高速キャリブレーションのために状態選択型読み出しとキュービットの再利用を利用すること、そして、損失ポストセレクション時に99.854(4)%の最先端の忠実度を99.941(3)%に改善し、安定した性能を10時間にわたって達成する。 次に、これらの低エラーゲートをコヒーレント原子再構成を伴う量子回路に使用する。 まず, クラスタ状態の生成とアンタングル化を行い, その後, カオス力学によって生じる非局所的絡み合った状態を研究するために, 長距離接続を特徴とするスクランブル回路を実装した。 これらの結果は、ディープサーキット、効率的なフォールトトレラント量子計算への道を開く。

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