用于囚禁离子或里德伯阵列量子计算的任意到任意腔介导连接架构
量子物理
2021-09-27 v1 原子物理
摘要
我们提出一种硬件架构与协议，用于连接光学腔内的多个局域量子处理器。该方案兼容囚禁离子或里德伯阵列，并通过腔中单光子转移分发纠缠，实现任意两个量子比特间的隐形传态门。预报机制即使在中等品质的腔下也能实现高保真度纠缠。对于由线性链中囚禁离子组成处理器的情况，具有现实参数的单个腔每几 s 成功转移光子，能在 200 s 内实现 20 条离子链（共 500 个量子比特）的任意到任意纠缠，其保真度与速率仅受局域操作与离子读出限制。对于由里德伯原子组成处理器的情况，我们的方法可完全连接数千中性原子的大阵列。该架构所提供的连接性可使用多个重叠腔扩展至数万量子比特，拓展了 NISQ 时代算法与哈密顿量模拟的能力，并支持更稳健的高维纠错方案。
引用
@article{arxiv.2109.11551,
title = {Any-to-any connected cavity-mediated architecture for quantum computing with trapped ions or Rydberg arrays},
author = {Joshua Ramette and Josiah Sinclair and Zachary Vendeiro and Alyssa Rudelis and Marko Cetina and Vladan Vuletić},
journal= {arXiv preprint arXiv:2109.11551},
year = {2021}
}