論文の概要: Adiabatic controlled-$Z$ gate for neutral atoms with Förster-enhanced Rydberg dressing
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.24755v1
- Date: Sat, 17 Oct 2026 15:51:42 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-10-22 16:31:38.079792
- Title: Adiabatic controlled-$Z$ gate for neutral atoms with Förster-enhanced Rydberg dressing
- Title（参考訳）: Förster-enhanced Rydbergドレッシングによる中性原子の断熱制御-Z$ゲート
- Abstract要約: 我々は, ほぼ縮退したRydberg対状態間の双極子-双極子結合が, 着飾った基底状態間の相互作用を高める中性原子に対する断熱制御Z$(CZ)ゲートについて検討した。
交差に近づくと、着飾った相互作用が促進されるが、着飾った状態のギャップを減らし、Rydberg の混和量を増加させる。
Frster欠陥の変更は回避された交差をシフトさせるが、ゲートパラメータは弱くしか変化しない。
特定のルビジウムフルスターチャネルでは、選択されたゲートは、実験的に関連するレーザー結合、パルス持続時間、原子間分離に対応する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We study an adiabatic controlled-$Z$ (CZ) gate for neutral atoms in which dipole-dipole coupling between nearly degenerate Rydberg pair states enhances the interaction between dressed ground states. This coupling produces an avoided crossing in the two-atom dressed-state spectrum. Approaching the crossing enhances the dressed interaction, but also reduces the dressed-state gap and increases the Rydberg admixture. We identify a Förster-enhanced operating range in which the required conditional phase is accumulated with adiabatic return and small transient Rydberg population. We then analyze the finite-time dynamics of the two-qubit computational states under a smooth pulse. Reducing the dressing strength weakens the dressed interaction, so maintaining the target phase at the same pulse duration requires operation closer to the avoided crossing, where the Rydberg admixture increases. This dependence is then used to select the shortest gate at a fixed peak Rabi frequency in the Förster-enhanced operating range that accumulates the CZ phase with high Bell-state fidelity while keeping the Rydberg population small. Changing the Förster defect shifts the avoided crossing, while the gate parameters change only weakly. For a specific rubidium Förster channel, the selected gate corresponds to experimentally relevant laser coupling, pulse duration, and interatomic separation. We also estimate errors from the finite Rydberg lifetime and from weak excitation of a neighboring spectator atom. For the parameters considered, the spectator-induced error remains below the finite-lifetime contribution.
- Abstract（参考訳）: 我々は, ほぼ縮退したRydberg対状態間の双極子-双極子結合が, 着飾った基底状態間の相互作用を高める中性原子に対する断熱制御Z$(CZ)ゲートについて検討した。
この結合は、2原子の擬似状態スペクトルにおける回避された交差を生成する。
交差に近づくと、着飾った相互作用が促進されるが、着飾った状態のギャップを減らし、Rydberg の混和量を増加させる。
我々は,要求条件相が断熱リターンと小さな過渡リドベルク集団によって蓄積されるFörster強化動作範囲を同定した。
次に、滑らかなパルスの下で2ビットの計算状態の有限時間ダイナミクスを解析する。
ドレッシング強度の低下は服装の相互作用を弱めるため、同じパルス時間で標的位相を維持するには、リドバーグの混合が増加する回避された交差に近い操作が必要となる。
この依存は、リドベルクの人口を小さく保ちながら、ベル状態の忠実度の高いCZ相を蓄積するフェルスター拡大操作範囲において、固定ピークのラビ周波数の最短ゲートを選択するために用いられる。
フェールスター欠陥の変化は回避された交差をシフトさせるが、ゲートパラメータは弱くしか変化しない。
特定のルビジウム・フェルスターチャネルでは、選択されたゲートは、実験的に関連するレーザー結合、パルス持続時間、原子間分離に対応する。
また、有限リドベルク寿命と近隣の観測器原子の弱い励起から誤差を推定する。
考慮されたパラメータについては、オブザーバーが引き起こした誤差は有限寿命寄与以下である。
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