- Код статьи
- 10.31857/S0044451023080096-1
- DOI
- 10.31857/S0044451023080096
- Тип публикации
- Статья
- Статус публикации
- Опубликовано
- Авторы
- Том/ Выпуск
- Том 164 / Номер выпуска 2
- Страницы
- 230-240
- Аннотация
- Основываясь на нашей недавней статье [arXiv: 2206.12176 (2022)], мы рассматриваем масштабируемую архитектуру гетероядерного квантового регистра из нейтральных атомов щелочных металов, в котором возможна параллельная реализация вентилей CNOT (управляемое НЕ) для квантовой обработки информации. Параллельное выполнение вентилей CNOT для удаленных друг от друга пар кубитов сочетается с последовательным выполнением таких вентилей для пар соседних кубитов, в которых один из кубитов является общим для всех пар. Для выполнения вентилей используется когерентный транспорт массива атомов одного химического элемента (вспомогательные кубиты) по отношению к массиву атомов другого химического элемента (кубиты данных). Вспомогательные кубиты удерживаются в массиве мобильных оптических дипольных ловушек, генерируемых двумерным акустооптическим дефлектором. Кубиты данных хранятся в массиве стационарных оптических дипольных ловушек, создаваемых с помощью пространственного модулятора света. Когерентный транспорт обеспечивает сохранение суперпозиций логических состояний вспомогательных кубитов, несмотря на их перемещение в пространстве. При этом пути перемещения выбираются таким образом, чтобы избежать пересечений с кубитами данных в пространстве. Численно оптимизированы параметры системы для достижения точности параллельновыполняемых вентилей CNOT около F = 95% для условий, которые могут быть реализованы в эксперименте. Предложенная архитектура может быть применена для реализации поверхностных кодовквантовой коррекции ошибок. Для оценки эффективности вентилей также исследованы энтропия Реньи и взаимная информация.
- Ключевые слова
- Дата публикации
- 15.08.2023
- Год выхода
- 2023
- Всего подписок
- 0
- Всего просмотров
- 37
Библиография
- 1. S. Ebadi, T. T. Wang, H. Levine et al., Nature 595, 227 (2021).
- 2. P. Scholl, M. Schuler, H. J. Williams et al., Nature 595, 233 (2021).
- 3. T. M. Graham, Y. Song, J. Scott et al., Nature 604, 457 (2022).
- 4. I. S. Madjarov, J. P. Covey, A. L. Shaw et al., Nature Physics 16, 857 (2020).
- 5. W. H¨ansel, J. Reichel, P. Hommelho, and T. W. H¨ansch, Phys. Rev. Lett. 86, 608 (2001).
- 6. J. Beugnon, C. Tuchendler, H. Marion et al., Nature Phys. 3, 696 (2007).
- 7. G. T. Hickman and M. Sa man, Phys. Rev. A 101101, 063411 (2020).
- 8. D. Bluvstein, H. Levine, G. Semeghini et al., Nature 604, 451 (2022).
- 9. K. Singh, S. Anand, A. Pocklington et al., Phys. Rev. X 12, 011040 (2022).
- 10. C. Sheng, J. Hou, X. He et al., Phys. Rev. Lett. 128, 083202 (2022).
- 11. C. Zhang and M. R. Tarbutt, PRX Quantum 3, 030340 (2022).
- 12. T. G. Walker and M. Sa man, Phys. Rev. A 77, 032723 (2008).
- 13. I. I. Beterov and M. Sa man, Phys. Rev. A 92, 042710 (2015).
- 14. Z. Tao, L. Yu, P. Xu et al., Chin. Phys. Lett. 39, 083701 (2022).
- 15. S. Ebadi, A. Keesling, M. Cain et al., Science 376, 1209 (2022).
- 16. M. Nguyen, J. Liu, J. Wurtz et al., PRX Quantum 4, 010316 (2023).
- 17. A. Byun, M. Kim, and J. Ahn, PRX Quantum 3, 030305 (2022).
- 18. M. Kim, K. Kim, J. Hwang et al., Nature Phys. 18, 755 (2022).
- 19. F. Arute, K. Arya, R. Babbush et al., Nature 574, 505 (2019).
- 20. M. Mu¨ller, I. Lesanovsky, H. Weimer et al., Phys. Rev. Lett. 102, 170502 (2009).
- 21. K. McDonnell, L. F. Keary, and J. D. Pritchard, Phys. Rev. Lett. 129, 200501 (2022).
- 22. A. M. Farouk, I. I. Beterov, P. Xu et al., ArXiv: 2206. 12176 (2022).
- 23. C. W. Mansell and S. Bergamini, New J. Phys. 16, 053045 (2014).
- 24. N. Sˇibalic,' J. D. Pritchard, C. S. Adams, and K. J. Weatherill, Comp. Phys.Comm. 220, 319 (2017).
- 25. M. Hillery, V. Buˇzek, and A. Berthiaume, Phys. Rev. A 59, 1829 (1999).
- 26. M. A. Nielsen and I. L. Chuang, Quantum Computing and Quantum Information, Cambridge University Press, Cambridge (2000).
- 27. R. Horodecki, P. Horodecki, M. Horodecki, and K. Horodecki, Rev. Mod. Phys. 81, 865 (2009).
- 28. R. Islam, R. Ma, P. M. Preiss et al., Nature 528, 77 (2015).
- 29. M. M. Wolf, F. Verstraete, M. B. Hastings, and J. I. Cirac, Phys. Rev. Lett. 100, 070502 (2008).
