論文の概要: Fast Adiabatic Quantum Gates via Hyperfine Intermediate States
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.11655v1
- Date: Wed, 10 Jun 2026 04:37:25 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-06-11 16:42:38.296608
- Title: Fast Adiabatic Quantum Gates via Hyperfine Intermediate States
- Title（参考訳）: 超微細中間状態による高速断熱量子ゲート
- Authors: Jiayin Fan, Xingdong Zhao, Manqi Zhang, Fangfang Xie, Jing Qian,
- Abstract要約: 電磁誘導型透過型断熱CNOTゲートプロトコルを提案し,断熱進化を高速化する。
我々は,現実的なCs原子配置において0.3903秒内に0.9991を超える断熱ゲート忠実性を実現する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 7.577356248728152
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The appeal of adiabatic quantum computing lies in its intrinsic robustness against various technical imperfections, making it attractive for many quantum information applications. However, it faces a fundamental challenge: accelerating the adiabatic operations while preserving adiabaticity within the qubit coherence time. In this article, we propose an electromagnetically induced transparency-based adiabatic CNOT gate protocol which harnesses atomic hyperfine intermediate states (HISs) to speed up the adiabatic evolution. The HISs, naturally-existed in two-photon transitions, often need to be suppressed due to their significant decay errors. In contrast, this paper introduces a novel method that utilizes appropriately chosen HISs not only to enhance the adiabaticity in STAY pathway but also to accelerate the population transfer in TRANSFER pathway. Through pulse optimization, we achieve adiabatic gate fidelities exceeding 0.9991 within 0.3903 μs in realistic Cs atomic setups. To demonstrate the generality of protocol we further assess the impact of decays from multiple HIS and extend our model to arbitrary number of states, providing a practical route toward fast and robust adiabatic quantum gates in Rydberg-atom platforms.
- Abstract（参考訳）: 断熱的量子コンピューティングの魅力は、様々な技術的欠陥に対する本質的な堅牢性にあるため、多くの量子情報アプリケーションにとって魅力的である。
しかし、これは、量子コヒーレンス時間内で断熱性を維持しながら断熱操作を加速する、という根本的な課題に直面している。
本稿では,原子超微細中間状態(HIS)を利用した電磁誘導透過型断熱型CNOTゲートプロトコルを提案する。
2光子遷移で自然に存在するHISは、大きな崩壊エラーのためにしばしば抑制される。
一方,本研究では,STAY経路の断熱性を高めるだけでなく,Transfer経路の人口移動を促進するために,適切に選択されたHISを利用する新しい手法を提案する。
パルス最適化により、現実的なCs原子配置において、0.3903μsで0.9991を超える断熱ゲート忠実度を達成する。
プロトコルの一般化を実証するために、複数のHISからの崩壊の影響をさらに評価し、モデルを任意の数の状態に拡張し、Rydberg-atomプラットフォームにおける高速で堅牢な断熱量子ゲートへの実践的な経路を提供する。
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