論文の概要: Dynamically Corrected Nonadiabatic Holonomic Quantum Gates

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2012.09034v2
• Date: Wed, 6 Oct 2021 14:55:43 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-20 11:12:16.279541
• Title: Dynamically Corrected Nonadiabatic Holonomic Quantum Gates
• Title（参考訳）: 動的に補正された断熱ホロノミック量子ゲート
• Authors: Sai Li, Zheng-Yuan Xue
• Abstract要約: 非線形ホロノミック量子計算(NHQC)の耐雑音性は改善される必要がある。 本稿では, 簡易制御による汎用NHQCの汎用プロトコルを提案し, 付随するXエラーの影響を大幅に抑制することができる。 数値シミュレーションにより, ゲートの性能は従来のプロトコルよりもはるかに良好であることが示された。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.436681150766912
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: The key for realizing fault-tolerant quantum computation lies in maintaining the coherence of all qubits so that high-fidelity and robust quantum manipulations on them can be achieved. One of the promising approaches is to use geometric phases in the construction of universal quantum gates, due to their intrinsic robustness against certain types of local noises. However, due to limitations in previous implementations, the noise-resilience feature of nonadiabatic holonomic quantum computation (NHQC) still needs to be improved. Here, combining with the dynamical correction technique, we propose a general protocol of universal NHQC with simplified control, which can greatly suppress the effect of the accompanied X errors, retaining the main merit of geometric quantum operations. Numerical simulation shows that the performance of our gate can be much better than previous protocols. Remarkably, when incorporating a decoherence-free subspace encoding for the collective dephasing noise, our scheme can also be robust against the involved Z errors. In addition, we also outline the physical implementation of the protocol that is insensitive to both X and Z errors. Therefore, our protocol provides a promising strategy for scalable fault-tolerant quantum computation.
• Abstract（参考訳）: フォールトトレラント量子計算を実現する鍵は、すべての量子ビットの一貫性を維持することにある。 有望なアプローチの1つは、ある種の局所雑音に対する固有のロバスト性のため、普遍量子ゲートの構築に幾何学的位相を使用することである。 しかし、従来の実装では制限があったため、非線形ホロノミック量子計算(NHQC)の耐雑音性は改善される必要がある。 ここでは, 動的補正手法と組み合わせ, 簡易制御による普遍的NHQCの一般的なプロトコルを提案し, 付随するX誤差の影響を大幅に抑制し, 幾何学的量子演算の主な利点を保っている。 数値シミュレーションにより、我々のゲートの性能は以前のプロトコルよりもずっと良いことが示されている。 驚くべきことに、集合的デファクトノイズに対してデコヒーレンスフリーな部分空間エンコーディングを組み込む場合、このスキームは関連するzエラーに対して頑健である。 さらに、xとzの両方のエラーに影響を受けないプロトコルの物理的実装についても概説する。 そこで本プロトコルは,スケーラブルなフォールトトレラント量子計算のための有望な戦略を提供する。

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