論文の概要: A Programmable Rydberg Quantum Bus for Nonlocal Connectivity
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.18447v1
- Date: Wed, 16 Sep 2026 10:42:10 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-09-20 08:55:53.759419
- Title: A Programmable Rydberg Quantum Bus for Nonlocal Connectivity
- Title（参考訳）: 非局所接続性のためのプログラム可能なRydberg量子バス
- Abstract要約: 我々は、リドベルク原子鎖がコヒーレント量子バスとして振る舞うことを示す。
結果は、中性原子量子ノードの内部接続を拡張するためのプログラム可能なコヒーレントメディエータとして、Rydberg鎖を確立する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.7633401531804687
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Scalable quantum networks require processing nodes with flexible internal connectivity, yet neutral-atom architectures remain constrained by the strong spatial dependence of native Rydberg interactions. Here we show that a Rydberg atom chain can act as a coherent quantum bus, converting a locally connected one-dimensional architecture into an effectively nonlocal interaction network. Virtual excitations in the dispersive regime mediate controllable interactions between spatially separated data units, which we derive analytically using a Green's-function continued-fraction method. The resulting mechanism is not restricted to single-excitation dynamics and supports several distinct functionalities, including Floquet-engineered chiral transport, remote entanglement of mechanical oscillators, and destructive interference for selectively suppressing unwanted dipole exchange. Simulations incorporating full long-range Rydberg interactions, atomic position fluctuations, and finite Rydberg-state lifetimes show that the mediated dynamics remain robust under experimentally relevant conditions. These results establish Rydberg chains as programmable coherent mediators for extending the internal connectivity of neutral-atom quantum nodes toward quasi-all-to-all coupling, providing a hardware-level route toward scalable and reconfigurable quantum-network architectures.
- Abstract（参考訳）: スケーラブルな量子ネットワークは、フレキシブルな内部接続を持つ処理ノードを必要とするが、中立原子アーキテクチャは、ネイティブなRydberg相互作用の強い空間依存によって制約される。
ここでは、Rydberg原子鎖がコヒーレント量子バスとして機能し、局所的に連結された一次元構造を効果的に非局所相互作用ネットワークに変換することを示す。
分散状態における仮想励起は空間的に分離されたデータユニット間の制御可能な相互作用を媒介する。
結果として生じるメカニズムは単一励起力学に制限されず、フロケット工学によるカイラル輸送、機械振動子のリモート絡み合い、望ましくない双極子交換を選択的に抑制するための破壊的干渉など、いくつかの異なる機能をサポートする。
フルロングレンジのリドベルク相互作用、原子位置のゆらぎ、有限のリドベルク状態の寿命を含むシミュレーションは、媒介ダイナミクスが実験的に関係のある条件下で頑健であることを示している。
これらの結果は、中間原子量子ノードの内部接続を準全対全結合へと拡張し、スケーラブルで再構成可能な量子ネットワークアーキテクチャへのハードウェアレベルの経路を提供するプログラム可能なコヒーレントメディエータとして、Rydberg鎖を確立する。
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