論文の概要: Deterministic atom-shuttle interconnects via ultrafast atom-ion entangling gate
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.15597v1
- Date: Fri, 17 Jul 2026 03:45:34 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-07-20 17:56:52.743825
- Title: Deterministic atom-shuttle interconnects via ultrafast atom-ion entangling gate
- Title（参考訳）: 超高速原子-イオンエンタングゲートによる決定論的原子-分子間相互作用
- Abstract要約: 我々は、Rydberg励起原子と閉じ込められたイオンとの間に、制御された$Z$ゲートを提案する。
ライドバーグ状態のトグルリングは、このスキームを無視できるオーバーヘッドで多イオン結晶に拡張する。
ハイブリッドアーキテクチャは、固定コード距離と論理エラー率で原子のみまたはイオンのみのアーキテクチャよりも、桁違いに多くの演算をサポートする。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.8361990291694322
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: Neutral-atom arrays and trapped-ion crystals offer complementary strengths for fault-tolerant quantum computing but lack a fast way to deterministically interact. Here we propose a controlled-$Z$ gate generated by the charge-induced-dipole ($C_4$) force between a Rydberg-excited atom and a trapped ion, balanced by a spin-dependent optical Magnus force on the ion that closes phase-space trajectories within a few microseconds. Toggling the Rydberg state extends the scheme to multi-ion crystals at negligible overhead. The resulting ${\sim}5\,$kHz atom shuttle accelerates short-distance QCCD links and enables hybrid qLDPC memories in which atom logical qubits are written onto an ion block treated as a passive storage zone. We perform circuit-level Monte Carlo simulations and find that the hybrid architecture supports orders of magnitude more operations than atom-only or ion-only architectures at fixed code distance and logical error rate.
- Abstract（参考訳）: 中性原子配列と閉じ込められたイオン結晶は、フォールトトレラント量子コンピューティングに相補的な強度を与えるが、決定論的に相互作用する高速な方法がない。
ここでは、ライドベルク励起原子と閉じ込められたイオンとの間の電荷誘起双極子(C_4$)力によって生成される制御されたZ$ゲートを、数マイクロ秒以内に位相空間軌道を閉じるイオン上のスピン依存光マグナス力によってバランスする。
ライドバーグ状態のトグルリングは、このスキームを無視できるオーバーヘッドで多イオン結晶に拡張する。
その結果、${\sim}5\,$kHzの原子シャトルは、短距離QCCDリンクを加速し、原子論理量子ビットが受動記憶領域として扱われるイオンブロックに書き込まれるハイブリッドqLDPCメモリを実現する。
我々は回路レベルのモンテカルロシミュレーションを行い、このハイブリッドアーキテクチャは、固定符号距離と論理誤差率で原子のみまたはイオンのみのアーキテクチャよりも桁違いに多くの演算をサポートすることを発見した。
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