論文の概要: Asymmetric quantum Rabi model, trap-dipole resonance, and quantum gates with optically trapped ultracold polar molecules

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.22276v2
• Date: Fri, 22 May 2026 03:58:26 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-05-25 14:44:53.778467
• Title: Asymmetric quantum Rabi model, trap-dipole resonance, and quantum gates with optically trapped ultracold polar molecules
• Title（参考訳）: 光に閉じ込められた極性分子を持つ非対称量子Rabiモデル、トラップ-双極子共鳴、および量子ゲート
• Authors: Yan Lu, Xiao-Feng Shi,
• Abstract要約: 極性分子に基づく量子コンピューティングにおける量子化運動の影響について検討する。 2つのゲートプロトコル,2ドル以下のパルス領域のグローバルマイクロ波パルスにより実現可能な高速iSWAPゲート,任意の制御位相を持つ制御相ゲートを導入する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 18.425228375218236
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Optically trapped ultracold polar molecules can have multiple long-lived states for coding quantum information, and can exhibit electric dipole-dipole interactions~(DDI) which enables entanglement generation. The general understanding on the quantized motion~(QM) of molecules in the traps is that it causes fluctuation of DDI. Here, we find that the molecular QM can realize an asymmetric quantum Rabi model, which is of specific importance in the study of fundamental physics. The molecular QM can also lead to an exotic trap-dipole resonance, resulting in excess population loss to uncoupled motional states, and, hence, should be avoided in a general quantum control over polar molecules. To examine the impact of QM on quantum computing based on polar molecules, we introduce two gate protocols, a fast iSWAP gate which can be realized by a global microwave pulse of pulse area smaller than $2π$, and a controlled-phase gate with an arbitrary controlled phase, and find that both gates can attain a high fidelity.
• Abstract（参考訳）: 光に閉じ込められた極性分子は、量子情報を符号化するための複数の長寿命状態を持ち、絡み合いの発生を可能にする電気双極子-双極子相互作用~(DDI)を示すことができる。 トラップ内の分子の量子化運動~(QM)に関する一般的な理解は、DDIの変動を引き起こすことである。 ここで、分子QMは、基礎物理学の研究において特に重要である非対称な量子ラビモデルを実現することができる。 分子QMはまた、エキゾチックなトラップ-双極子共鳴を招き、過剰な人口減少を未結合の運動状態へと引き起こし、したがって、極性分子に対する一般的な量子制御では避けるべきである。 極性分子に基づく量子コンピューティングにおけるQMの影響を調べるため,2π$以下のパルス領域のグローバルマイクロ波パルスにより実現可能な高速iSWAPゲートと任意の制御位相を持つ制御相ゲートの2つのゲートプロトコルを導入し,両ゲートが高い忠実性が得られることを示す。

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