論文の概要: Robust controlled-Z gate for Rydberg atoms based on level-crossing-free echoing rapid adiabatic passage
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.13090v1
- Date: Thu, 13 Aug 2026 10:57:00 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-08-14 18:29:38.496957
- Title: Robust controlled-Z gate for Rydberg atoms based on level-crossing-free echoing rapid adiabatic passage
- Title（参考訳）: レベルクロスフリーエコー型急速断熱通路に基づくリドベルク原子のロバスト制御Zゲート
- Abstract要約: 水平交差自由エコー型急速断熱型集団移動に基づくRydberg原子の制御Zゲートスキームを提案する。
我々は、反対称ラビ周波数パルスと対称デチューニングパルスを設計し、進化を通してシステムを完全に回避する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.740690920701749
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We propose a controlled-Z gate scheme for Rydberg atoms based on level-crossing-free echoing rapid adiabatic population transfer. We design antisymmetric Rabi frequency pulses and symmetric detuning pulses, enabling the system to completely avoid level-crossing points throughout the evolution, and the dynamical phase is naturally eliminated by the time-reversal symmetry of the double-pulse sequence. We incorporate dissipative effects through the Lindblad master equation. The numerical simulation yields a two-qubit CZ gate fidelity of 0.9999. When the Rabi-frequency fluctuation is within $\pm 2\%$, and the detuning offset is within $\pm 1\%$, the fidelity can still remain above 0.999. Under the same dissipative model, the three-qubit CCZ gate achieves a fidelity of 0.999. When a single-parameter fluctuation does not exceed $\pm 3\%$, the fidelity is always higher than 0.997. Our scheme requires no laser phase jumps or fast switching operations. The zero-area pulse structure suppresses first-order intensity noise, and the symmetric double-pulse sequence avoids spatially resolved laser switching, making it suitable for parallel gate operations in large-scale neutral-atom arrays.
- Abstract（参考訳）: 水平交差自由エコー型急速断熱型集団移動に基づくRydberg原子の制御Zゲートスキームを提案する。
我々は、反対称ラビ周波数パルスと対称デチューニングパルスを設計し、システムの進化を通して水平交差点を完全に回避し、二重パルス列の時間反転対称性により動的位相を自然に除去する。
我々はリンドブラッドマスター方程式を通して散逸効果を組み込む。
数値シミュレーションにより、2量子CZゲートの忠実度は0.9999となる。
ラビ周波数の変動が$\pm 2\%$内にあり、デチューニングオフセットが$\pm 1\%$内にある場合、その忠実度は0.999以上である。
同じ散逸モデルの下で、3量子CCZゲートは0.999の忠実度を達成する。
単一パラメータの変動が$\pm 3\%$を超えない場合、その忠実度は常に0.997よりも高い。
我々の方式ではレーザー位相ジャンプや高速切換操作は不要である。
ゼロ領域パルス構造は1次強度雑音を抑制し、対称二重パルス列は空間的に解決されたレーザースイッチングを回避し、大規模な中性原子アレイの並列ゲート動作に適している。
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