論文の概要: Single-step SU(3) Hahn Echo in a Qutrit Atom Interferometer

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.32160v1
• Date: Fri, 23 Oct 2026 04:51:05 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-10-27 01:38:06.391066
• Title: Single-step SU(3) Hahn Echo in a Qutrit Atom Interferometer
• Title（参考訳）: 量子原子干渉計における単一ステップSU(3)ハーンエコー
• Abstract要約: 我々は、単一ステップSU(3)ゲートを用いてハーンエコーをクォートリットに一般化し、コヒーレンス時間を1桁以上拡張する。 量子プロセストモグラフィーはゲートをベンチマークし、主に状態準備と測定誤差によって制限された93%の忠実度を得る。 この結果から, クォートリットとマルチパス原子干渉計の動的疎結合に対するSU(3)制御が確立された。
• 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: The Hahn echo is a well-known dynamical decoupling method that refocuses the dephasing due to energy inhomogeneities of a spin-1/2 ensemble and is widely used to extend phase coherence in quantum computers and sensors. Extensions of such techniques beyond the spin-1/2 have been reported, but have mainly used SU(2) gates, limiting their scalability. Here, we generalize the Hahn echo to qutrits using single-step SU(3) gates and extend the coherence time by more than an order of magnitude. The gates are generated through optimal control theory and implemented in an ultracold atomic ensemble in free fall. A quantum process tomography procedure benchmarks the gates and yields fidelities of ~ 93%, limited mainly by state preparation and measurement errors. Due to the geometry of the laser beams, the generalized Hahn echo also realizes a three-path Mach-Zehnder atomic interferometer with two independent interferometric phase differences. Our results therefore establish SU(3) control for dynamical decoupling of qutrits and multi-path atom interferometers, with the latter opening the possibility for vector force measurements and interferometric tests of the validity of Born's rule.
• Abstract（参考訳）: ハーンエコー(英: Hahn echo)は、スピン-1/2アンサンブルのエネルギー不均一性による劣化を再焦点する、よく知られた動的デカップリング法であり、量子コンピュータやセンサーにおける位相コヒーレンスの拡張に広く用いられている。 スピン1/2を超える拡張は報告されているが、主にSU(2)ゲートを使用しており、スケーラビリティを制限している。 ここでは、単一ステップSU(3)ゲートを用いてハーンエコーをクォートリットに一般化し、コヒーレンス時間を1桁以上拡張する。 ゲートは最適制御理論によって生成され、自由落下時に超低温原子アンサンブルで実装される。 量子プロセストモグラフィー(英語版)はゲートをベンチマークし、主に状態準備と測定誤差によって制限された約93%の忠実度を得る。 レーザービームの幾何学のため、一般化されたハーンエコーは、2つの独立した干渉位相差を持つ3パスのマッハ・ツェンダー原子干渉計も実現している。 この結果から, クォートリットとマルチパス原子干渉計の動的疎結合に対するSU(3)制御が確立され, 後者はベクトル力測定とボルン則の有効性のインターフェロメトリー試験が可能となった。

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