論文の概要: Relaxation times do not capture logical qubit dynamics

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2012.07911v2
• Date: Sat, 4 Dec 2021 06:23:25 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-20 21:04:41.535296
• Title: Relaxation times do not capture logical qubit dynamics
• Title（参考訳）: 緩和時間は論理量子力学をキャプチャしない
• Authors: Amit Kumar Pal, Philipp Schindler, Alexander Erhard, \'Angel Rivas, Miguel-Angel Martin-Delgado, Rainer Blatt, Thomas Monz, and Markus M\"uller
• Abstract要約: 本研究では,空間雑音相関が論理量子ビットのリッチで直観的な動的挙動を生じさせることを示す。 この作業は論理キュービットの実験的な実装をガイドし、ベンチマークするのに役立ちます。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 50.04886706729045
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Quantum error correction procedures have the potential to enable faithful operation of large-scale quantum computers. They protect information from environmental decoherence by storing it in logical qubits, built from ensembles of entangled physical qubits according to suitably tailored quantum error correcting encodings. To date, no generally accepted framework to characterise the behaviour of logical qubits as quantum memories has been developed. In this work, we show that generalisations of well-established figures of merit of physical qubits, such as relaxation times, to logical qubits fail and do not capture dynamics of logical qubits. We experimentally illustrate that, in particular, spatial noise correlations can give rise to rich and counter-intuitive dynamical behavior of logical qubits. We show that a suitable set of observables, formed by code space population and logical operators within the code space, allows one to track and characterize the dynamical behaviour of logical qubits. Awareness of these effects and the efficient characterisation tools used in this work will help to guide and benchmark experimental implementations of logical qubits.
• Abstract（参考訳）: 量子誤差補正手順は、大規模量子コンピュータの忠実な操作を可能にする可能性がある。 それらは、適切に調整された量子エラー補正エンコーディングに従って、絡み合った物理量子ビットのアンサンブルから構築された論理量子ビットに格納することで、環境デコヒーレンスから情報を保護する。 これまで、量子記憶として論理量子ビットの挙動を特徴付ける一般的なフレームワークは開発されていない。 本研究では、緩和時間などの物理量子ビットの有益性の確立された図形の論理量子ビットへの一般化が失敗し、論理量子ビットのダイナミクスを捉えないことを示す。 特に,空間雑音相関が論理量子ビットの豊かで直観的な動的挙動をもたらすことを実験的に示す。 コード空間内の符号空間人口と論理演算子によって形成される適切な観測可能な集合は、論理キュービットの動的挙動を追跡し特徴付けることができる。 この研究で使われているこれらの効果と効率的な特徴付けツールは、論理量子ビットの実験的な実装をガイドし、ベンチマークするのに役立ちます。

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