論文の概要: Fast measurement-based generation of large-scale Greenberger-Horne-Zeilinger state with atomic nuclear-spin qubits
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.12565v1
- Date: Tue, 14 Jul 2026 09:37:24 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-07-15 17:08:30.098598
- Title: Fast measurement-based generation of large-scale Greenberger-Horne-Zeilinger state with atomic nuclear-spin qubits
- Title（参考訳）: 原子核スピン量子ビットを用いた大規模グリーンベルガー・ホーネ・ザイリンガー状態の高速測定による生成
- Authors: Yan Lu, Xiao-Feng Shi,
- Abstract要約: 大規模グリーンベルガー・ホルン・ザイリンガー状態(GHZ)は量子技術には有用であるが、準備は困難である。
アルカリ土類状原子の原子スピン量子ビットを持つ4量子ビット量子相ゲートによる大規模GHZ状態の高速測定法を提案する。
現在利用可能な技術に基づく分析によると、243量子ビットのGHZ状態は実現可能であり、より多くの量子ビットは高い検出精度で絡み合っている。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 18.425228375218236
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Large-scale Greenberger-Horne-Zeilinger~(GHZ) state is useful for quantum technologies but difficult to be prepared. Here, we propose fast measurement-based preparation of large-scale GHZ states by a four-qubit quantum phase gate with nuclear-spin qubits of alkaline-earth-like atoms, which is named as quantum ferromagnetic gate~(QFG) due to its analogy to the alignment of molecular magnetic moments in a classical magnet. A high-fidelity Rydberg-mediated QFG can be realized in a time of $6π/Ω_{\text{m}}$ with $Ω_{\text{m}}$ the maximal Rydberg Rabi frequency. From a product state of three data atom and one ancilla atom, a gluing circuit with one QFG, two single-qubit gates, and a projective measurement of the ancilla can generate a 3-qubit GHZ state, and repetition of this gluing circuit can lead to 9, 27, 81, 243, $\cdots$-qubit GHZ states. Analyses based on currently available techniques show that a 243-qubit GHZ state is realizable, and more qubits can be entangled with higher detection fidelity.
- Abstract（参考訳）: 大規模グリーンベルガー・ホーネ・ザイリンガー状態(GHZ)は量子技術には有用であるが、準備は困難である。
本稿では,古典磁石の分子磁気モーメントのアライメントに類似した量子強磁性ゲート~(QFG)と命名されたアルカリ原子の核スピン量子ビットを持つ4量子量子相ゲートによる大規模GHZ状態の高速な測定法を提案する。
高忠実度ライドバーグ媒介QFGは6π/Ω_{\text{m}}$と$Ω_{\text{m}}$で実現できる。
3つのデータ原子と1つのアンシラ原子の積状態から、1つのQFGと2つの単一量子ゲートを有するグルーイング回路と、該アンシラの射影測定により3量子GHZ状態が生成でき、このグルーイング回路の繰り返しは9,27,81,243,$\cdots$-qubitGHZ状態となる。
現在利用可能な技術に基づく分析によると、243量子ビットのGHZ状態は実現可能であり、より多くの量子ビットは高い検出精度で絡み合っている。
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