論文の概要: Measurement-Free Toric-Code Memory in Array Globally Controlled Rydberg Array

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.12030v1
• Date: Wed, 10 Jun 2026 12:52:08 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-06-11 16:42:38.456937
• Title: Measurement-Free Toric-Code Memory in Array Globally Controlled Rydberg Array
• Title（参考訳）: 大域的に制御されたRydbergアレーにおける計測自由トーリック符号メモリ
• Authors: Han Wang, Yusheng Zhao, Xiuhao Deng, Jinguo Liu,
• Abstract要約: 本稿では,トリック符号の量子メモリを移動・測定・局所アドレス化せずに安定化させるプロトコルを提案する。 鍵となるのは、完全な安定化サイクルに3つの種Rydberg原子配列を使用することである。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 7.925145908697485
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: The central prerequisite of any fault-tolerant quantum architecture is a quantum memory: a block of encoded physical qubits whose logical state is actively preserved against noise across many rounds of error correction. In neutral-atom Rydberg arrays, realizing such a memory is obstructed not by the entangling gates themselves, which are already fast and high-fidelity, but by the auxiliary operations that a conventional error-correction cycle requires: mid-circuit fluorescence measurement, inter-zone atom transport, and locally focused single-qubit addressing. Each of these introduces latency, atom loss, or optical crosstalk that exceeds the cost of the underlying gates by orders of magnitude. These costs accumulate cycle after cycle, progressively degrading the very logical information the code is meant to protect. Here we propose a protocol that stabilizes a toric-code quantum memory without moving, measuring or local addressing atoms. The key is to use a three-species Rydberg atom array for the complete stabilizer cycle, including syndrome extraction, coherent correction, and ancilla reset, under global, species-selective laser pulses. Numerical simulation of a $4 \times 4$ rotated toric code shows a longer qubit lifetime when the physical error rate is below a pseudo-threshold $p^\star \approx 0.034$. The scheme offers a concrete, hardware-efficient route to topological quantum memory in neutral-atom platforms.
• Abstract（参考訳）: フォールトトレラント量子アーキテクチャの中心的な前提条件は量子メモリ(quantum memory)である。 中立原子のリドバーグアレイでは、そのようなメモリの実現は、既に高速で高忠実なエンタングルゲート自体によって妨害されるのではなく、従来のエラー補正サイクルが必要とする補助的な操作によって妨害される:中周波蛍光測定、ゾーン間原子輸送、局所集束単一量子アドレスである。 これらはそれぞれ、遅延、原子損失、あるいは根底にあるゲートのコストを桁違いに上回る光クロストークを導入している。 これらのコストはサイクルの後にサイクルを蓄積し、コードが保護することを意図した非常に論理的な情報を徐々に劣化させます。 本稿では、トリック符号の量子メモリを、移動、測定、または局所アドレス化せずに安定化させるプロトコルを提案する。 鍵となるのは、大域的な種選択レーザーパルスの下で、シンドローム抽出、コヒーレント補正、およびアンシラリセットを含む完全な安定化器サイクルに3種のRydberg原子アレイを使用することである。 4 \times 4$回転トーリック符号の数値シミュレーションは、物理誤差率が擬似閾値$p^\star \approx 0.034$以下である場合に、より長い量子ビット寿命を示す。 このスキームは、中性原子プラットフォームにおけるトポロジカル量子メモリへの具体的でハードウェア効率の良いルートを提供する。

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