論文の概要: Experimental Realization of Nonadiabatic Holonomic Single-Qubit Quantum
Gates with Two Dark Paths in a Trapped Ion
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2101.07483v2
- Date: Wed, 20 Jan 2021 01:48:18 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-14 18:11:02.726574
- Title: Experimental Realization of Nonadiabatic Holonomic Single-Qubit Quantum
Gates with Two Dark Paths in a Trapped Ion
- Title（参考訳）: トラップイオン中の2つの暗経路をもつ非断熱型ホロノミック単一量子ゲートの実験的実現
- Authors: Ming-Zhong Ai, Sai Li, Ran He, Zheng-Yuan Xue, Jin-Ming Cui, Yun-Feng
Huang, Chuan-Feng Li, Guang-Can Guo
- Abstract要約: 共振駆動を持つ4レベル系をベースとした171mathrmYb+$イオンを捕捉した2つの暗い経路に非断熱型ホロノミック単一量子ゲートを示す。
現在の実験技術では、非自明なホロノミック2量子ビット量子ゲートも実現可能である。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 41.36300605844117
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: For circuit-based quantum computation, experimental implementation of
universal set of quantum logic gates with high-fidelity and strong robustness
is essential and central. Quantum gates induced by geometric phases, which
depend only on global properties of the evolution paths, have built-in
noise-resilience features. Here, we propose and experimentally demonstrate
nonadiabatic holonomic single-qubit quantum gates on two dark paths in a
trapped $^{171}\mathrm{Yb}^{+}$ ion based on four-level systems with resonant
drives. We confirm the implementation with measured gate fidelity through both
quantum process tomography and randomized benchmarking methods. Meanwhile, we
find that nontrivial holonomic two-qubit quantum gates can also be realized
within current experimental technologies. Compared with previous
implementations on three-level systems, our experiment share both the advantage
of fast nonadiabatic evolution and the merit of robustness against systematic
errors, and thus retains the main advantage of geometric phases. Therefore, our
experiment confirms a promising method for fast and robust holonomic quantum
computation.
- Abstract（参考訳）: 回路ベースの量子計算では、高忠実性と強固なロバスト性を持つ普遍的量子論理ゲートの実験的実装が必須かつ中心的である。
進化経路の全体的性質のみに依存する幾何学的位相によって誘起される量子ゲートは、ノイズ抵抗特性を内蔵している。
本稿では、共振駆動を持つ4レベル系に基づくイオンを捕捉した$^{171}\mathrm{Yb}^{+}$イオンにおいて、2つのダークパス上の非断熱的ホロノミック単一量子ゲートを実験的に実証する。
本稿では,量子プロセストモグラフィおよびランダム化ベンチマーク手法を用いて,ゲート忠実度の測定により実装を確認する。
一方、非自明なホロノミック2量子ビット量子ゲートは、現在の実験技術でも実現可能である。
従来の3段階システム実装と比較して, 高速な非断熱進化の利点と, 系統的誤差に対する頑健さの利点を両立させ, 幾何学的位相の主な利点を保っている。
そこで本実験では,高速でロバストなホロノミック量子計算の有望な手法を検証した。
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