論文の概要: Systematic error tolerant multiqubit holonomic entangling gates
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2012.02935v4
- Date: Wed, 17 Nov 2021 06:12:04 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-22 00:53:04.645659
- Title: Systematic error tolerant multiqubit holonomic entangling gates
- Title（参考訳）: 系統的エラー耐性マルチキュービットホロノミック絡み込みゲート
- Authors: Jin-Lei Wu, Yan Wang, Jin-Xuan Han, Yongyuan Jiang, Jie Song, Yan Xia,
Shi-Lei Su, and Weibin Li
- Abstract要約: 我々は,光アレイや超伝導回路に閉じ込められたRydberg原子を用いて,高忠実なホロノミック$(N+1)$-qubit制御ゲートを実現することを提案する。
我々の研究は、リドベルク原子を光アレイや超伝導回路に閉じ込めた、堅牢な多ビットゲートを構築するための新しい道筋を開拓した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 11.21912040660678
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Quantum holonomic gates hold built-in resilience to local noises and provide
a promising approach for implementing fault-tolerant quantum computation. We
propose to realize high-fidelity holonomic $(N+1)$-qubit controlled gates using
Rydberg atoms confined in optical arrays or superconducting circuits. We
identify the scheme, deduce the effective multi-body Hamiltonian, and determine
the working condition of the multiqubit gate. Uniquely, the multiqubit gate is
immune to systematic errors, i.e., laser parameter fluctuations and motional
dephasing, as the $N$ control atoms largely remain in the much stable qubit
space during the operation. We show that $C_N$-NOT gates can reach same level
of fidelity at a given gate time for $N\leq5$ under a suitable choice of
parameters, and the gate tolerance against errors in systematic parameters can
be further enhanced through optimal pulse engineering. In case of Rydberg
atoms, the proposed protocol is intrinsically different from typical schemes
based on Rydberg blockade or antiblockade. Our study paves a new route to build
robust multiqubit gates with Rydberg atoms trapped in optical arrays or with
superconducting circuits. It contributes to current efforts in developing
scalable quantum computation with trapped atoms and fabricable superconducting
devices.
- Abstract（参考訳）: 量子ホロノミックゲートは局所ノイズに対するレジリエンスを内蔵しており、フォールトトレラント量子計算を実装するための有望なアプローチを提供する。
光アレイや超伝導回路に閉じ込められたrydberg原子を用いた高忠実性ホロノミック$(n+1)$-qubit制御ゲートを実現する。
提案手法を同定し,実効的な多体ハミルトニアンを推定し,多ビットゲートの動作条件を決定する。
同様に、マルチキュービットゲートは、レーザーパラメータのゆらぎや運動の劣化といった、系統的な誤差に免疫しており、N$制御原子は操作中に非常に安定なキュービット空間に留まっている。
c_n$-notゲートは、適切なパラメータの選択の下で、所定のゲート時間で同じレベルの忠実度に達することができ、系統的パラメータにおけるエラーに対するゲート耐性は、最適パルスエンジニアリングによってさらに強化される。
rydberg原子の場合、提案プロトコルはrydbergブロックやアンチブロックに基づく典型的なスキームとは本質的に異なる。
我々の研究は、リドベルク原子を光アレイや超伝導回路に閉じ込めた、堅牢な多ビットゲートを構築するための新しい経路を開拓した。
これは、閉じ込められた原子と製造可能な超伝導デバイスを用いたスケーラブルな量子計算の開発における現在の取り組みに寄与している。
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