論文の概要: Filter Function Formalism and Software Package to Compute Quantum
Processes of Gate Sequences for Classical Non-Markovian Noise
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2103.02403v2
- Date: Mon, 25 Oct 2021 13:52:28 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-09 08:12:20.238868
- Title: Filter Function Formalism and Software Package to Compute Quantum
Processes of Gate Sequences for Classical Non-Markovian Noise
- Title（参考訳）: 古典的非マルコフ雑音に対するフィルタ関数形式とゲート系列の量子過程へのソフトウェアパッケージ
- Authors: Tobias Hangleiter, Pascal Cerfontaine, Hendrik Bluhm
- Abstract要約: 関連する非マルコフノイズは、量子情報技術のホストとして使用される多くの固体系に存在している。
量子演算形式論におけるユニタリ進化を記述するために応用できることを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Correlated, non-Markovian noise is present in many solid-state systems
employed as hosts for quantum information technologies, significantly
complicating the realistic theoretical description of these systems. In this
regime, the effects of noise on sequences of quantum gates cannot be described
by concatenating isolated quantum operations if the environmental correlation
times are on the scale of the typical gate durations. The filter function
formalism has been successful in characterizing the decay of coherence under
the influence of such classical, non-Markovian environments and here we show it
can be applied to describe unital evolution within the quantum operations
formalism. We find exact results for the quantum process and a simple
composition rule for a sequence of operations. This enables the detailed study
of effects of noise correlations on algorithms and periodically driven systems.
Moreover, we point out the method's suitability for numerical applications and
present the open-source Python software package filter_functions. Amongst other
things, it facilitates computing the noise-averaged transfer matrix
representation of a unital quantum operation in the presence of universal
classical noise for arbitrary control sequences. We apply the presented methods
to selected examples.
- Abstract（参考訳）: 相関のある非マルコフノイズは、量子情報技術のホストとして用いられる多くの固体系において存在し、これらのシステムの現実的な理論記述を著しく複雑にしている。
この体制では、環境相関時間が典型的なゲート期間のスケールにある場合、孤立量子演算を連結することで、量子ゲートのシーケンスに対するノイズの影響を説明できない。
フィルター関数形式論は、そのような古典的非マルコフ環境の影響下でのコヒーレンスの崩壊を特徴づけることに成功した。
量子過程の正確な結果と、一連の演算に対する単純な合成規則を見つける。
これにより、アルゴリズムや周期駆動システムに対するノイズ相関の影響の詳細な研究が可能になる。
さらに,数値アプリケーションに適した手法として,オープンソースのPythonソフトウェアパッケージFilter_functionsを提案する。
とりわけ、任意の制御シーケンスに対する普遍的古典ノイズの存在下では、単位量子演算の雑音平均転送行列表現の計算を容易にする。
提案手法を選択例に適用する。
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