論文の概要: Dynamical-Invariant-based Holonomic Quantum Gates: Theory and Experiment

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2003.09848v2
• Date: Tue, 14 Apr 2020 06:56:34 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-28 11:41:50.958342
• Title: Dynamical-Invariant-based Holonomic Quantum Gates: Theory and Experiment
• Title（参考訳）: 動的不変量に基づくホロノミック量子ゲートの理論と実験
• Authors: Yingcheng Li, Tao Xin, Chudan Qiu, Keren Li, Gangqin Liu, Jun Li, Yidun Wan, Dawei Lu
• Abstract要約: 断熱型ホロノミック量子ゲート(HQG)はデコヒーレンスによる誤差を被るが、非断熱型HQGは追加のヒルベルト空間を必要とするかスケールが難しい。 本稿では,Hilbert空間を用いることなくHQGを実現するために,動的不変量に基づく体系的,スケーラブルなアプローチを報告する。 提案手法の理論的枠組みを提示しながら,核磁気共鳴システムのための単一量子と2量子のHQGを設計,実験的に評価した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.993837650693475
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Among existing approaches to holonomic quantum computing, the adiabatic holonomic quantum gates (HQGs) suffer errors due to decoherence, while the non-adiabatic HQGs either require additional Hilbert spaces or are difficult to scale. Here, we report a systematic, scalable approach based on dynamical invariants to realize HQGs without using additional Hilbert spaces. While presenting the theoretical framework of our approach, we design and experimentally evaluate single-qubit and two-qubits HQGs for the nuclear magnetic resonance system. The single-qubit gates acquire average fidelity 0.9972 by randomized benchmarking, and the controlled-NOT gate acquires fidelity 0.9782 by quantum process tomography. Our approach is also platform-independent, and thus may open a way to large-scale holonomic quantum computation.
• Abstract（参考訳）: ホロノミック量子コンピューティングへの既存のアプローチの中で、アディバティックホロノミック量子ゲート(HQG)はデコヒーレンスによるエラーを被り、非アディバティックHQGは追加のヒルベルト空間を必要とするかスケールが難しい。 本稿では,Hilbert空間を用いることなくHQGを実現するために,動的不変量に基づく体系的,スケーラブルなアプローチを報告する。 提案手法の理論的枠組みを提示しながら,核磁気共鳴システムのための単一量子と2量子のHQGの設計と実験的評価を行った。 単一量子ビットゲートはランダム化ベンチマークにより平均忠実度0.9972を取得し、制御なしゲートは量子プロセストモグラフィにより忠実度0.9782を取得する。 我々のアプローチはプラットフォームに依存しないため、大規模ホロノミック量子計算への道を開く可能性がある。

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