囚禁离子和电子中由运动误差引起的单量子比特与双量子比特门保真度损失
量子物理
2022-03-14 v2 原子物理
摘要
在这项工作中，我们推导了解析公式，用以确定误差机制对囚禁离子和电子中单量子比特和双量子比特门的影响。首先，我们分析并推导了驱动场不均匀性对单量子比特门保真度影响的表达式。其次，我们推导了双量子比特门误差的表达式，包括静态运动频率偏移、阱非谐性、场不均匀性、加热和运动退相干。我们证明，对于小误差，我们每个关于保真度损失的表达式都收敛于其各自的数值模拟；这表明我们的公式足以确定高保真度门的误差预算，从而在未来的项目中避免数值模拟。所有推导都适用于任何内部量子比特态，以及离子晶体运动的任何在福克态基下是对角线的混合态。我们对静态运动频率偏移、阱非谐性、加热和运动退相干的处理适用于基于激光和无激光的门，而我们对场不均匀性的处理适用于无激光系统。
引用
@article{arxiv.2111.01913,
title = {One- and two-qubit gate infidelities due to motional errors in trapped ions and electrons},
author = {R. Tyler Sutherland and Qian Yu and Kristin M. Beck and Hartmut Häffner},
journal= {arXiv preprint arXiv:2111.01913},
year = {2022}
}