論文の概要: Defect-Aware Parallel Atom Reloading Protocol for Neutral-Atom Quantum Computers

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.38939v1
• Date: Wed, 30 Sep 2026 04:13:52 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-10-01 18:57:27.165526
• Title: Defect-Aware Parallel Atom Reloading Protocol for Neutral-Atom Quantum Computers
• Title（参考訳）: 中性原子量子コンピュータのための欠陥対応並列原子再ロードプロトコル
• Abstract要約: 中性原子量子コンピュータのための欠陥対応並列原子再ロードプロトコルを提案する。 提案プロトコルは、並列性と欠陥認識の両方を活用して、原子再ロード効率を向上させる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: In this work, we propose a defect-aware parallel atom reloading protocol that reloads atoms based on defect information to increase the atom filling rate. The proposed protocol is useful for neutral-atom quantum computers, where reloading atoms into the defects, or atom-loss positions, is mandatory for continuous operation against atom loss. Our protocol takes advantage of both parallelism and defect awareness to improve atom-reloading efficiency. The proposed protocol consists of the coherent atom reloading operation and the defect-aware planner. The former replenishes the defects with atoms preserving the quantum information coherently. This coherence allows us to adaptively choose the reloading strategy based on the current defect configuration. The latter determines the atom reloading pattern to efficiently replenish the defects. In numerical experiments assuming a low-noise environment, we confirmed that the average atom filling rate improved from 98.61% to 99.94% for a 36 x 90 atom array, matching the filling rate obtained with a mixed integer programming solver to within 0.001 percentage points while planning each reload in under 0.1 ms. These results demonstrate that defect-aware parallel reloading can achieve and sustain high atom filling rates while the performance of the defect-aware planner meets the real-time requirements of neutral-atom quantum computers.
• Abstract（参考訳）: 本研究では,欠陥情報に基づいて原子を再ロードし,原子充填率を増加させる並列原子再ロードプロトコルを提案する。 提案プロトコルは、欠陥や原子ロス位置への原子再ロードが原子損失に対する連続的な操作に必須である中性原子量子コンピュータに有用である。 我々のプロトコルは、並列性と欠陥認識の両方を活用して、原子再ロード効率を向上させる。 提案プロトコルは、コヒーレント原子再ロード操作と欠陥認識プランナから構成される。 前者は、量子情報を一貫性を持って保存する原子で欠陥を補充する。 このコヒーレンスにより、現在の欠陥構成に基づいて、リロード戦略を適応的に選択できます。 後者は、欠陥を効率的に補充するために原子再ロードパターンを決定する。 低雑音環境を想定した数値実験により,36x90個の原子配列に対して平均原子充填率が98.61%から99.94%に向上し,各リロードを0.1ms以下で計画しながら,混合整数プログラミングソルバで得られた充填率を0.001ポイント以内とすることを確認した。

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