論文の概要: Energetic cost of Hamiltonian quantum gates

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2102.05118v3
• Date: Fri, 12 Feb 2021 07:01:47 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-12 02:57:35.090513
• Title: Energetic cost of Hamiltonian quantum gates
• Title（参考訳）: ハミルトン量子ゲートのエネルギーコスト
• Authors: Sebastian Deffner
• Abstract要約: 我々は、ハミルトンゲート演算のエネルギーコストを定量化することにより、論理量子状態に符号化されたシャノン情報の変化を束縛する不等式を証明した。 この境界の実用性は、理論と実験においてエネルギー論的に最適な量子ゲートを特定するためにどのように応用できるかを概説することによって示される。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Landauer's principle laid the main foundation for the development of modern thermodynamics of information. However, in its original inception the principle relies on semiformal arguments and dissipative dynamics. Hence, if and how Landauer's principle applies to unitary quantum computing is less than obvious. Here, we prove an inequality bounding the change of Shannon information encoded in the logical quantum states by quantifying the energetic cost of Hamiltonian gate operations. The utility of this bound is demonstrated by outlining how it can be applied to identify energetically optimal quantum gates in theory and experiment. The analysis is concluded by discussing the energetic cost of quantum error correcting codes with non-interacting qubits, such as Shor's code.
• Abstract（参考訳）: ランダウアーの原理は現代の情報熱力学の発展の基盤となった。 しかし、元々の始まりにおいて、原理は半形式的議論と散逸的ダイナミクスに依存している。 したがって、ランダウアーの原理がユニタリ量子コンピューティングにどのように適用されるかは明らかではない。 ここでは、ハミルトンゲート演算のエネルギーコストを定量化することにより、論理量子状態に符号化されたシャノン情報の変化を束縛する不等式を証明する。 この境界の実用性は、理論と実験においてエネルギー論的に最適な量子ゲートを識別する方法を概説することによって示される。 この分析は、ショアの符号のような非相互作用量子ビットによる量子誤り訂正符号のエネルギー的コストを論じることによって締めくくられる。

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