亚稳态中性原子量子比特中带电路中擦除转换的高保真度门
量子物理
2023-11-07 v1 原子物理
摘要
开发可扩展、高保真度的量子比特是量子信息科学中的关键挑战。中性原子量子比特近年来进展迅速，已展示出可编程处理器和规模达数百个原子的量子模拟器。探索新的原子种类，例如碱土原子，或组合多种原子，可为改善相干性、可控性和可扩展性提供新途径。例如，对于量子纠错的最终应用，实现具有结构化误差模型（如偏置泡利误差或将误差转换为可检测擦除）的量子比特是有利的。在这项工作中，我们展示了一种新的中性原子量子比特，利用 Yb 中长寿命亚稳态的核自旋。长相干时间和到里德伯态的快速激发使得单量子比特和双量子比特门保真度分别达到 0.9990(1) 和 0.980(1)。重要的是，所有门误差的很大一部分导致从量子比特子空间衰变到基态。通过对这些误差进行快速的电路中检测，我们将它们转换为擦除误差；在检测期间，对保留在计算空间中的量子比特所诱导的误差概率小于 。该工作确立了亚稳态 Yb 作为实现容错量子计算的有前景平台。
引用
@article{arxiv.2305.05493,
title = {High-fidelity gates with mid-circuit erasure conversion in a metastable neutral atom qubit},
author = {Shuo Ma and Genyue Liu and Pai Peng and Bichen Zhang and Sven Jandura and Jahan Claes and Alex P. Burgers and Guido Pupillo and Shruti Puri and Jeff D. Thompson},
journal= {arXiv preprint arXiv:2305.05493},
year = {2023}
}