論文の概要: Counteracting dephasing in Molecular Nanomagnets by optimized qudit encodings

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2103.09290v2
• Date: Wed, 1 Sep 2021 09:36:14 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-07 23:12:18.185608
• Title: Counteracting dephasing in Molecular Nanomagnets by optimized qudit encodings
• Title（参考訳）: 最適化qudit符号化による分子ナノマグネットの逆作用抑制
• Authors: Francesco Petiziol, Alessandro Chiesa, Sandro Wimberger, Paolo Santini, Stefano Carretta
• Abstract要約: 分子ナノマグネットは、Quditベースの量子誤り訂正符号の実装を可能にする。 分子キューディットに符号化された量子情報を破損させるエラーの微視的理解が不可欠である。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 60.1389381016626
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Molecular Nanomagnets may enable the implementation of qudit-based quantum error-correction codes which exploit the many spin levels naturally embedded in a single molecule, a promising step towards scalable quantum processors. To fully realize the potential of this approach, a microscopic understanding of the errors corrupting the quantum information encoded in a molecular qudit is essential, together with the development of tailor-made quantum error correction strategies. We address these central points by first studying dephasing effects on the molecular spin qudit produced by the interaction with surrounding nuclear spins, which are the dominant source of errors at low temperatures. Numerical quantum error correction codes are then constructed, by means of a systematic optimisation procedure based on simulations of the coupled system-bath dynamics, that provide a striking enhancement of the coherence time of the molecular computational unit. The sequence of pulses needed for the experimental implementation of the codes is finally proposed.
• Abstract（参考訳）: 分子ナノマグネットはquditベースの量子誤り訂正コードの実装を可能にし、単一の分子に自然に埋め込まれた多くのスピンレベルを利用することができる。 このアプローチの可能性を十分に実現するためには、分子キューディットに符号化された量子情報を破損させる誤差の微視的理解と、テーラーメイドの量子誤り訂正戦略の開発が不可欠である。 これらの中心点は、低温におけるエラーの主な原因である周囲の核スピンとの相互作用によって生成される分子スピンキュディットに対する劣化効果を最初に研究することによって解決される。 次に、結合されたシステムバスダイナミクスのシミュレーションに基づいて、体系的な最適化手順を用いて、数値量子エラー訂正符号を構築し、分子計算ユニットのコヒーレンス時間を大幅に向上させる。 コードの実験的な実装に必要なパルス列が最終的に提案されている。

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