論文の概要: Numeric optimization for configurable, parallel, error-robust entangling
gates in large ion registers
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2005.00366v1
- Date: Fri, 1 May 2020 13:17:59 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-21 15:00:28.891387
- Title: Numeric optimization for configurable, parallel, error-robust entangling
gates in large ion registers
- Title（参考訳）: 大容量イオンレジスタにおける設定可能, 並列, エラーローバストエンタングゲートの数値最適化
- Authors: Christopher D. B. Bentley, Harrison Ball, Michael J. Biercuk, Andre R.
R. Carvalho, Michael R. Hush, and Harry J. Slatyer
- Abstract要約: 本研究では, 閉じ込められた原子イオンに対するエンタングリングゲートのクラスについて検討し, 数値最適化手法を用いて, 広い範囲の高速かつ誤差の大きいゲート構造を創出することを示した。
提案手法では, イオン対, 完全多重イオンレジスタ, 大規模レジスタの多重イオンサブセット, 単一レジスタ内の並列演算を対象とする, 個別アドレス, 振幅, 位相変調制御を用いた数値最適化のためのフレームワークを提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We study a class of entangling gates for trapped atomic ions and demonstrate
the use of numeric optimization techniques to create a wide range of fast,
error-robust gate constructions. Our approach introduces a framework for
numeric optimization using individually addressed, amplitude and phase
modulated controls targeting maximally and partially entangling operations on
ion pairs, complete multi-ion registers, multi-ion subsets of large registers,
and parallel operations within a single register. Our calculations and
simulations demonstrate that the inclusion of modulation of the difference
phase for the bichromatic drive used in the M\o lmer-S\o rensen gate permits
approximately time-optimal control across a range of gate configurations, and
when suitably combined with analytic constraints can also provide robustness
against key experimental sources of error. We further demonstrate the impact of
experimental constraints such as bounds on coupling rates or modulation
band-limits on achievable performance. Using a custom optimization engine based
on TensorFlow we also demonstrate time-to-solution for optimizations on ion
registers up to 20 ions of order tens of minutes using a local-instance laptop,
allowing computational access to system-scales relevant to near-term
trapped-ion devices.
- Abstract（参考訳）: 閉じ込められた原子イオンに対する絡み合ったゲートのクラスを調べ、数値最適化技術を用いて、幅広い高速でエラーロバストゲートの構築を実証する。
提案手法では,イオン対の最大および一部絡み込み操作を目標とした振幅・位相変調制御,完全なマルチイオンレジスタ,大規模レジスタのマルチイオンサブセット,単一レジスタ内の並列操作を用いた数値最適化の枠組みを導入する。
計算とシミュレーションにより,M\o lmer-S\o rensenゲートで使用するバイクロミックドライブの差分位相の変調が,様々なゲート構成の時間-最適制御を可能とし,解析的制約を適切に組み合わせることで,重要な実験的エラー源に対して堅牢性が得られることを示した。
さらに、結合率や変調帯域制限が達成可能な性能に与える影響を実験的に示す。
tensorflowベースのカスタム最適化エンジンを使用することで、ローカルインスタンスラップトップを使用して、最大20イオン単位のイオンレジスタ上での最適化の時間-解法も示します。
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