論文の概要: Detuning-robust Rydberg entangling gates from echoed pulses

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.26446v2
• Date: Wed, 02 Sep 2026 18:10:11 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-09-04 13:51:58.087449
• Title: Detuning-robust Rydberg entangling gates from echoed pulses
• Title（参考訳）: エコーパルスによるデチューニング・ロバスト・ライドバーグのゲートの絡み合い
• Authors: Zhubing Jia, Yichao Yu, Xiye Hu, Lintao Li, Jacob Zheng, Christopher Monroe, Jacob P. Covey,
• Abstract要約: 中性原子配列における2量子ゲートの忠実度は、主にレーザー強度の不均一性によって制限される。 量子最適制御は前者を抑制することができるが、パルスが制御Zゲートの1階をデチューニングに敏感にレンダリングすることはない。 ここでは、この障害を1量子ビットZ回転に再帰するすべての先行方向デチューニング誤差で、Rydbergゲートパルスを設計することで回避できることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.7500048609788124
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Rydberg-based two-qubit gate fidelities in neutral atom arrays are limited chiefly by laser intensity inhomogeneity and by detuning errors from frequency miscalibration, background-field drift, intermediate state light shift and Doppler shifts. Quantum optimal control can suppress the former, but no pulse can render a controlled-Z gate first-order insensitive to detuning. Here we show that this obstruction can be circumvented by designing Rydberg gate pulses with every leading-order detuning error relegated to single-qubit Z-rotations, which an echoed sequence removes. The resulting maximally-entangling ZZ gate has no leading-order response to arbitrary detunings on either atom, maintaining an infidelity below $10^{-3}$ within a much wider range of single-atom detunings than the time-optimal gates. We further show that a large fraction of residual error is dominated by population outside the computational subspace, which can be converted into heralded erasures. Our results significantly reduce the requirements on laser frequency stability and intensity homogeneity, field calibration and atomic temperature toward practical fault-tolerant quantum computing with neutral atoms.
• Abstract（参考訳）: リドバーグをベースとした中性原子配列中の2量子ゲートの忠実度は、主にレーザー強度の不均一性や、周波数誤校正、バックグラウンドフィールドドリフト、中間状態光シフト、ドップラーシフトによる誤差によって制限される。 量子最適制御は前者を抑制することができるが、パルスが制御Zゲートの1階をデチューニングに敏感にレンダリングすることはない。 ここでは、この障害は、エコー列が除去する単一量子ビットZ回転に再帰する全ての先行方向のデチューニング誤差で、Rydbergゲートパルスを設計することで回避可能であることを示す。 帰結する最大エンタングリングZZゲートは、どちらの原子上でも任意の変形に対する先行的な反応を持たず、時間最適ゲートよりもはるかに広い範囲の単一原子の変形の範囲内において10^{-3}$以下の不忠実性を維持する。 さらに,残差の大部分が計算部分空間の外側の人口で占められていることを示し,これを隠蔽した消去に変換できることを示した。 その結果,中性原子を用いた実用的フォールトトレラント量子コンピューティングに向けて,レーザー周波数安定性,強度均一性,磁場校正,原子温度の要件を著しく低減した。

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