論文の概要: Lindblad Tomography of a Superconducting Quantum Processor
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2105.02338v5
- Date: Fri, 23 Dec 2022 16:02:10 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-01 12:56:33.391585
- Title: Lindblad Tomography of a Superconducting Quantum Processor
- Title（参考訳）: 超伝導量子プロセッサのリンドブラッドトモグラフィ
- Authors: Gabriel O. Samach, Ami Greene, Johannes Borregaard, Matthias
Christandl, Joseph Barreto, David K. Kim, Christopher M. McNally, Alexander
Melville, Bethany M. Niedzielski, Youngkyu Sung, Danna Rosenberg, Mollie E.
Schwartz, Jonilyn L. Yoder, Terry P. Orlando, Joel I-Jan Wang, Simon
Gustavsson, Morten Kjaergaard, William D. Oliver
- Abstract要約: リンドブラッド・トモグラフィー(Lindblad tomography)は、量子ノイズ環境におけるハミルトン作用素とリンドブラッド作用素をトモグラフィ的に再構成するためのハードウェアに依存しない特徴付けプロトコルである。
本手法は, 状態準備計測(SPAM)の誤差を特徴付けるとともに, マルコフモデルに適合する境界を設定することができることを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 39.75448064054184
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: As progress is made towards the first generation of error-corrected quantum
computers, robust characterization and validation protocols are required to
assess the noise environments of physical quantum processors. While standard
coherence metrics and characterization protocols such as T1 and T2, process
tomography, and randomized benchmarking are now ubiquitous, these techniques
provide only partial information about the dynamic multi-qubit loss channels
responsible for processor errors, which can be described more fully by a
Lindblad operator in the master equation formalism. Here, we introduce and
experimentally demonstrate Lindblad tomography, a hardware-agnostic
characterization protocol for tomographically reconstructing the Hamiltonian
and Lindblad operators of a quantum noise environment from an ensemble of
time-domain measurements. Performing Lindblad tomography on a small
superconducting quantum processor, we show that this technique characterizes
and accounts for state-preparation and measurement (SPAM) errors and allows one
to place bounds on the fit to a Markovian model. Comparing the results of
single- and two-qubit measurements on a superconducting quantum processor, we
demonstrate that Lindblad tomography can also be used to identify and quantify
sources of crosstalk on quantum processors, such as the presence of always-on
qubit-qubit interactions.
- Abstract（参考訳）: 第一世代の誤り訂正量子コンピュータに向けた進展に伴い、物理量子プロセッサのノイズ環境を評価するためのロバストなキャラクタリゼーションと検証プロトコルが要求される。
T1 や T2 のような標準的なコヒーレンスメトリクスや特徴付けプロトコル、プロセストモグラフィー、ランダム化ベンチマークが現在どこにでもあるが、これらの手法はプロセッサエラーの原因となる動的マルチキュービット損失チャネルに関する部分的な情報しか提供していない。
本稿では,量子雑音環境のハミルトニアンおよびリンドブラッド作用素を,時間領域計測のアンサンブルからトモグラフィ的に再構成するハードウェア非依存なキャラクタリゼーションプロトコルであるlindblad tomographyを紹介し,実証する。
小型超伝導量子プロセッサ上でリンドブラッドトモグラフィーを行うと、この技術は状態準備と測定(SPAM)の誤差を特徴づけ、説明し、マルコフモデルに適合する境界を設定することができることを示す。
超伝導量子プロセッサ上での単一および2量子ビットの測定結果を比較し,常オン量子ビット相互作用の存在など,量子プロセッサ上でのクロストークの発生源の同定と定量化にリンドブラッドトモグラフィが使用できることを示した。
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