論文の概要: A thermal microwave bus for neutral atom quantum computing

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.24933v1
• Date: Mon, 21 Sep 2026 17:27:28 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-09-22 20:29:01.445355
• Title: A thermal microwave bus for neutral atom quantum computing
• Title（参考訳）: 中性原子量子コンピューティングのための熱マイクロ波バス
• Abstract要約: 中性原子配列の2量子ゲートは、本質的に短距離であり、原子のシャットリングによって達成される長い範囲の接続を必要とするRydbergブロックに依存している。 そこで我々は,典型的な基底状態量子ビットを長寿命に利用し,Rydberg状態はマイクロ波キャビティに結合し,長距離キャビティ媒介ゲートを実現する4レベルアーキテクチャを提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: High-fidelity two-qubit gates in neutral-atom arrays rely on the Rydberg blockade, which is intrinsically short ranged and requires long range connectivity to be achieved through atom shuttling. We propose a four level architecture, where the typical ground state qubit can be leveraged for its long lifetime and the Rydberg states couple to a microwave cavity, allowing for long range cavity mediated gates. We first find the thermal dependence of two established protocols, the dispersive iSWAP native to the Tavis-Cummings model and the Controlled phase gate generated from driving the cavity. We simulate them under the presence of Rydberg decay, thermal photons, finite cavity linewidth and find fidelities which accompany closed form bounds. We then introduce the bichromatic Raman gate, which only virtually populates the Rydberg states and cancels dispersive shifts to mitigate both atomic and cavity decay, achieving a fidelity of $F = 0.997$. Finally, we consider a full optical tweezer array in a microwave cavity, and show that using a cavity mediated gate to close the periodic boundaries of the toric code shortens an error correction round by a factor of 2.3 for realistic array sizes. This was then applied to the wider family of Bivariate bicycle codes, and we find that it shortens a round of the gross code by a factor of 4.8.
• Abstract（参考訳）: 中性原子配列における高忠実な2量子ゲートは、本質的に短距離であり、原子のシャットリングによって達成される長い範囲の接続を必要とするリドベルク封鎖に依存している。 そこで我々は,典型的な基底状態量子ビットを長寿命に利用し,Rydberg状態はマイクロ波キャビティに結合し,長距離キャビティ媒介ゲートを実現する4レベルアーキテクチャを提案する。 まず、Tavis-Cummingsモデルに固有の分散iSWAPと、キャビティの駆動から発生する制御相ゲートの2つの確立されたプロトコルの熱的依存性について検討した。 我々は、Rydberg崩壊、熱光子、有限空洞直線幅の存在下でそれらをシミュレートし、閉形式境界を伴う忠実さを見つける。 次に、二色ラマンゲートを導入し、リドベルク状態の仮想的な偏移をキャンセルし、原子と空洞の両方の崩壊を緩和し、F = 0.997$の忠実度を達成する。 最後に、マイクロ波キャビティ内のフル光ツイーザアレイについて検討し、空洞を介するゲートを用いてトーリック符号の周期的境界を閉じることにより、現実的な配列サイズに対する2.3倍の誤差補正ラウンドを短縮することを示す。 その後、この法則はバイヴァリエート自転車法典のより広い家系に適用され、総法典のラウンドを4.8倍に短縮することがわかった。

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