論文の概要: Ultrafast quantum gate operations in a Kramers-Henneberger atom Qubit

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.07185v1
• Date: Fri, 07 Aug 2026 13:00:01 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-08-10 16:21:25.499919
• Title: Ultrafast quantum gate operations in a Kramers-Henneberger atom Qubit
• Title（参考訳）: クラマース・ヘネベルガー原子Qubitにおける超高速量子ゲート演算
• Abstract要約: クラマース・ヘネベルガーKH原子を超高速単一量子ゲート演算のための新しい量子ビットプラットフォームとして示す。 その結果,強磁場環境下でのコヒーレント単一量子ゲートの実証実験となった。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We propose and demonstrate the Kramers-Henneberger KH) atom as a novel qubit platform for ultrafast single-qubit gate operations. In the KH frame, the time-averaged strong laser field engineers a double-well potential whose two lowest eigenstates define the qubit basis, so that the computational structure is created and maintained by the driving field itself. A weak resonant control field drives coherent gate operations: full time-dependent Schrödinger equation simulations with the complete time-dependent KH potential confirm a Z gate and S gate of the order of femtoseconds, six orders of magnitude faster than laser-driven superconducting qubit gates. Decoherence characterisation gives longer decoherence times than those required for the gate operations. The complete six-gate single-qubit set is demonstrated in the time-averaged two-level limit, with strong agreement between the full and time-averaged descriptions confirming that fidelity is limited by structured leakage rather than stochastic decoherence. In principle, this is an error channel suppressible through pulse engineering. These results constitute the first demonstration of coherent single-qubit gates in a strong-field setting, with a clear pathway toward attosecond-scale operations.
• Abstract（参考訳）: 超高速単一量子ゲート演算のための新しいキュービットプラットフォームとして、Kramers-Henneberger KH)原子を提案する。 KHフレームでは、時間平均の強いレーザー場エンジニアは、2つの最も低い固有状態がクォービット基底を定義するダブルウェルポテンシャルを持つので、計算構造は駆動体自身によって生成され、維持される。 フルタイム依存のシュレーディンガー方程式と完全時間依存のKHポテンシャルは、フェムト秒のオーダーのZゲートとSゲートを、レーザー駆動の超伝導キュービットゲートより6桁早く確認する。 デコヒーレンスの特徴付けはゲート操作に必要なものよりも長いデコヒーレンス時間を与える。 完全6ゲートの1量子ビット集合は、時間平均2レベル極限で示され、確率的デコヒーレンスではなく構造化されたリークによって、忠実さが制限されることを示す、時間平均記述と時間平均記述の間に強い一致がある。 原則として、これはパルス工学によって抑制可能なエラーチャネルである。 これらの結果は、強磁場環境下でのコヒーレント単一量子ゲートの最初の実証であり、アト秒スケールの操作への明確な経路である。

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