論文の概要: Cascaded Rydberg antiblockade: Multi-atom excitation dynamics and entanglement

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.08536v1
• Date: Sun, 07 Jun 2026 09:32:10 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-06-09 14:42:06.194311
• Title: Cascaded Rydberg antiblockade: Multi-atom excitation dynamics and entanglement
• Title（参考訳）: Cascaded Rydberg antiblockade:多原子励起ダイナミクスと絡み合い
• Authors: Jin-Lei Wu, Jun Wu, Pei-Yao Song, Yan Wang, Ya Gao, Xue-Ke Song, Shi-Lei Su,
• Abstract要約: 完全に結合した4つの相互作用原子にフロケットを介し、カスケード化されたリドベルクの抗ブロッキング機構を提案する。 マイクロ秒以下の時間スケールで4つの原子に絡み合ったツインフォックとグリーンベルガー・ホーネ・ザイリンガー状態を生成する。 我々の研究は、量子シミュレーションとマルチパーティ・エンタングルメント・エンジニアリングのためのフレキシブルでプログラム可能な合成次元を実証する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.9978892835986715
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We propose a cascaded Rydberg antiblockade (RAB) regime via a Floquet modulation in four fully connected interacting atoms, which establishes a new synthetic dimension, Dicke-state lattice (DSL), in the space of collective spin excitations. By applying a global periodic driving, we synthesize an effective Hamiltonian that enables perfect state transfer across the five-site DSL with multiple programmable pathways from stepwise nearest-neighbor jumps to a single-step transition. This DSL platform further allows us to simulate a dynamic Su-Schrieffer-Heeger model, where soft quantum control is employed to achieve topologically inspired full RAB $|0000\rangle \to |1111\rangle$ with enhanced robustness against disorder. Moreover, by incorporating the shortcut to adiabaticity technique, we generate high-fidelity entangled twin-Fock and Greenberger-Horne-Zeilinger states on the four atoms within sub-microsecond timescales, outperforming the speed limits of conventional adiabatic protocols. Our work demonstrates a flexible and programmable synthetic dimension for quantum simulation and multipartite entanglement engineering in Rydberg atom arrays, paving the way for the future development of quantum information processing.
• Abstract（参考訳）: 本研究では, スピン励起の空間において, 新しい合成次元Dicke状態格子(DSL)を形成する4つの完全連結相互作用原子のフロケット変調によるカスケードリドベルク・アンチブロッカド(RAB)機構を提案する。 大域的周期駆動を適用することで、ステップワイド近傍のジャンプからワンステップ遷移までの複数のプログラム可能な経路で、5つのサイトDSL間で完全な状態伝達を可能にする実効ハミルトニアンを合成する。 このDSLプラットフォームはさらに、トポロジ的にインスパイアされた完全なRAB $|0000\rangle \to |1111\rangle$を達成するために、ソフト量子制御を用いる、ダイナミックなSu-Schrieffer-Heegerモデルをシミュレートすることができる。 さらに, このショートカットを断熱技術に組み込むことで, 従来の断熱プロトコルよりも高速な4つの原子に対して, 高忠実な絡み合った双対フォックとグリーンベルガー・ホルン・ザイリンガー状態を生成する。 我々の研究は、Rydberg原子配列における量子シミュレーションと多部エンタングルメント工学のためのフレキシブルでプログラム可能な合成次元を示し、量子情報処理の今後の発展への道を開く。

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