論文の概要: Mean-field Pulse Adaptation for the Circularization of Interacting Rydberg Atoms

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.26978v2
• Date: Thu, 30 Jul 2026 06:27:41 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-07-31 12:52:12.272924
• Title: Mean-field Pulse Adaptation for the Circularization of Interacting Rydberg Atoms
• Title（参考訳）: 相互作用するRydberg原子の円化に対する平均場パルス適応
• Abstract要約: 円状のRydberg原子の配列は、量子シミュレーションと計算のための有望なプラットフォームを提供する。 平均場近似における相互作用を効果的に扱うモデルを提案する。 適応パルスは、弱い相互作用強度から中程度の相互作用強度の条件下での最適パルスの初期性能を回復することを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
• Abstract: Arrays of circular Rydberg atoms provide a promising platform for quantum simulation and computation; however, their preparation in the presence of interatomic interactions remains a major challenge. While optimal control methods have enabled the design of fast and accurate radio-frequency pulses for the circularization of a single atom and of an atom pair, the extension to more atoms is fundamentally limited by the exponential growth of the Hilbert space, which renders numerical simulations computationally infeasible. Here, we introduce an effective model that treats interactions within a mean-field approximation, thereby enabling the simulation of large atomic systems. Our model further enables the adaptation of pulses optimized for non-interacting atoms to interacting systems, based on the computation of a single time evolution. For two interacting $^{87}\mathrm{Rb}$ atoms, we demonstrate that the error of our method remains below $1 \, \%$ and that our adapted pulses recover the initial performance of optimal pulses in the regime of weak to moderate interaction strengths.
• Abstract（参考訳）: 円状のRydberg原子の配列は量子シミュレーションと計算のための有望なプラットフォームを提供するが、原子間相互作用の存在下での準備は依然として大きな課題である。 最適制御法により、単一原子の円化と原子対の高速かつ正確な電波パルスの設計が可能となったが、ヒルベルト空間の指数関数的な成長により、より多くの原子への拡張は基本的に制限され、数値シミュレーションは計算不可能である。 本稿では, 平均場近似における相互作用を効果的に処理し, 大規模原子系のシミュレーションを可能にするモデルを提案する。 さらに,非相互作用原子に最適化されたパルスを,単一時間進化の計算に基づく相互作用系に適応させることが可能である。 相互作用する2つの$^{87}\mathrm{Rb}$原子に対して、我々の手法の誤差は1, \%$以下であり、適応パルスは弱い相互作用強度から中程度の相互作用強度の条件下での最適パルスの初期性能を回復することを示した。

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