論文の概要: Fundamental Bounds on Qubit Reset
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2001.09107v2
- Date: Wed, 23 Sep 2020 10:46:00 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-06-06 02:55:14.170591
- Title: Fundamental Bounds on Qubit Reset
- Title(参考訳): ビットリセットの基礎的境界
- Authors: Daniel Basilewitsch, Jonas Fischer, Daniel M. Reich, Dominique Sugny,
Christiane P. Koch
- Abstract要約: 最大忠実度と最小時間の観点から、量子ビットリセットの基本的境界を導出する。
最大到達可能な忠実度は、アンシラヒルベルト空間の大きさで増大する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 6.474760227870046
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Qubit reset is a basic prerequisite for operating quantum devices, requiring
the export of entropy. The fastest and most accurate way to reset a qubit is
obtained by coupling the qubit to an ancilla on demand. Here, we derive
fundamental bounds on qubit reset in terms of maximum fidelity and minimum
time, assuming control over the qubit and no control over the ancilla. Using
the Cartan decomposition of the Lie algebra of qubit plus two-level ancilla, we
identify the types of interaction and controls for which the qubit can be
purified. For these configurations, we show that a time-optimal protocol
consists of purity exchange between qubit and ancilla brought into resonance,
where the maximum fidelity is identical for all cases but the minimum time
depends on the type of interaction and control. Furthermore, we find the
maximally achievable fidelity to increase with the size of the ancilla Hilbert
space, whereas the reset time remains constant.
- Abstract(参考訳): qubit resetは量子デバイスを操作するための基本的な前提条件であり、エントロピーのエクスポートを必要とする。
クビットを必要に応じてアンシラに結合することで、クビットをリセットする最も高速かつ正確な方法が得られる。
ここでは、qubit の最大忠実度と最小時間という観点から、qubit の制御と ancilla の制御を仮定して、qubit のリセットの基本的境界を導出する。
量子ビットのリー代数のカルタン分解と2段階のアンシラを用いて、量子ビットを純化できる相互作用のタイプと制御を同定する。
これらの構成について,最大忠実度はすべてのケースで同一であるが,最小時は相互作用のタイプと制御に依存するため,qubit と ancilla 間の純度交換が共振する時間最適プロトコルが成立することを示す。
さらに、アティラ・ヒルベルト空間の大きさに応じて最大到達可能忠実度が増加するのに対し、リセット時間は一定である。
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