論文の概要: A Cavity-Interfaced Register of Trapped-Ion Qubits with Multi-Second Coherence

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.22030v1
• Date: Sat, 22 Aug 2026 16:17:03 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-08-25 13:29:43.560277
• Title: A Cavity-Interfaced Register of Trapped-Ion Qubits with Multi-Second Coherence
• Title（参考訳）: 多次元コヒーレンスを持つトラップIon量子ビットのキャビティインタフェースによる登録
• Abstract要約: キャビティ集積イオントラップにおけるqubitレジスタのマルチ秒コヒーレンスを報告する。 イオンメモリ量子ビットは、コトラップされたイオンによって千個以上の空洞光子を発生させる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Scalable quantum networks require generating remote entanglement faster than decoherence erases it, calling for nodes that combine efficient light-matter interfaces with long coherence times. Cavity-coupled trapped ions are a promising platform for network nodes, offering high-efficiency extraction of photons. Here, we report multi-second coherence for a qubit register in a cavity-integrated ion trap. First, using dynamical decoupling on spin ground states, the coherence times of five co-trapped ion qubits are extended into the multi-second regime. Second, cavity-collected ion-photon entanglement is faithfully stored in these protected ion-memory states for multiple seconds. Third, we show that ion-memory qubits can be robust to the generation over a thousand cavity photons by a co-trapped ion, with decoherence limited by laser crosstalk. Finally, we estimate that a modestly improved and duplicated ion-cavity system could enable the simultaneous establishment of multiple remote Bell pairs between two remote ion registers, representing a step toward networking multi-qubit prototype trapped-ion quantum processors.
• Abstract（参考訳）: スケーラブルな量子ネットワークは、デコヒーレンスよりも早くリモートの絡み合いを発生させ、効率的な光物質インターフェースと長いコヒーレンス時間を組み合わせたノードを要求する。 キャビティ結合型トラップイオンはネットワークノードにとって有望なプラットフォームであり、光子の高効率抽出を提供する。 本稿では,キャビティ集積イオントラップにおけるqubitレジスタのマルチ秒コヒーレンスを報告する。 第一に、スピン基底状態の動的デカップリングを用いて、5つのコトラップされたイオン量子ビットのコヒーレンス時間をマルチ秒状態に拡張する。 第二に、キャビティ補正されたイオン光子絡み合いは、これらの保護されたイオンメモリ状態に数秒間、忠実に保存される。 第3に、イオンメモリ量子ビットは、レーザークロストークによってデコヒーレンスを制限されたコトラップイオンにより、千光子以上の光子を生成することができることを示す。 最後に、2つのリモートイオンレジスタ間で複数のリモートベルペアを同時に確立し、マルチキュービットプロトタイプのトラップイオン量子プロセッサのネットワーク化に向けたステップを示すことができると推定した。

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