論文の概要: Character randomized benchmarking for non-multiplicity-free groups with
applications to subspace, leakage, and matchgate randomized benchmarking
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2011.00007v2
- Date: Mon, 1 Feb 2021 19:56:46 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-26 07:42:02.094523
- Title: Character randomized benchmarking for non-multiplicity-free groups with
applications to subspace, leakage, and matchgate randomized benchmarking
- Title（参考訳）: 非多重性自由群に対する文字ランダム化ベンチマークと部分空間,リーク,マッチゲートランダム化ベンチマークへの応用
- Authors: Jahan Claes, Eleanor Rieffel, Zhihui Wang
- Abstract要約: 非多重性自由群を明示的に扱うために、原文字RB導出を拡張した。
我々は,より一般的なゲート群に適用可能な新しいリークRBプロトコルを開発した。
この例は、スケーラブルな非クリフォードRBプロトコルの数少ない例の1つである。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 14.315027895958304
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Randomized benchmarking (RB) is a powerful method for determining the error
rate of experimental quantum gates. Traditional RB, however, is restricted to
gatesets, such as the Clifford group, that form a unitary 2-design. The
recently introduced character RB can benchmark more general gates using
techniques from representation theory; up to now, however, this method has only
been applied to "multiplicity-free" groups, a mathematical restriction on these
groups. In this paper, we extend the original character RB derivation to
explicitly treat non-multiplicity-free groups, and derive several applications.
First, we derive a rigorous version of the recently introduced subspace RB,
which seeks to characterize a set of one- and two-qubit gates that are
symmetric under SWAP. Second, we develop a new leakage RB protocol that applies
to more general groups of gates. Finally, we derive a scalable RB protocol for
the matchgate group, a group that like the Clifford group is non-universal but
becomes universal with the addition of one additional gate. This example
provides one of the few examples of a scalable non-Clifford RB protocol. In all
three cases, compared to existing theories, our method requires similar
resources, but either provides a more accurate estimate of gate fidelity, or
applies to a more general group of gates. In conclusion, we discuss the
potential, and challenges, of using non-multiplicity-free character RB to
develop new classes of scalable RB protocols and methods of characterizing
specific gates.
- Abstract（参考訳）: ランダム化ベンチマーク(RB)は実験量子ゲートの誤差率を決定する強力な手法である。
しかし、伝統的なRBは、クリフォード群(Clifford group)のようなゲートセットに制限されている。
最近導入されたキャラクタRBは、表現理論の技法を用いてより一般的なゲートをベンチマークすることができるが、この手法は「多重性のない」グループにしか適用されていない。
本稿では,非多重性自由群を明示的に扱うために,原文字RBの導出を拡張し,いくつかの応用を導出する。
まず、最近導入された部分空間RBの厳密なバージョンを導出し、SWAPの下で対称な1ビットと2ビットのゲートの集合を特徴付ける。
次に,より一般的なゲート群に適用可能な新しいリークrbプロトコルを開発した。
最後に、マッチゲート群に対するスケーラブルなRBプロトコルを導出するが、クリフォード群のような群はユニバーサルではないが、1つの追加ゲートを追加することで普遍となる。
この例は、スケーラブルな非クリフォードRBプロトコルの数少ない例の1つである。
これら3つの場合において、既存の理論と比較して、我々の手法は類似の資源を必要とするが、より正確なゲート忠実度推定を提供するか、より一般的なゲート群に適用する。
結論として,マルチプライシティフリーキャラクタrbを用いてスケーラブルなrbプロトコルと特定のゲートを特徴付ける手法の新しいクラスを開発する可能性,課題について考察する。
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