論文の概要: Proof-of-principle experimental demonstration of quantum gate verification

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2107.13466v2
• Date: Fri, 11 Feb 2022 02:01:03 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-20 17:02:33.045188
• Title: Proof-of-principle experimental demonstration of quantum gate verification
• Title（参考訳）: 量子ゲート検証の原理実証実験
• Authors: Maolin Luo, Xiaoqian Zhang, Xiaoqi Zhou
• Abstract要約: 近年,量子ゲート検証(QGV)と呼ばれる手法が提案されている。 単一量子ビットの量子ゲートでは、99%の信頼レベルを持つ少なくとも97%の量子ゲートの正当性を確認するために、sim300$サンプルのみが必要とされる。 QGV法は、様々な量子情報アプリケーションにおける量子デバイスの評価に広く用いられる可能性がある。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.9852463786440127
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: To employ a quantum device, the performance of the quantum gates in the device needs to be evaluated first. Since the dimensionality of a quantum gate grows exponentially with the number of qubits, evaluating the performance of a quantum gate is a challenging task. Recently, a scheme called quantum gate verification (QGV) has been proposed, which can verifies quantum gates with near-optimal efficiency. In this paper, we implement a proof-of-principle optical experiment to demonstrate this QGV scheme. We show that for a single-qubit quantum gate, only $\sim300$ samples are needed to confirm the fidelity of the quantum gate to be at least $97\%$ with a $99\%$ confidence level using the QGV method, whereas, at least $\sim3000$ samples are needed to achieve the same result using the standard quantum process tomography method. The QGV method validated by this paper has the potential to be widely used for the evaluation of quantum devices in various quantum information applications.
• Abstract（参考訳）: 量子デバイスを使用するには、デバイス内の量子ゲートの性能をまず評価する必要がある。 量子ゲートの次元は量子ビットの数とともに指数関数的に増加するため、量子ゲートの性能を評価することは難しい課題である。 近年、量子ゲートをほぼ最適効率で検証できる量子ゲート検証(qgv)と呼ばれるスキームが提案されている。 本稿では、このqgvスキームを実証するための原理実証実験を行う。 単一量子ゲートの場合、QGV法による信頼度99\%$99\%$で、量子ゲートの忠実度を少なくとも97\%$で確認するためには、$\sim300$サンプルのみが必要であるが、標準量子プロセストモグラフィー法による同じ結果を得るためには、少なくとも$\sim3000$サンプルが必要である。 本研究で検証したQGV法は,様々な量子情報応用における量子デバイスの評価に広く用いられる可能性がある。

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