論文の概要: Quantum dot-based high-fidelity universal quantum gates in noisy environment

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2105.07021v4
• Date: Wed, 13 Nov 2024 13:20:04 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-11-14 19:24:57.932420
• Title: Quantum dot-based high-fidelity universal quantum gates in noisy environment
• Title（参考訳）: 雑音環境における量子ドットに基づく高忠実な普遍量子ゲート
• Authors: Yash Tiwari, Aditya Dev, Vishvendra Singh Poonia,
• Abstract要約: 量子ドットを用いた量子ゲート(単一量子ビットゲートとトフォリゲート)を超微細なゆらぎノイズと音速帯電ノイズの存在下で検討する。 我々は、リンドブラッドマスター方程式の定式化を用いて、NOTゲート、アダマールゲート、トフォリゲートのスピンダイナミクスとノイズ過程をモデル化する。 本稿では,現実的な条件下でのスピン量子ビットに基づく大規模量子プロセッサのモデリングを可能にするフレームワークの汎用性について述べる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.5120567378386615
• License:
• Abstract: Quantum dot-based spin qubit realization is one of the most promising quantum computing systems owing to its integrability with classical computation hardware and its versatility in realizing qubits and quantum gates. In this work, we investigate a quantum dot-based universal set of quantum gates (single qubit gates and the Toffoli gate) in the presence of hyperfine fluctuation noise and phononic charge noise. We model the spin dynamics and noise processes in the NOT gate, Hadamard gate and the Toffoli gate using the Lindblad master equation formalism to estimate the operating ranges of the external static and ac magnetic fields to achieve high fidelity operation of these gates in a noisy environment. In addition, the generality of the framework proposed in this paper enables modeling of larger quantum processors based on spin qubits in realistic conditions.
• Abstract（参考訳）: 量子ドットベースのスピン量子ビット実現は、古典的な計算ハードウェアとの積分性と量子ビットや量子ゲートの実現における汎用性から、最も有望な量子コンピューティングシステムの一つである。 本研究では,超微細なゆらぎノイズと音速帯電雑音の存在下で量子ドットを用いた量子ゲート(単一量子ビットゲートとトフォリゲート)の普遍集合について検討する。 我々は,NOTゲート,アダマールゲート,トフォリゲートのスピンダイナミクスとノイズ過程をリンドブラッドマスター方程式を用いてモデル化し,外部静磁場および交流磁場の動作範囲を推定し,ノイズの多い環境下でこれらのゲートの高忠実度動作を実現する。 さらに,本論文で提案するフレームワークの汎用性により,現実的な条件下でのスピン量子ビットに基づく大規模量子プロセッサのモデリングが可能となる。

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