論文の概要: Efficient Experimental Verification of Quantum Gates with Local
Operations
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2107.02365v1
- Date: Tue, 6 Jul 2021 02:56:55 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-23 06:56:02.076670
- Title: Efficient Experimental Verification of Quantum Gates with Local
Operations
- Title(参考訳): 局所動作による量子ゲートの効率的な実験的検証
- Authors: Rui-Qi Zhang, Zhibo Hou, Jun-Feng Tang, Jiangwei Shang, Huangjun Zhu,
Guo-Yong Xiang, Chuan-Feng Li, and Guang-Can Guo
- Abstract要約: 実用的なゲート不完全性に対して頑健な量子ゲート検証法(QGV)を提案する。
2ビット制御ノットゲートと3ビットトフォリゲートのQGVを実験的に実現した。
私たちの研究は、量子時代の大きな量子デバイスを検証する上で、次元的呪いの解決を約束します。
- 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: Verifying the correct functioning of quantum gates is a crucial step towards
reliable quantum information processing, but it becomes an overwhelming
challenge as the system size grows due to the dimensionality curse. Recent
theoretical breakthroughs show that it is possible to verify various important
quantum gates with the optimal sample complexity of $O(1/\epsilon)$ using local
operations only, where $\epsilon$ is the estimation precision. In this work, we
propose a variant of quantum gate verification (QGV) which is robust to
practical gate imperfections, and experimentally realize efficient QGV on a
two-qubit controlled-not gate and a three-qubit Toffoli gate using only local
state preparations and measurements. The experimental results show that, by
using only 1600 and 2600 measurements on average, we can verify with 95%
confidence level that the implemented controlled-not gate and Toffoli gate have
fidelities at least 99% and 97%, respectively. Demonstrating the superior low
sample complexity and experimental feasibility of QGV, our work promises a
solution to the dimensionality curse in verifying large quantum devices in the
quantum era.
- Abstract(参考訳): 量子ゲートの正しい機能を検証することは、信頼できる量子情報処理への重要なステップであるが、次元の呪いによってシステムのサイズが大きくなると、圧倒的な課題となる。
最近の理論的ブレークスルーは、$O(1/\epsilon)$を局所演算のみを用い、$\epsilon$を推定精度として、最適なサンプルの複雑さで様々な重要な量子ゲートを検証することができることを示している。
本研究では,実用的ゲート不完全化に頑健な量子ゲート検証(qgv)の変種を提案し,局所状態と測定のみを用いて,2量子ビット制御なしゲートと3量子ビットトッフォリゲートの効率的なqgvを実現する。
実験結果から, 平均1600および2600の測定値を用いて, 実装した制御ノットゲートとトフォリゲートがそれぞれ少なくとも99%, 97%の忠実度を有することを95%の信頼度で検証できることがわかった。
qgvのより低いサンプルの複雑さと実験可能性を示し、量子時代の大きな量子デバイスを検証する際の次元の呪いに対する解決策を約束する。
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