論文の概要: Quantum Circuits for Collective Amplitude Damping in Two-Qubit Systems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2012.02410v1
- Date: Fri, 4 Dec 2020 05:17:56 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-22 03:13:25.976866
- Title: Quantum Circuits for Collective Amplitude Damping in Two-Qubit Systems
- Title（参考訳）: 2ビット系における集団振幅減衰のための量子回路
- Authors: Yusuke Hama
- Abstract要約: 量子回路として表される集合量子ノイズの定式化について検討する。
6つの異なる初期条件を調べることで、集団振幅減衰のディジタル量子シミュレーションを実証する。
これらの結果は、量子ノイズを制御し、大規模量子コンピュータを設計するための体系的なアプローチを確立するための道を開いた。
- 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: Quantum computers have now appeared in our society and are utilized for the
investigation of science and engineering. At present, they have been built as
intermediate-size computers containing about fifty qubits and are weak against
noise effects. Hence, they are called noisy-intermediate scale quantum devices.
In order to accomplish efficient quantum computation with using these machines,
a key issue is going to be the coherent control of individual and collective
quantum noises. In this work, we focus on a latter type and investigate
formulations of the collective quantum noises represented as quantum circuits.
To simplify our discussions and make them concrete, we analyze collective
amplitude damping processes in two-qubit systems. As verifications of our
formalisms and the quantum circuits, we demonstrate digital quantum simulations
of the collective amplitude damping by examining six different initial
conditions with varying the number of execution of an overall operation for our
quantum simulations. We observe that our results show good numerical matching
with the solution of quantum master equation for the two-qubit systems as we
increase such a number. In addition, we explain the essence of the way to
extend our formalisms to analyze the collective amplitude damping in larger
qubit systems. These results pave the way for establishing systematic
approaches to control the quantum noises and designing large-scale quantum
computers.
- Abstract（参考訳）: 量子コンピュータは今や我々の社会に登場し、科学と工学の研究に利用されている。
現在、約50量子ビットの中間サイズのコンピュータとして構築されており、ノイズ効果に弱い。
したがって、ノイズ・中間スケール量子デバイスと呼ばれる。
これらの機械を用いて効率的な量子計算を実現するために、個々の量子ノイズと集合量子ノイズのコヒーレントな制御が鍵となる。
本研究では、後者のタイプに着目し、量子回路として表される集合量子ノイズの定式化について検討する。
議論の簡略化と具体化のために, 2量子系における集団振幅減衰過程を解析した。
我々の形式と量子回路の検証として,6つの異なる初期条件を検証し,量子シミュレーションにおける全体の演算の実行数を変化させることで,集団振幅減衰のディジタル量子シミュレーションを実証する。
その結果, 2量子ビット系に対する量子マスター方程式の解との数値マッチングが良好であることが確認された。
さらに,より大きな量子ビット系における振幅減衰の集団減衰を解析するために,形式性を拡張する方法の本質について述べる。
これらの結果は、量子ノイズを制御し、大規模量子コンピュータを設計するための体系的なアプローチを確立するための道を開いた。
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