Implementation of selective quantum gates in a neutral atom quantum computer

中性原子量子计算机中选择性量子门的实现

• 批准号: 23540470
• 负责人: NAKAHARA Mikio
• 金额: $ 3.16万
• 依托单位: Kinki University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2013
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-23540470/
• 关键词: 量子コンピュータ; 量子情報; 量子制御; 複合量子ゲート; 量子誤り訂正符号; 量子ゲート; 中性原子; エンタングルメント; 量子誤り訂正; 国際研究者交流; 中国：ブラジル：米国; 国際研究者交流 アメリカ，中国; 国際情報交流 中国，アメリカ; 複合ゲート; Lewis-Riesenfeld不変量

A system of neutral atoms trapped in a lattice form by using Fresnel traps are considered. The qubit state is a vector in a vector space spanned by two hyperfine states. By further introducing a one-dimensional optical lattice, it is possible to act a two-qubit quantum gate on an arbitrary pair of two atoms, which may be far apart. In the proposed method, the radius of the shutter producing the Fresnel trap must be variable. If, however, the pair of atoms on which the gate acts is restricted to a nearest neighbor atoms, it is possible to act a two-qubit gate without varying the radius of the shutter. We also consider to implement composite gates, in which high-precision gates are realized by combining low-precision gates. Quantum system is vulnerable against external noise. We developed efficient quantum error correcting codes by which the noise is avoided.

研究了利用菲涅耳陷阱捕获晶格形式的中性原子系统。量子比特态是由两个超精细态组成的矢量空间中的一个矢量。通过进一步引入一维光学晶格，有可能对任意一对相距很远的两个原子作用于两个量子比特的量子门。在所提出的方法中，产生菲涅耳陷阱的快门半径必须是可变的。然而，如果门作用的原子对被限制为最近的邻居原子，那么就有可能在不改变快门半径的情况下作用于两个量子比特门。我们还考虑实现复合门，其中高精度门是通过组合低精度门来实现的。量子系统很容易受到外界噪声的影响。我们开发了有效的量子纠错码，通过它可以避免噪声。

项目成果

Scalable Neutral Atom Quantum Computer with Interaction on Demand: Proposal for Selective Application of Two-Qubit Gate

按需交互的可扩展中性原子量子计算机：二量子位门选择性应用的提议

• DOI: 10.1143/jpsj.80.114003
• 发表时间: 2011
• 期刊: Journal of Physical Society of Japan
• 作者: E. H. Lapasar;K. Kasamatsu;Y. Kondo;M. Nakahara;T. Ohmi
• 通讯作者: T. Ohmi

超低磁場NMR装置の開発

超低场核磁共振装置的研制

• 发表时间: 2013
• 作者: Mikio Nakahara ;Yasushi Kondo ;Chiara Bagnasco;坂東将光，市川翼，近藤康，中原幹夫;近藤康，千葉明朗
• 通讯作者: 近藤康，千葉明朗

量子誤り訂正と表現論

量子纠错和表示理论

• 发表时间: 2012
• 作者: Mikio Nakahara;Masamitsu Bando;Tsubasa Ichikawa;and Yasushi Kondo;中原幹夫
• 通讯作者: 中原幹夫

Concatenated Composite Pulses Compensating Simultaneous Systematic Errors

• DOI: 10.7566/jpsj.82.014004
• 发表时间: 2013-01-01
• 期刊: JOURNAL OF THE PHYSICAL SOCIETY OF JAPAN
• 影响因子: 1.7
• 作者: Bando, Masamitsu;Ichikawa, Tsubasa;Nakahara, Mikio
• 通讯作者: Nakahara, Mikio

Dynamical invariants for quantum control of four-level systems

• DOI: 10.1103/physreva.86.062312
• 发表时间: 2012-05
• 期刊: Physical Review A
• 影响因子: 2.9
• 作者: Utkan Gungordu;Yidun Wan;M. Fasihi;M. Nakahara