論文の概要: Robust and Fast Holonomic Quantum Gates with Encoding on Superconducting Circuits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2004.11132v1
• Date: Thu, 23 Apr 2020 13:26:18 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-22 08:30:55.218904
• Title: Robust and Fast Holonomic Quantum Gates with Encoding on Superconducting Circuits
• Title（参考訳）: 超伝導回路を符号化したロバストかつ高速なホロノミック量子ゲート
• Authors: Tao Chen, Pu Shen, and Zheng-Yuan Xue
• Abstract要約: 超伝導回路上での普遍ホロノミック量子ゲートの簡易実装を提案する。 提案手法は従来よりも堅牢であり,スケーラブルなフォールトトレラント量子計算のための代替戦略として有望なものである。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.354697470999286
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: High-fidelity and robust quantum manipulation is the key for scalable quantum computation. Therefore, due to the intrinsic operational robustness, quantum manipulation induced by geometric phases is one of the promising candidates. However, the longer gate time for geometric operations and more physical-implementation difficulties hinder its practical and wide applications. Here, we propose a simplified implementation of universal holonomic quantum gates on superconducting circuits with experimentally demonstrated techniques, which can remove the two main challenges by introducing the time-optimal control into the construction of quantum gates. Remarkably, our scheme is also based on a decoherence-free subspace encoding, with minimal physical qubit resource, which can further immune to error caused by qubit-frequency drift, which is regarded as the main error source for large scale superconducting circuits. Meanwhile, we deliberately design the quantum evolution to eliminate gate error caused by unwanted leakage sources. Therefore, our scheme is more robust than the conventional ones, and thus provides a promising alternative strategy for scalable fault-tolerant quantum computation.
• Abstract（参考訳）: 高忠実で堅牢な量子操作は、スケーラブルな量子計算の鍵である。 したがって、本質的な運用ロバスト性のため、幾何学的位相によって誘導される量子操作は有望な候補の1つである。 しかし、幾何学演算の長いゲート時間とより物理的な実装の困難さは、実用的で幅広い応用を妨げる。 本稿では,超伝導回路上での普遍ホロノミック量子ゲートの実装を簡略化し,量子ゲートの構成に時間最適制御を導入することにより,2つの主要な課題を取り除くことを提案する。 また,本手法は,小型の物理量子ビット資源を持つデコヒーレンスフリーのサブスペース符号化にもとづいて,大規模超伝導回路の主誤差源であるクビット周波数ドリフトによる誤差にさらに免疫することができる。 一方,不要な漏洩源に起因するゲートエラーを排除するため,量子進化を意図的に設計する。 したがって,本手法は従来の手法よりも頑健であり,スケーラブルなフォールトトレラント量子計算に有望な代替戦略を提供する。

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